Mathématiques et physique-chimie dans la voie professionnelle

CAPTEUR PIEZOELECTRIQUE - RADAR DE RECUL

14 / 11 / 2019

Niveau :
Seconde professionnelle

Capacités et connaissances (nouveau programme 2019) :

  • Acoustique
  • Electricité

Liens avec le cycle 4 :
En mathématiques :
-  Utilisation et transformation de formules ;
-  Identification d’une situation proportionnelle ;

En physique-chimie
-  Vitesse de propagation
-  Notion de fréquence : sons audible, infrasons, ultrasons

Énoncé de la situation problème :
Le système de radar de recul équipant les modèles de véhicules récents émettent un ou plusieurs bips lorsqu’un véhicule se rapproche d’un obstacle lors du stationnement ou de manœuvres.
Dans mon véhicule, lorsque j’enclenche la marche arrière, le bip du radar de recul se déclenche en continu. Le fonctionnement de mon radar de recul est-il normal ?

Ressource pour l’élève :
Tout document comportant les documents techniques et d’autres qui poussent l’élève à la réflexion et/ou à la recherche d’informations sur un support que l’élève pourra conserver.

Élément pour le professeur :
 Intentions du professeur
-  Étudier un dispositif utilisant un capteur piézoélectrique : le radar de recul
-  Étudier le comportement d’un capteur piézoélectrique

Cette activité est à l’origine à destination des élèves de seconde professionnelle Métiers de l’Electricité. Dans cette activité il s’agit de réaliser une partie du module transversal d’électricité au travers d’un temps de pratique expérimentale dans le champ de l’acoustique. La situation issue de l’automobile lie la vie quotidienne et intérêt des élèves pour le domaine automobile.
Le radar de recul utilise le principe piézoélectrique en émission et en réception. Un travail préparatoire permettra de faire réfléchir les élèves sur le fonctionnement du capteur et sur la nature du principe de détection.
Deux propositions pour amener les élèves à appréhender le fonctionnement du capteur piézoélectrique grâce au module électricité :
-  une mesure de l’amplitude du signal initial et celui du signal reçu après réflexion sur l’obstacle
-  une mesure du temps de parcours du signal entre l’émission et la réception après réflexion sur l’obstacle.

L’expérimentation de la première mettra en évidence, du fait notamment des interférences, que l’amplitude du signal reçu ne pourra pas être la grandeur utilisée pour détecter l’obstacle. La seconde, elle, le permettra et l’exploitation de cette mesure sera alors une information sur la distance.

document technique

 

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