Présentation de la séquence
Présentation de la séquence
Cette séquence engage les élèves dans la conception et la réalisation technique d’une maquette d’arbre solaire suiveur, typique des projets pluridisciplinaires STI2D : électronique, automatisme, énergie solaire, modélisation et programmation embarquée. L’objectif est de construire un système capable d’optimiser la captation d’énergie solaire en suivant la position du soleil, tout en développant une démarche d’ingénierie collaborative et pédagogique.
Objectifs principaux
Comprendre le principe et l’intérêt de l’arbre solaire suiveur (capacité à maximiser le rendement énergétique via l’orientation dynamique).
Concevoir l’architecture technique : choix des capteurs, actionneurs, microcontrôleurs, alimentation.
Réaliser la modélisation (CAO 3D de la maquette, schémas électriques).
Programmer le comportement du suiveur (acquisition capteur – déplacement moteur).
Mettre en œuvre la chaîne de mesure pour tester et optimiser la performance.
Argumenter les choix techniques et présenter la démarche ingénierie (écrite et orale).
Progression simplifiée (TP / étapes clés)
| Étape | Activité principale | Compétences visées | Connaissances travaillées |
|---|---|---|---|
| 1 | Analyse principe suiveur solaire | CO1.1, CO2.1 | Fonctionnement, bénéfices énergétiques |
| 2 | Conception architecture électrique | CO2.2 | Schémas, choix composants, alimentation |
| 3 | Modélisation mécanique/CAO | CO3.1 | Dessin 3D, optimisation structure |
| 4 | Programmation et automatisme | CO2.2, CO3.1 | Logiciel embarqué, tests capteurs/actionneurs |
| 5 | Test, mesure, optimisation | CO4.1 | Montages, mesures rendement, réglages |
| 6 | Restitution finale et présentation | CO4.1, CO4.2 | Argumentation technique, bilan ingénieur |
Mission et démarche pour les élèves
Situation problème : Comment modéliser et construire un système capable d’orienter automatiquement ses panneaux pour maximiser la production solaire ?
Travail en équipe pour concevoir le système : analyse du besoin, étude de solution (mécanique, électrique, programmation), modélisation CAO, développement logiciel embarqué (Arduino/ESP32), tests et optimisation.
Restitution finale : dossier technique et présentation orale détaillant tous les choix et les résultats.
Supports Moodle disponibles
Fiches TP, exercices sur le suiveur solaire
Tutoriels vidéo CAO, modélisation et programmation
Dossier projet, modèles de schémas électriques et codes sources