Technologie au collège: CS 1.6 - Analyser le fonctionnement et la structure d’un objet, identifier les entrées et sorties.

Séquence : Comment produire et stocker une énergie ?	Problématique : Séance 2 : Comment est constitué un système automatique ?	Cycle 4 - 2ème année
	Thème : Produire, distribuer et convertir une énergie
Situation déclenchante : Les parents de Romain souhaitent éclairer l'allée menant à leur garage le soir. En effet, celle-ci étant en retrait de l'éclairage public, l'allée est parfois difficilement visible et pose problème aux personnes ne connaissant pas la maison. Romain s’interroge sur les solutions possibles sachant que ses parents souhaitent une solution qui ne demande pas de travaux conséquents et qui soit la plus économique possible en terme d'énergie.

Fiche élève

Problème posé : Comment éclairer une allée automatiquement à la tombée de la nuit ?

Activité 1 : Définir les solutions envisagées pour répondre au besoin

I] Quelles solutions peut-on proposer aux parents de Romain ?

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II] Les lampes solaires de jardin sont de plus en plus appréciées par jardiniers et les décorateurs.
Elles permettent d’illuminer entre autres les allées de manière écologique, économique et esthétique.

A l’aide de la Fiche Ressource Les lampes solaires fourni, répondre aux questions ci-dessous :

a) Quelles sont les caractéristiques à privilégier lors de l’achat d’une lampe solaire ?

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b) Quels sont les avantages d’intégrer un détecteur de présence dans une lampe solaire ?

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c) Est-ce que toutes les lampes solaires sont écologiques ? Justifier votre réponse ?

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III] Sur le plan ci-dessous vous devez tracer une allée entre la porte du garage et le portail.

Vous placerez les lampes solaires nécessaires pour assurer l’éclairage suffisant pour un accès simple.

Les contraintes :

- le portail et la porte du garage ont une largeur de 2,5 m.

- L’automobile ne peut pas rentrer dans le garage en biais, un tournant est à prévoir avant la porte.

- Les lampes solaires sont à placer tous les 2 mètres et des deux côtés de l’allée.

Combien faudra-t-il de lampes solaires pour cette allée ? _____________________________

Activité 2 - Étude d’un fonctionnement de la borne solaire.

2a)A l'aide de la borne solaire démontée, compléter la colonne « Repère » de la nomenclature
ci-dessous :

Repère	Désignation
	Cellule photovoltaïque
	Batterie
	DEL munie d'un réflecteur
	Pique
	Chapeau
	Circuit électronique
	Fond de chapeau
	Tube
	Fils électriques
	Globe

2b)Fonctionnement de la balise solaire.

Sur la chaîne d'énergie mise à votre disposition :

- Mettre l’interrupteur sur la position ON

- Cacher la cellule photovoltaïque de la lumière avec la paume de votre main afin de simuler la nuit.
Que se passe-t-il ? ________________

Retirer votre main de la cellule photovoltaïque

Que se passe-t-il ?_________________________________

Mettre l’interrupteur sur la position OFF

2c)Décrire le fonctionnement de la borne solaire dans le tableau ci-dessous :

Découpe et colle les étiquettes de la borne solaire dans le tableau ci-dessous.

Fonctionnement de la borne solaire
Jour	Nuit

2d)Complète le document ci-dessous avec les mots suivants : réflecteur, batterie, DEL,
cellule photovoltaïque, photons, électricité, emmagasinée.

La balise solaire fonctionne grâce à une ____________________ située sur le chapeau. Elle capte
l’énergie solaire qui est transformée en ______________ :

Les __________ heurtent une surface mince de ces matériaux, puis sont absorbés par celle-ci.
Ils transfèrent leur énergie aux électrons de la matière. Ceux-ci se mettent alors en mouvement dans
une direction particulière, créant ainsi un courant électrique qui est recueilli par des fils métalliques très
fins.

Cette énergie, _____________ dans __________, sera ensuite restituée la nuit afin d’alimenter une
_____ bleue. Cette lumière est ensuite amplifiée par un _________.

2e)Observer et identifier les différents composants de la chaîne d'énergie et d'information.

Compléter la chaîne d’énergie ci-dessous avec les mots suivants : lumière, stocker, l’électricité,
diffuser, adapte, énergie lumineuse.



Une cellule photovoltaïque est un composant électronique qui, exposé à la lumière (photons), produit de __________	La batterie permet de _______ l’électricité	Le circuit intégré ___________ l’alimentation à l’énergie électrique à la DEL	La DEL convertit l’énergie électrique en _______ ________	Le réflecteur dirige la lumière pour mieux la _______ dans le globe	La borne solaire diffuse de _________

2f)Compléter la chaîne d’information ci-dessous avec les mots suivants : du capteur, des ordres
de commande, la lumière.


Cellule LDR + interrupteur	Microcontrôleur	Fils électriques
Le capteur de luminosité détecte _______. L’interrupteur permette d'interrompre ou d'autoriser le passage du courant électrique	Il traite les informations provenant ______selon la programmation du système	Il communique _________________ (allumer une lumière) à la chaîne d’énergie

On peut simplifier la chaîne d’information : vous allez proposer une solution.

Conclusion : Descriptif général de la chaîne fonctionnelle d'un système automatique.

Ressources :

- Vidéo d’une balise solaire dans un jardin.

- Fiche ressource de la balise solaire.

- Planche de la borne solaire.

- Une série de balises solaires.

- Le composant LDR sert majoritairement à distinguer la présence ou l'absence de lumière.

EVALUATION

Attendus en fin de cycle	Maîtrise insuffisante	Maîtrise fragile	Maîtrise satisfaisante	Très bonne maîtrise
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Vous cocherez dans le tableau la réponse CS 1.6

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