BACCALAURAT

SCIENCES ET TECHNOLOGIES INDUSTRIELLES

Spcialit gnie lectronique

Session 2007
tude des systmes techniques industriels

ARCHIVEUR MULTIMDIA

Partie construction mcanique

Dure conseille 1h30
Lecture des plans et du sujet

: 20mn

Analyse fonctionnelle et structurelle

: 10mn

tude de la fonction Placer et jecter le disque : 20mn

tude de la fonction Orienter le CD

: 20mn

tude de la fonction FT123

: 20mn

Tout document interdit

Calculatrice fonctionnement autonome autorise
(circulaire 99-186 du 16/11/99)

Cette partie contient :

-

Questions : B1 B7
Documents rponse : BR1 BR4
Documentation : BAN1 BAN4

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Spcialit gnie lectronique

Session 2007
tude des systmes techniques industriels

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Partie construction mcanique

Questions : B1 B7

1.

Analyse fonctionnelle et structurelle

Les rponses se feront sur les documents rponse pages BR1 BR4
1.1. Fonctions de services
Question 1 :
Complter le diagramme sagittal
Donner les fonctions de services Fp1 et Fc4.
Entretien
Secteur

Utilisateur
Fc5

Fc3
Fc9

Fp2 Fc1

Fc4

Fc7

Support
Lieu de
rangement

Fc2

Fc2
Fc8

CD ou DVD
Fc6

Normes

Ordinateur
+ logiciel

Fp1

Environnement
agressif.

Fp1 : .
Fp2 : Pouvoir rcuprer ou placer un CD sans lutilisation du logiciel
Fc1 : tre facile dutilisation
Fc2 : tre peu encombrant
Fc3 : Ne ncessiter aucun entretien
Fc4 :
Fc5 : Visualiser les numros de CD
Fc6 : Rsister au milieu environnant agressif (poussire, temprature, humidit)
Fc7 : tre dun bon rapport qualit / prix
Fc8 : tre aux normes en vigueur
Fc9 : Se relier au secteur

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Partie construction mcanique

questions

Page B1/7

1.2. Fonctions techniques

Question 2 :
Complter le diagramme FAST
Complter le FAST en donnant les solutions techniques manquantes qui rpondent aux
fonctions laide de la liste des composants.
Fourches optiques / moteur courant continu / carte de commande / rducteur / pupitre /
levier / cordon / verrou / 3 fourches optiques / rducteur + poulies courroies / pignon crmaillre.

Fp1

STOCKER ET DISPOSER DE SES CD

FT1

Placer ou rcuprer un CD

FT11

Positionner le CD

FT12

Placer le CD dans les racks

FT13

FT121

Transformer lnergie lec. en nergie mca.

FT122

Adapter lnergie mcanique

FT123

Transformer le mvt de rotation en mvt de translation

FT124

Verrouiller la porte

FT125

Basculer le CD

FT126

Dtecter les fins de course

Orienter le CD

FT131

Transformer lnergie lec. en nergie mca.

FT132

Adapter lnergie mcanique

FT134

Dtecter la position du CD

FT3

Alimenter en nergie

FT2

Envoyer la consigne du numro

FT4

Traiter les donnes

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Partie construction mcanique

questions

Page B2/7

2.

tude de la fonction Placer ou jecter le disque

La documentation page BAN1, reprsente une vue densemble du systme, et la documentation

page BAN2, des vues dtailles du sous ensemble jection .

Vue de dtail de ljection

2.1. Modlisation cinmatique

Hypothses :
Modlisation volumique
Les liaisons sont supposes parfaites.
On ne modlise que le module djection sans le rducteur du plan dans la documentation
page BAN2.

Question 3 :
Complter les classes dquivalences (On ne tient pas compte des ressorts).
A = {bti 0 non reprsent + stator moteur 3, 1, 2
B={
C={
D={
E={

}
}
}
}
}

(Bti)
(Crmaillre)
(Levier)
(Verrou)
( )

Question 4
Complter le graphe des liaisons
Linaire
rectiligne

Linaire
rectiligne

E
C
A

D
Liaison
engrnement avec
pignon de sortie
rducteur
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Partie construction mcanique

questions

Page B3/7

Question 5 :
Identification des liaisons manquantes
Dsignation

Mobilits

Nom de la liaison

Solution constructive
(seulement pour la linaire rectiligne)

LA-I ou LA-K
LA-J
LA-H
Linaire rectiligne

LH-J ou LH-K
ou LH-I

Question 6 :
Complter le schma cinmatique

D
Verrou
ramen
dans le plan

C
Levier en position
initiale

B
jecteur en position
finale

E
A
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questions

Page B4/7

2.2. Analyse cinmatique

Question 7 :
Trac cinmatique de la course du coulisseau
Afin de dterminer les positions du capteur de fin de course sur la crmaillre (lumire sur le
coulisseau) on demande de trouver la course de la crmaillre sur le schma cinmatique
dans les cas o le levier et ljecteur sont en positions basses (traits interrompus).

