Automatisme store intelligent : séquence de TP sur la gestion domotique vent et soleil
| Site: | Le labo numérique de M. MIGNOTTE – Cours, projets et ressources pour les élèves de seconde SNT et STI2D |
| Course: | Chapitre 1 : Information Analogique, domotique |
| Book: | Automatisme store intelligent : séquence de TP sur la gestion domotique vent et soleil |
| Printed by: | Guest user |
| Date: | Saturday, 14 March 2026, 5:32 AM |
Description
Cette séquence de 4 Travaux Pratiques propose aux élèves de terminale STI2D de découvrir, analyser et programmer un système domotique réel de gestion automatisée d’un store à partir des grandeurs physiques du vent et du soleil. Les différents TP couvrent l’analyse fonctionnelle, la caractérisation et la mesure des capteurs, la programmation de la logique de commande, puis l’optimisation énergétique du système. L’approche adoptée favorise la compréhension globale de la chaîne d’information et d’énergie, tout en intégrant des compétences en automatisme, mesure, programmation et réflexion sur l’impact environnemental et l’amélioration continue des systèmes techniques.
1. TP1 – Analyse fonctionnelle d’un système domotique (store automatique vent et soleil)
Objectifs pédagogiques :
Identifier et décrire la chaîne d’énergie et la chaîne d’information.
Réaliser une analyse fonctionnelle complète du système SOMFY à partir de la maquette.
Déroulement :
Observation de la maquette et inventaire de tous les éléments (capteurs, actionneur, tableau de commande, interfaces).
Construction de la bête à cornes et du diagramme Pieuvre : identification des fonctions principales / contraintes / acteurs.
Cartographie des flux d’information et d’énergie (schéma fonctionnel, repérage des entrées/sorties).
Présentation orale rapide des fonctions repérées.
Documents à rendre :
Schéma bloc fonctionnel légendé
Diagramme bête à cornes, Pieuvre
Compétences STI2D visées :
Analyser le besoin et l’environnement du produit
Identifier les flux d’information et d’énergie
2. TP2 – Étude et caractérisation des capteurs vent et soleil
Objectifs pédagogiques :
Comprendre le rôle et le fonctionnement des capteurs de vent et de luminosité.
Savoir mesurer, visualiser et manipuler un signal issu d’un capteur.
Déroulement :
Démonstration et explication du principe de l’anémomètre et de la sonde lumineuse.
Relevé des valeurs électriques (tension, courant) générées par chaque capteur selon les variations de vent/lumière.
Visualisation des signaux sur oscilloscope et analyse de la forme d’onde.
Recherche de la loi physique reliant la grandeur mesurée et le signal électrique (fonction de transfert capteur).
Documents à rendre :
Tableaux de mesures
Graphiques de l’évolution des signaux
Fonction de transfert schématisée
Compétences STI2D visées :
Identifier et caractériser une grandeur physique mesurée par un capteur
Utiliser un appareil de mesure adapté
3. TP3 – Programmation de l’automatisme et réglage des seuils
Objectifs pédagogiques :
Comprendre la logique de commande : conditions de montée/descente du store.
Programmer des seuils de déclenchement simples avec prise en compte hystérésis et temporisation.
Déroulement :
Analyse du cahier des charges : dans quels cas le store doit monter ou descendre ?
Programmation d’un algorithme sur microcontrôleur (ESP32 ou simulateur) :
Si vent > seuil, remonter le store
Si luminosité > seuil et vent < seuil, descendre le store
Gestion de la temporisation et du mode manuel/auto
Test des programmes sur maquette ou simulateur logiciel.
Ajustement des seuils et vérification du comportement attendu.
Documents à rendre :
Organigramme/algorigramme de la logique de commande
Programme commenté / pseudo-code
Justification du choix des seuils
Compétences STI2D visées :
Écrire un programme simple de gestion automatique (structure SI/ALORS/SINON)
Mettre au point expérimentalement une commande
4. TP4 – Optimisation énergétique et amélioration du système
Objectifs pédagogiques :
Mesurer et analyser la consommation du système automatisé.
Proposer des améliorations au niveau capteurs/commande pour plus d’efficacité.
Déroulement :
Mesure de la consommation électrique du store selon les scénarios d’utilisation (montée, descente, veille).
Analyse : comment réduire la consommation (choix des consignes, cycle de fonctionnement, sensibilisation à l’utilisation).
Recherche d’ajouts possibles : maintenance prédictive (détection de panne), communication avec système domotique global, envoi d’alertes.
Rédaction d’une synthèse sur les performances énergétiques et les axes d’amélioration.
Documents à rendre :
Relevés et graphique de consommation électrique
Propositions techniques d’amélioration
Synthèse sur l’efficacité énergétique
Compétences STI2D visées :
Évaluer les performances énergétiques d’un système réel
Proposer des pistes d’amélioration (technique, environnementale, usage)