les solutions technologiques des fonctions techniques architecture des systèmes techniques ph....
TRANSCRIPT
LES SOLUTIONS TECHNOLOGIQUES
des FONCTIONS TECHNIQUES
ARCHITECTURE des Systèmes Techniques
Ph. ALLARDIN Sèche mains_Archi_S Lecture Seule
Utilisation de l’animation :
CLIQUEZ sur le BOUTON DROIT pour AVANCERCLIQUEZ sur le BOUTON GAUCHE pour RECULER
Support étudié
Sèche Mains
Le sèche mains capoté
Le sèche mains décapoté à votre disposition
Utilisons le « graphe des INTERACTEURS »
pour mettre en évidence les FONCTIONS de SERVICE
= expression FONCTIONNELLE du besoin de
l’utilisateur*
* Le terme « utilisateur » ne se limite pas au sens usuel
Les éléments extérieurs qui peuvent agir ou interagir par l’intermédiaire du sèche mains sont …
Graphe des interacteurs du sèche mains en phase d’utilisation et du point de vue de l’électrotechnicien
SECHEMAINS
Mains
Elément« séchant »
Utilisateur
Energie
Environnementmatériel
Les interactions envisagées sont …
SECHEMAINS
Mains
Elément « séchant »
Utilisateur
Energie
PilastreEnvironnementmatériel
Graphe des interacteurs du sèche mains en phase d’utilisation et du point de vue de l’électrotechnicien
Exprimons maintenantles fonctions que le
système doit rendre à l’utilisateur, c’est à dire l’expression du besoin*
*en phase d’utilisation et du point de vue de l’électrotechnicien
Expression fonctionnelledu besoin de l’utilisateur
FP1 : Sécher les mains en leur présence et à partir d’un « élément séchant »
FC1 : Ne pas abîmer les mains
FC2 : Produire des nuisances « acceptables »
FC3 : Etre en harmonie avec les autres équipements
FC4 : Ne pas nécessiter d’entretien (remplissage, …)
FC5 : Ne pas présenter de risque vis à vis de l’énergie
SECHEMAINS
Mains
Elément « séchant »
Utilisateur
Energie
Environnementmatériel
FP1 FC5
FC1
FC2 FC3
FC4 en phase d’utilisation et du point de vue de l’électrotechnicien
De nombreuse solutions technologiques existent mais
identifions celles qui ont été retenues sur le sèche mains à votre disposition.
Etudions de plus près la réalisation technologique des fonctions FP1 et
FC5 :
Utilisons la description graphique « F.A.S.T. ».
Celle-ci est sur votre feuille …
FP1 : Sécher les mains en leur présence …FC5 : Ne pas présenter de risque vis à vis de l’énergie
FP1: S écher les mains enleur présence et à part ird’un “élément séchant”
FC5 : N e pas présenterde r isque (pour les personnes) vis à vis desénergies
FT 101 : Convert ir de l’énergie élect r ique enénergie mécanique
FT 51 : Prémunirl’ut ilisateur des f uites élect r iques
FT 52 : I soler l’ut ilisateur des élémentsà haute température
FT 102 : Fournir l’énergieà l’air (= accroitre sonénergie cinétique)
FT 110 : Convert ir de l’énergie élect r ique enénergie thermique
FT 121 : A cquér irl’inf ormat ion “présence des mains”
FT 122 : T raiter lesinf ormat ions
FT 123 : Dist r ibuer l’énergie selon des ordres de l’unitéde t raitement des inf o.
FT 10 : Ventilerde l’air ambiant
FO N CT I O N Sde S ERVI CE
FO N CT I O N S T ECH N I Q U ES
?
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FT 111 : Echanger de lachaleur avec l’air
FT 11 : Chauff er del’air ambiant
FT 12 : Gérer lesystème selon unelogique préétablie
FT xx : Chauff er lesmains par rayonnement
FT xy : Ventiler de l’airà T ° ambiante
S olut ion alternat ive non retenue(divergence en O U)
S olut ion alternat ive non retenue(divergence en O U)
comment ?
quand ?en même temps
quand ?en même temps
pourquoi ?
O UO U
… et ci-dessous avec des solutions alternatives
Principes de solutions non retenues
PrincipesAlternatifs
= divergenc
een OU
FP1:Sécher les mains enleur présence et à partird’un “élément séchant”
FC5 : Ne pas présenterde risque (pour les personnes) vis à vis desénergies
FT101 : Convertir de l’énergie électrique enénergie mécanique
FT51 : Prémunirl’utilisateur des fuites électriquesFT52 : I soler l’utilisateur des élémentsà haute température
FT102 : Fournir l’énergieà l’air (= accroitre sonénergie cinétique)FT110 : Convertir de l’énergie électrique enénergie thermiqueFT121 : Acquérirl’inf ormation “présence des mains”FT122 : Traiter lesinf ormationsFT123 : Distribuer l’énergie selon des ordres de l’unitéde traitement des info.