3.

tude de la fonction Orienter le CD

3.1. Dtermination du rapport de transmission du rducteur.
On donne le schma cinmatique de la motorisation du distributeur. Se rfrer dans la
documentation pages BAN1 et BAN3.

Question 8 :
Reporter les numros des lments sur le schma cinmatique

30
M

Question 9 :
Donner le rapport de rduction r = N30/N10

Question 10 :
Donner la valeur de la vitesse moteur Nm (=N10)
(voir dans la documentation page BAN4)

Question 11 :
Calcul de la vitesse de rotation du distributeur N30

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Partie construction mcanique

questions

Page B5/7

3.2. Calcul du temps dacquisition

Le principe de dtection de position des CDs lors de
linitialisation sappuie sur le reprage des dizaines
(grand cran - course angulaire de 4,4) puis sur les
units (petits crans - course angulaire de 2,18- creux
et bosses identiques) donc sur le temps dacquisition.

Question 12 :
Calcul du temps dacquisition
Faire le calcul pour les deux angles de rotation (taD: temps dacquisition dizaine et
taU: temps dacquisition unit). Comparer.
taD =
taU =.

Question 13 :
Quel temps faudra til pour parcourir 10 positions de CD ; ta10.
ta10 =.

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questions

Page B6/7

4.

tude de la fonction FT123 Transformer le mouvement de rotation en

mouvement de translation

La solution constructive retenue pour raliser la liaison glissire dpend des formes de la
crmaillre.

Question 14 :
Complter la perspective.
Complter la perspective de la crmaillre puis colorier les surfaces de mip (mise en
position) ralisant la liaison glissire.

Mise en situation ; Crmaillre et botier seuls

Document de travail sur document rponse page BR4

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questions

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Partie construction mcanique

Documents rponse : BR1 BR4

1.

Analyse fonctionnelle et structurelle

1.1. Fonctions de services
Question 1 :

Fp1 : .
Fc4 :

1.2. Fonctions techniques

Question 2 :
Fp1

STOCKER ET DISPOSER DE SES CD

FT1

Placer ou rcuprer un CD

FT11

Positionner le CD

FT12

Placer le CD dans les racks

FT13

FT121

Transformer lnergie lec. en nergie mca.

FT122

Adapter lnergie mcanique

FT123

Transformer le mvt de rotation en mvt de translation

FT124

Verrouiller la porte

FT125

Basculer le CD

FT126

Dtecter les fins de course

Orienter le CD

FT131

Transformer lnergie lec. en nergie mca.

FT132

Adapter lnergie mcanique

FT134

Dtecter la position du CD

FT3

Alimenter en nergie

FT2

Envoyer la consigne du numro

FT4

Traiter les donnes

Bac STI G. lectronique

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tude des systmes techniques industriels

Partie construction mcanique

documents rponse

Page
BR1/4

2.

tude de la fonction Placer ou jecter le disque

2.1. Modlisation cinmatique
On ne modlise que le module djection sans le rducteur du plan dans la documentation
page BAN2.

Question 3 :
A = {bti 0 non reprsent + stator moteur 3, 1, 2
B={
C={
D={
E={

}
}
}
}
}

(Bti)
(Crmaillre)
(Levier)
(Verrou)
(

Question 4
Linaire
rectiligne
Linaire
rectiligne

E
C
A

D
Liaison
engrnement avec
pignon de sortie
rducteur

Question 5 :
Dsignation

Mobilits

Nom de la liaison

Solution constructive
(seulement pour la linaire rectiligne)

LA-C ou LA-E
LA-D
LA-B
LB-E ou LB-C
ou LB-D
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Linaire rectiligne

tude des systmes techniques industriels

Partie construction mcanique

documents rponse

Page
BR2/4

Question 6 :

2.2. Analyse cinmatique

Question 7 :
3.

tude de la fonction Orienter le CD

3.1. Dtermination du rapport de transmission du rducteur.
Question 8 :

30
M

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tude des systmes techniques industriels

Partie construction mcanique

documents rponse

Page
BR3/4

Question 9 :

Question 10 :

Question 11 :

3.2. Calcul du temps dacquisition

Question 12 :

Question 13 :

4.

tude de la fonction FT123 Transformer le mouvement de rotation en

mouvement de translation
Question 14 :

Bac STI G. lectronique

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Partie construction mcanique

documents rponse

Page
BR4/4

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Documentation : BAN1 BAN4

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&( )
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)(
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*
!

Actionneur moteur module dorientation

Precious metal-brush
motors
WEIGHT: 45g (APPROX)

RF-500TB
OUTPUT:0.01W-2.0W (APPROX)

Typical Applications :Audio and Visual Equipment> CD Player / DVD Player / VCR
.
MODEL

RF-500TB

14415
12560

VOLTAGE
NO LOAD
AT MAXIMUM EFFICIENCY
STALL
OPERATING NOMINAL SPEED CURRENT SPEED CURRENT TORQUE OUTPUT TORQUE CURRENT
RANGE
V
r/min
A
r/min
A
mNm gcm
W
mNm gcm
A

1.5 - 9.0
1.5 - 12.0

5
6

3100
2700

0.026
0.020

2540
2180

0.12
0.084

1.23 12.6
1.13 11.6

0.33
0.26

6.86
5.88

70
60

0.54
0.35

UNIT: MILLIMETERS

RF-500TB-14415

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5.0V

RF-500TB-12560

tude des systmes techniques industriels

Partie construction mcanique

documentation

6.0V

Page
BAN4/4

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CORRIG

Partie construction mcanique

1.

