Tpe ssi

Pages: 7 (1710 mots) Publié le: 5 janvier 2011
I) Introduction
Au début de l'année, nos professeurs de Sciences de l'Ingénieur (SI) nous ont annoncé que nous allions faire nos TPE sur le thème des jouets. Nous nous sommes alors mis à la recherche d'un jouet correspondant aux critères attendus : des fonctions électriques et mécaniques intéressantes avec un budget fixé à 15€. Nous avons donc sélectionné « Jojo éclabousse ». Ce jouet, étantun bateau pour le bain, possède une « turbine », un haut-parleur, un système de drainage d'eau ainsi que quelques autres composants. Les critères attendus sont donc respectés.



II) Partie électrique

Pour commencer, nous allons aborder la partie électrique.

Notre jouet est donc composé de 4 éléments électriques principaux et sont cités dans l'ordre dans lequel ils interagissententre eux :
• Un capteur, de type : capteur à contact.
• Un circuit imprimé qui permet de relier les différents composants entre eux.
• Un haut-parleur servant à diffuser une chanson lorsque le circuit est « fermé », c'est-à- dire quand le capteur détecte la présence d'un corps.
• Un moteur électrique servant à animer une turbine faisant déplacer le bateau et permettant de fairefonctionner le jet d'eau.

Quel est le rôle des différents composants dans le système et comment fonctionnent-t-ils ?

1°) Capteur de contact

Le système électrique de notre jouet ne peut se mettre à fonctionner que lorsque le capteur réagit c'est-à-dire, une fois que le bateau est dans l'eau, ou lorsque l'on touche le capteur avec un objet conducteur. Nous pouvons donc en déduire que c'estun capteur à contact. L'information donnée par ce type de capteur est de type tout ou rien (TOR). Son principe de fonctionnement est le même que celui d'un bouton poussoir. Ce serait également le même principe de fonctionnement si nous remplacions le capteur par deux fils dénudés. Donc, lorsque que le capteur se trouve en contact avec de l'eau, le courant électrique peut passer entre ses bornesdonc le circuit est fermé. De ce fait, le courant électrique poursuit son chemin et il alimente donc les autres composants du système.Symbole du capteur à contact :

2°) Circuit imprimé

Le système électrique de notre jouet fonctionne grâce à un circuit imprimé. Celui-ci permet de relier électriquement un ensemble de composants électroniques entre eux. A la « sortie » du circuit imprimése trouve le capteur à contact, le haut-parleur et le moteur. Nos professeurs nous ont dit que nous ne pouvions pas plus développer à ce sujet, néanmoins, nous voulions le citer car le circuit imprimé est tout de même l'élément principal au bon fonctionnement de ce jouet.

Schéma des composants reliés au circuit imprimé

3°) Haut-parleur

Dans le jouet, le haut-parleur permet detransmettre la chanson qui est enregistrée dans la mémoire du circuit intégré. Notre haut-parleur est de type électrodynamique. Aujourd'hui, ce type de haut-parleur couvre environ 99% du marché grâce à sa technologie simple. Le circuit imprimé envoie de l'énergie électrique jusqu'au moteur (la bobine) du haut-parleur et se met en mouvement. Ce moteur transforme l'énergie électrique en énergie mécanique etil transmet cette énergie mécanique à la membrane. La membrane se met alors à vibrer et les sons que l'homme perçoit en réalité sont des vibrations de l'air qui arrivent jusqu'à son tympan.
Bobine
Membrane

II) 4°) Moteur à courant continu

Le moteur comprend :
• un circuit magnétique comportant une partie fixe, le stator, une partie tournant, le rotor et l’entrefer l’espace entre lesdeux parties.
• une source de champ magnétique nommée l’inducteur (le stator) crée par un bobinage ou des aimants permanents
• un circuit électrique induit (le rotor) subit les effets de ce champ magnétique
• le collecteur et les balais permettent d’accéder au circuit électrique rotorique

La machine à courant continu (M.C.C.) repose sur le phénomène physique de création d’une force...
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