Tinkercad Circuits

1. Niveau Première STI2D : "La boucle de suivi solaire"

L'objectif est de passer de l'analyse fonctionnelle (schéma-bloc) à la réalisation virtuelle de la chaîne d'information.

• Problématique : Comment orienter automatiquement les panneaux pour maximiser la production solaire ?
• Composants à utiliser : Carte Arduino Uno, 2 photo-résistances (LDR), 1 servomoteur (représentant l'inclinaison des branches), résistances.
• Tâches élèves :
  1. Câblage : Créer un pont diviseur de tension pour chaque LDR afin d'acquérir une image de la luminosité sur les entrées analogiques.
  2. Algorithme simple : Programmer une structure conditionnelle (Si/Alors) : si la luminosité à gauche est supérieure à celle de droite, le servomoteur tourne vers la gauche.
  3. Validation : Simuler l'ensoleillement en déplaçant la lampe virtuelle dans Tinkercad et vérifier que l'angle du servomoteur suit bien la source.
• Lien avec le programme : Acquisition de capteurs, commande d'actionneur et logique de programmation embarquée.

2. Niveau Terminale STI2D : "Régulation, Sécurité Vent et Mesure de Rendement"

Ici, on monte en complexité en intégrant la sécurité du système et l'analyse scientifique des grandeurs.

• Problématique : Comment sécuriser l'arbre face aux vents violents et quantifier l'énergie stockée pour recharger les 10 smartphones ?
• Composants à ajouter : 1 potentiomètre (simulant un anémomètre), 1 écran LCD (pour l'interface exploitant), 1 batterie virtuelle.
• Tâches élèves :
  1. Gestion de la sécurité : Programmer une interruption ou une priorité : si la valeur de "l'anémomètre" dépasse un seuil (ex: 60 km/h), le servomoteur doit se mettre immédiatement en "position débrayée" (position de sécurité), quel que soit l'ensoleillement.
  2. Affichage des données : Utiliser le moniteur série ou l'écran LCD pour afficher en temps réel la tension (V) et l'intensité (I) simulées, ainsi que l'angle des panneaux.
  3. Calcul de performance : Demander aux élèves de calculer, via le code, la puissance instantanée ($P = U \times I$) et d'estimer le temps nécessaire pour atteindre la capacité de 40 Ah requise par le cahier des charges.
• Lien avec le programme : Analyse systémique (SysML IBD), gestion des modes de fonctionnement (suivi vs protection) et calcul de rendement global.