FT10 : Ventilerde l’air ambiantFONCTI ONSde SERVI CE FONCTI ONS TECHNI QUES ??????
??
?FT111 : Echanger de lachaleur avec l’air FT11 : Chauff er del’air ambiantFT12 : Gérer lesystème selon unelogique préétablie
FTxx : Chauff er lesmains par rayonnementFTxy : Ventiler de l’airà T° ambiante Solution alternative non retenue(divergence en OU)Solution alternative non retenue(divergence en OU)
comment ?quand ?en même tempsquand ?en même temps
pourquoi ?OUOUFP1:Sécher les mains enleur présence et à partird’un “élément séchant”
FC5 : Ne pas présenterde risque (pour les personnes) vis à vis desénergies
FT101 : Convertir de l’énergie électrique enénergie mécanique
FT51 : Prémunirl’utilisateur des fuites électriquesFT52 : I soler l’utilisateur des élémentsà haute température
FT102 : Fournir l’énergieà l’air (= accroitre sonénergie cinétique)FT110 : Convertir de l’énergie électrique enénergie thermiqueFT121 : Acquérirl’inf ormation “présence des mains”FT122 : Traiter lesinf ormationsFT123 : Distribuer l’énergie selon des ordres de l’unitéde traitement des info.
FT10 : Ventilerde l’air ambiantFONCTI ONSde SERVI CE FONCTI ONS TECHNI QUES ??????
??
?FT111 : Echanger de lachaleur avec l’air FT11 : Chauff er del’air ambiantFT12 : Gérer lesystème selon unelogique préétablie
FTxx : Chauff er lesmains par rayonnementFTxy : Ventiler de l’airà T° ambiante Solution alternative non retenue(divergence en OU)Solution alternative non retenue(divergence en OU)
comment ?quand ?en même tempsquand ?en même temps
pourquoi ?OUOU
Comment lire un « F.A.S.T. » ?
Expression du besoin
Solutions techniquesPrincipes techniques
retenus décrits par les Fonctions Techniques
Description des
solutions technologiq
ues
Besoins de
l’utilisateur
expriméspar les
Fonctions de
Service
Solutions techniques définies par le concepteur pour … répondre aux
besoins de l’utilisateur
Votre travail personnel commence :
Travail 1 : Pour chaque Fonction Technique, identifiez, c’est à dire nommez (ou
décrivez) les solutions technologiques.
Ce travail est à faire sur la feuilledistribuée par votre professeur,
mais …
… nous pouvons regarder ensemble de plus près chaque Fonction Technique
intéressant les Fonctions de Service FP1 … :Cliquez sur le bouton correspondant à la fonction technique que vous
souhaitez approfondir …FT101: Convertir de l’énergie électrique en énergie mécanique
FT102: Fournir de l’énergie mécanique à l’air = accroître son énergie cinétique = accroître sa vitesse
FT111 : Echanger de la chaleur avec l’air
FT121 : Acquérir l’information « présence des mains »
FT110: Convertir de l’énergie électrique en énergie thermique = convertir de l’énergie électrique en « chaleur »
FT122 : Traiter les informations
FT123 : Distribuer l’énergie selon les ordres de l’unité de traitement des informations
Suite des FT
Vers travail 2
… et FC5 (suite des Fonctions Techniques)
FT 51 : prémunir l’utilisateur des risques électriques
FT 52 : isoler l’utilisateur des éléments à haute température (c’est à dire supérieure à 40° c)
Vers travail 2
FT101: Convertir de l’énergie électrique en énergie mécanique
Retour vers les autres FT
Vous connaissez, sans le savoir, le nom d’un composant fort répandu qui, alimenté en énergie électrique (par des fils) transforme cette énergie en énergie mécanique (=un mouvement associé à une action mécanique).
Je vous propose les composants suivants : un moteur thermique, un vérin pneumatique, un moteur électrique et un radiateur. Un seul est correct !
Je vous conseille tout de même de jeter un œil sur le mécanisme …pour éviter une grossière erreur !
Lorsque que vous fournissez de l’énergie mécanique à un système (la frappe dans un ballon par exemple !), celui-ci peut voir sa forme évoluée (énergie de déformation), sa vitesse (énergie cinétique) et/ou son altitude s’accroitre (énergie potentiel de pesanteur).
Ici, c’est bien l’accroissement de l’énergie cinétique de l’air qui est recherché. L’air est prélevé à vitesse nulle dans le milieu ambiant pour être restitué à une vitesse supérieure.