Analyse fonctionnelle et structurelle

1.1. Fonctions de services
Question 1 :

1 pts (2 x 0,5)

Complter le diagramme sagittal

Fp1 : Grer ses supports informatiques grce un logiciel de base de donnes.
Fc4 : Se raccorder au port USB

1.2. Fonctions techniques

Question 2 :

2 pts (8 x 0,25)

Complter le diagramme FAST

Fp1

STOCKER ET DISPOSER DE SES CD

FT1

Placer ou rcuprer un CD
FT11

Positionner le CD

FT12

Placer le CD dans les racks

FT13

FT121

Transformer lnergie lec. en nergie mca.

FT122

Adapter lnergie mcanique

FT123

Transformer le mvt de rotation en mvt de translation

FT124

Verrouiller la porte

Verrou

FT125

Basculer le CD

Levier

FT126

Dtecter les fins de course

Moteur cc
Rducteur
Pignon crmaillre

Fourche optique

Orienter le CD
FT131

Transformer lnergie lec. en nergie mca.

FT132

Adapter lnergie mcanique

FT133

Dtecter la position du CD

Moteur cc
Engrenages + poulies courroies
3 fourches optiques

FT3

Alimenter en nergie

Cordon

FT2

Envoyer la consigne du numro

Pupitre

FT4

Traiter les donnes

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tude des systmes techniques industriels

Carte de commande

Corrig construction mcanique

Page
Bcor1/4

2.

tude de la fonction Placer ou jecter le disque

2.1. Modlisation cinmatique
Question 3 :
2 pts (4 x 0,5)
Complter les classes dquivalence
A = { bti 0 non reprsent + stator moteur 3, 1, 2} (Bti)
B = { 16
}
(Crmaillre)
C = { 19
}
(Levier)
D = { 17
}
(Verrou)
E = { 18
}
(jecteur)

Question 4
2,5 pts (5 x 0,5)
Complter le graphe de structure des

Modlisation volumique
liaisons
Linaire
rectiligne

E
Linaire
rectiligne

liaison
pivot

C
liaison
pivot

liaison
glissire
liaison
pivot

liaison
linaire recti

D
Question 5 :

6 liaisons
par engrnement

2 pts (4 x 0,5)

Identification des liaisons manquantes

Dsignation

Mobilits

LA-C ou LA-E

1R

Liaison pivot

LA-D

1R

Liaison pivot

LA-B

1T

Liaison glissire

LB-E ou LB-C
ou LB-D

2 R, 2 T,

Bac STI G. lectronique

7ESELAG3

Nom de la liaison

Liaison linaire
rectiligne de normale

Solution constructive

Cylindre ou cong sur surface plane

tude des systmes techniques industriels

Corrig construction mcanique

Page
Bcor2/4

Question 6 :

3 pts (3 x 1)
Complter le schma cinmatique

Course

2.2. Analyse cinmatique

Question 7 :
3.

1 pts

tude de la fonction Orienter le CD

Question 8 :

31

28

1 pts

26

34

39

30

29

27

Question 9 :

1 pts
Donner le rapport de rduction r = N30/N34
r = d34/d26 x Z27/Z29 x Z28 /Z39 x Z31/Z30 = 8 x 17 x 17 x 20 / 17 x 41 x 53 x 268 =
46240/9900188 (=0,00467)

Bac STI G. lectronique

7ESELAG3

tude des systmes techniques industriels

Corrig construction mcanique

Page
Bcor3/4

Question 10 :

1 pts

Donner la valeur de la vitesse moteur Nm (=N34)

Nm = N34 = 2540tr/min

Question 11 :

1 pts

Calcul de la vitesse de rotation du distributeur N30

N30= N34 x r = 2540 x 0,00467 = 11,86tr/min

3.1. Calcul du temps dacquisition des dizaines

Le principe de dtection de position des CDs lors de linitialisation
sappuie sur le reprage des dizaines (grand cran) donc sur le
temps dacquisition (4,4 contre 2,18)

Question 12 :

1 pts

Calcul du temps dacquisition ta

Faire le calcul pour les deux angles de rotation.
taD = 4,42 30 / (360 11,86 ) = 0,06s
taU = 2,182 30 / (360 11,86 ) = 0,03s

Question 13 :

1 pts
1 grand cran + 9 petits crans (5 creux + 4 bosses) soit
ta10 =1x 0,06 + 9 x 0,03 = 0,33s

4.

tude de la fonction FT123 Transformer le mouvement de rotation en

mouvement de translation
Question 14 :
0,5 pts

Bac STI G. lectronique

7ESELAG3

tude des systmes techniques industriels

Corrig construction mcanique

Page
Bcor4/4