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    Robot Explorateur

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    Nom Prénom Classe

    CAHIER DES CHARGES D’UN ROBOT EXPLORATEUR : 1

    Vous êtes chargé de réaliser le prototype d’un robot


    explorateur répondant à la demande ci-dessous :
    Nous envisageons d’acquérir un robot qui permette
    d’observer des lieux inaccessibles à l’homme par
    l’intermédiaire d’une caméra embarquée.
    Cet engin devra permettre la fixation d’une caméra sans fil
    dont les références vous seront communiquées
    ultérieurement.
    Il devra être télécommandé par l’utilisateur avec une
    portée d’une dizaine de mètres. Ses déplacements seront
    observés par l’intermédiaire d’un écran de contrôle.
    Le système de commande devra comporter une fonction
    d’assistance automatique d’approche à 10 cm d’une cible
    afin de déterminer précisément ses dimensions.
    Le robot devra disposer d’une autonomie d’énergie d’une trentaine de minutes.
    Il devra évoluer dans un environnement de faible luminosité (3 lux) et devra pouvoir s’infiltrer dans
    des passages de dimensions réduites (jusqu’à 900 cm² de section), sur des surfaces planes ou
    inclinées (jusqu’à 20 %), lisses ou accidentées.
    L’engin devra supporter des conditions atmosphériques hostiles à l’homme (gaz toxique,
    températures entre – 10 et 80 °C) et résister à de faibles écoulements d’eau ainsi qu’à de légers
    chocs.
    Les manipulations d’usage devront être facilement réalisables.
    La solution devra être solide, fiable et démontable, afin de pouvoir aisément assurer la maintenance
    des pièces qui la constituent.
    On veillera à assurer la sécurité avec une alimentation en très basse tension.
    Par souci d’éco-citoyenneté, on privilégiera des solutions durables au niveau environnemental.
    Enfin, le coût de l’ensemble ne devra pas excéder un montant de 200 € TTC (hors caméra).

    CAHIER DES CHARGES


    Fonctions et contraintes Critères d’appréciation Niveaux
    FP Le robot doit permettre à  Vitesse de déplacement  0,15 m/s maximum
    l’utilisateur d’explorer des lieux  Type d’exploration  Visionnage en temps réel
    inaccessibles  Mesure d’une image  Approche automatique de
    l’obstacle à une distance de 10
    cm
    FC1 Le robot doit être commandé  Mise en service du robot  Manuelle
    par l’utilisateur  Ergonomie  Commandes simples avec
     Portée visionnage des déplacements
     Dans un rayon de 10 m
    FC2 Le robot doit évoluer dans les  Espace accessible  Section jusqu’à 900 cm2
    lieux.  Inclinaison  Jusqu’à 20 %
     Luminosité  à déterminer
     État du terrain  à déterminer
    FC3 Le robot doit résister à  Résistance aux chocs  Légère
    l’environnement  à déterminer  Faible écoulement d’eau
     Atmosphère  Gaz toxique
     Température  Entre – 10 et – 80 °C
    Nom Prénom Classe

    ANALYSE DU FONCTIONNEMENT D’UN ROBOT EXPLORATEUR :


    2
    Pilotage du robot explorateur
    Télécommandé par l’utilisateur à l’aide d’une télécommande
    infrarouge ①, le robot prélève des images des cibles qu’il rencontre
    grâce à sa caméra embarquée ⑫.

    Prise de vue de la cible


    À l’approche d’une cible, un capteur à ultrasons ⑧ mesure la
    distance et envoie un signal à un microcontrôleur ③ qui traite les
    informations et commande, par l’intermédiaire d’un circuit de
    puissance ④, l’arrêt des moteurs ⑦.

    NOMENCLATURE

    Barème :
    Question 1 : 1pt
    Question 2 : 3pts
    Question 3 : 1pt
    Question 4 : 1pt
    Question 5 : 3pts
    Question 6 : 1pt
    Question 7 : 3pts
    Question 8 : 5pts
    Question 9 : 1pt
    Question 10 : 1pt
    Nom Prénom Classe

    Questions : 3

    Question 1 :
    Énoncez le besoin exprimé lié à l’utilisation d’un robot explorateur.

    Question 2 :
    Relevez, dans le texte page 1, trois fonctions relatives au milieu dans lequel un robot explorateur
    évolue.
    1.
    2.
    3.

    Question 3 :
    Relevez, dans le texte page 1, la fonction relative aux contraintes de sécurité d’un robot explorateur.

    Question 4 :
    Quelle fonction définit les modalités d’utilisation du robot par l’utilisateur ?

    Question 5 :
    En fonction du texte page 1, indiquez les éléments manquants du cahier des charges soit : deux
    niveaux de la contrainte FC2 ; un critère d’appréciation de la contrainte FC3.
    1.
    2.
    3.

    Question 6 :
    Des tests ont été effectués sur le prototype. La vitesse de déplacement mesurée est de 100 mm/s.
    Cette performance est-elle acceptable ? Justifiez votre réponse.
    Nom Prénom Classe

    2 / ANALYSE DU FONCTIONNEMENT D’UN ROBOT EXPLORATEUR :


    4
    Question 7 :

    A l’aide de la nomenclature, indiquez les éléments manquants de la représentation fonctionnelle ci-


    dessus.
    1.
    2.
    3.

    Question 8 :
    Ci-dessous, indiquer certains des verbes suivants afin de compléter la chaine d’information et la
    chaine d’énergie du robot : Traiter, acquérir, alimenter, transmettre, convertir, distribuer, stocker
    Nom Prénom Classe

    1.
    2. / / / / Transmettre

    Question 9 :
    Indiquez le nom et la propriété du matériau choisi pour la pièce ⑪ du robot.
    -

    Question 10 :
    La caméra embarquée devra pouvoir être commandée à distance avec une touche de la
    télécommande. Expliquez le fonctionnement de la caméra à partir des chronogrammes :

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