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

?

?

?

?

?

?

?

?

?

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 !

Retour vers les autres FT

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 !

Retour vers les autres FT

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