Retour vers les autres FT
FT102: Fournir de l’énergie mécanique à l’air = accroître son énergie cinétique = accroître sa vitesse
Les termes !Volute
TurbineArbre de
transmission
Retour vers les autres FT
Vous connaissez le nom usuel de ce composant fort répandu dans les locaux chauffés en utilisant de l’énergie électrique. Utilisez cependant un vocabulaire plus adapté …
FT110: Convertir de l’énergie électrique en énergie thermique = convertir de l’énergie électrique en « chaleur »
Les termes !Résistance thermique
Fils électriqueSupport
Les échanges de chaleur se font de plusieurs façons : par conduction (c’est la matière qui conduit la chaleur), par convection (c’est un fluide qui transporte la chaleur), par rayonnement (c’est le rayonnement émis par le corps chaud qui transporte la chaleur).
Ici, la chaleur est principalement échangé avec l’air par l’intermédiaire (par conduction) de … Regardez bien cette …?… ? … qui maximalise les échanges thermiques. Difficile de ne pas donner la solution dans cette phrase !
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FT111 : Echanger de la chaleur avec l’air
C’est tellement simple … que je vous donne simplement une liste de nom parmi lesquels il faut faire votre choix ! Attention cependant aux idées toutes faites !
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FT121 : Acquérir l’information « présence des mains »
Au choix :SonnetteBouton
Capteur de proximitéCapteur infra rouge*
Support
Vous avez le droit (= vous devriez) procéder à un
judicieux essai expérimental !
* Infra rouge = rayonnement de chaleur (c’est approximatif !)
Pour traiter directement des informations supportées par une énergie électrique, les solutions les plus fréquentes sont : les Automates Programmables Industriels, les circuits électroniques « imprimés » munis ou pas de circuit intégré, les ordinateurs via une carte d’acquisition, les circuits intégrés dédiés (=conçus pour un répondre à un besoin spécifique).
FT122 : Traiter les informations De nombreuses solutions techniques existent pour traiter
les informations. Les comptes rendus des capteurs sont ici supportés par une énergie électrique (=ils voyagent par des fils électriques).
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Vue arrière
FT123 : Distribuer l’énergie selon les ordres de l’unité de traitement des informations
Retour vers les autres FT
Il s’agit de distribuer de l’énergie électrique aux deux éléments (c’est pour ne pas donner la solution aux FT précédentes !) quand le dispositif de traitement des informations en donne l’ordre.
Vous connaissez certainement le terme commun pour un tel élément puisqu’il s’agit d’un relais. Son nom technique (c’est le nom qu’il faut employer) est un contacteur.
FT 51 : prémunir l’utilisateur des risques électriques Si un conducteur électrique vient à être en contact avec le
châssis du sèche mains, le contact avec ce dernier peut devenir « électrique » et donc présenter des risques mortels chez les personnes sensibles. La tension est ici de 220 volts ! Le châssis de l’appareil est donc relier, par l’intermédiaire d’un fil électrique de couleur jaune et vert, à la terre. En 380 volts, c’est mortel !
Un dispositif supplémentaire extérieur au sèche mains permet d’interrompre l’alimentation en énergie électrique dans cet éventualité.
Les circuits électriques sont protégés des contacts par obstacles matériels (capots, couvercles, matériaux isolants électriques, …)
Retour vers les autres FT
Retour vers les autres FT
FT 52 : isoler l’utilisateur des éléments à haute température (c’est à dire supérieure à 40° c)
Les termes !Carter en tôle (ici en
plastique !)Contact thermique
Grille Tuyau de sortie long et
étroit
Ce contact thermique s’ouvre (l’alimentation électrique de la
résistance est coupée) lorsque sa température (comparable à celle de
l’air) est supérieure à 40°c. Ce contact protège à la fois le matériel et les
mains de l’utilisateur.
Travail 2 : Découper ces éléments et placez les sur votre feuille réponse de façon à
les « brancher », faisant par la même apparaître les flux
d’informations et d’énergies. Tentez d’utilisez la décomposition sous la forme de chaînes fonctionnelles de
la zone ressource.
Suite de votre travail personnel …
Vers travail 3Vers travail 1
Suite de votre travail personnel …Travail 3 :
Faites vérifier votre travail à toutes fins utiles … Vous veillerez à
observer l'ordre des opérations sur la matière d'œuvre et à placer
correctement le contacteur thermique. Un petit coup d'œil sur le
système réel pourra éviter une erreur …
Vers travail 4Vers travail 2
Suite de votre travail personnel …Travail 4 :
Collez tous ces éléments et caractérisez les divers flux
d'énergies entre les différentes « boites » (énergie électrique ou
énergie mécanique ?) et d'informations (compte rendu d’un
capteur, ordre ou consigne de l’utilisateur ? )
Vers travail 5Vers travail 3
Suite de votre travail personnel …
Travail 5 : Identifiez ( = entourez et indiquez) les chaînes d’énergie (en rouge) et
d’informations (en vert).
Vers la fin !Vers travail 4
C’est déjà fini !
Vers travail 5