Brevet Blanc Technologie Corrige Robot Aspirateur Access

// Programme de détection de chute
si detecteur_chute = VRAI (courant) alors
   reculer(10 cm)
   tourner_droite(45 degrés)
   avancer(5 cm)
sinon
   aspirer()
   avancer_tout_droit()
fin si

Durée : 2 h — Matériel : calculatrice autorisée

Consignes générales :

Exercice 1 — Fonctionnement et composants (6 points)

1.1 (1,5 pt) Décrire brièvement le rôle de trois composants principaux d’un robot aspirateur : capteur (infra‑rouge ou ultrason), moteur de traction, batterie lithium‑ion.
Réponse attendue (points clés) :

1.2 (1,5 pt) Expliquer pourquoi le robot utilise un moteur à courant continu pour les roues plutôt qu’un moteur pas à pas.
Réponse attendue : couple adapté, simplicité de commande PWM pour varier vitesse, coût et compacité. Moteur pas à pas préférable pour positionnement précis, pas nécessaire pour déplacement libre.

1.3 (3 pt) Schéma bloc fonctionnel : produire un schéma (blocs) montrant — batterie → gestion d’énergie (charge/convertisseur) → carte électronique (microcontrôleur) → pilotes de moteurs (H‑bridge) → moteurs + capteurs (IR/ultrason, gyroscope, capteur de chute) → interface utilisateur (boutons/LED/Bluetooth).
Explication courte sous le schéma (1‑2 phrases) sur les flux d’énergie et d’informations.

Exercice 2 — Navigation et algorithmes (8 points)

2.1 (2 pt) Comparer deux stratégies de navigation : aléatoire vs cartographique (SLAM).
Réponse attendue (tableau bref) :

2.2 (3 pt) On considère un robot qui avance en ligne droite pendant t = 5 s à v = 0,3 m/s, puis tourne sur place de 90° en 2 s, et recommence en carré. Calculer la distance parcourue et la vitesse moyenne sur un cycle (1 carré).
Calcul : 4 côtés × (0,3 m/s × 5 s) = 4 × 1,5 = 6,0 m total en translation. Le robot tourne sur place (rayon nul) => rotations n’ajoutent pas de distance de translation. Durée cycle = 4×(5+2)=28 s. Vitesse moyenne = distance totale / durée = 6 / 28 ≈ 0,214 m/s.

2.3 (3 pt) Proposer un algorithme simple (pseudocode) pour éviter un obstacle détecté par capteur frontal.
Réponse attendue (pseudocode concis) :

si capteur_frontal détecte obstacle alors
  arrêter moteur avant
  reculer pendant 0.5 s
  tourner droite (90°)
  avancer
sinon
  avancer
fin si

Exercice 3 — Énergie et autonomie (6 points)

3.1 (2 pt) Une batterie Li‑ion fournit 14,8 V (4 cellules en série) et capacité 2600 mAh. Calculer l’énergie stockée en Wh et la durée d’utilisation si le robot consomme en moyenne 25 W.
Calcul : E = 14,8 V × 2,6 Ah = 38,48 Wh ≈ 38,5 Wh. Durée = 38,5 Wh / 25 W = 1,54 h ≈ 1 h 32 min.

3.2 (2 pt) Expliquer brièvement l’intérêt de la gestion de puissance (MPPT non nécessaire ici) et d’un mode économie d’énergie.
Réponse attendue : prolonge autonomie en réduisant consommation (vitesse, puissance capteurs), évite décharge profonde, optimise cycles batterie.

3.3 (2 pt) Le fabricant annonce autonomie 90 min. Calculer la marge entre autonomie théorique (question 3.1) et annoncée, et proposer deux raisons d’écart.
Réponse : théorie 92 min (1,54 h ≈ 92 min) vs annoncé 90 min → marge ~2 min (≈2 %). Raisons : pertes électriques (chauffage, électronique), cycles d’arrêt/démarrage, puissance variable selon sol et obstacles, vieillissement batterie.

Exercice 4 — Capteurs et fiabilité (6 points) brevet blanc technologie corrige robot aspirateur

4.1 (2 pt) Expliquer pourquoi on met un capteur de chute (détecteur de vide) sous le robot et non sur le dessus.
Réponse : détecte absence de sol devant roue pour éviter chute (escaliers) ; position sous le châssis permet mesurer proximité du sol.

4.2 (2 pt) Détecteur IR mesure distance par intensité réfléchie ; citer deux limites de ce capteur et proposer un capteur complémentaire.
Réponse : limites — surfaces absorbantes/noires, angles réfléchissants, forte lumière ambiante. Capteur complémentaire : ultrason ou lidar.

4.3 (2 pt) Proposer une procédure de test (3 étapes) pour vérifier fiabilité des capteurs de proximité.
Réponse (liste) :

Exercice 5 — Conception et éthique (4 points)

5.1 (2 pt) Le robot collecte une carte de l’intérieur d’un domicile. Citer deux risques liés à la vie privée et deux mesures techniques pour les atténuer.
Réponse attendue (points) :

5.2 (2 pt) Argumenter (court) si un robot aspirateur devrait être considéré comme un appareil autonome critique (sécurité des personnes).
Réponse attendue : Non critique au sens médical/industriel, mais présentent risques mineurs (emmêlement, chute d’objets, batteries incendie) ; donc exigence de tests de sécurité et conformité CE/UL.

Barème indicatif et conseils (1 pt)

Fin du sujet — corrigé synthétique fourni.

For a "Brevet Blanc" (mock exam) in Technology focused on a vacuum robot (robot aspirateur), the exam typically covers functional analysis, energy and information chains, and basic programming logic techno leconte

Below are the common sections and questions found in these subjects, along with their typical corrections: 1. Functional Analysis (Analyse Fonctionnelle) Need Definition (Bête à cornes)

: Who does the product serve? What does it act on? What is its purpose? Correction : It serves the , acts on the dirty floor , and its purpose is to clean the floor automatically Technical Functions & Solutions To detect obstacles : Infrared or ultrasonic sensors. : Electric motors and wheels. : Rotating brushes and a vacuum pump. techno leconte

2. Energy and Information Chains (Chaînes d’énergie et d’information) Information Chain : Sensors (obstacle, cliff detection). : Microcontroller (the robot's "brain"). Communicate : Indicators (LEDs, beeps) or Wi-Fi signals. Energy Chain : Battery/Charging station. Distribuer : Electronic switch (transistor/relay). : Electric motor. Transmettre : Gears/Belts to the wheels or brushes. techno leconte 3. Programming and Algorithms : The robot must turn when it hits a wall. Correction (Algorigramme) Move Forward : Is an obstacle detected? : Loop back to "Move Forward." right arrow Rotate 90 degrees right arrow Resume moving forward. Downloadable Resources (Sujets & Corrigés)

You can find full PDFs of these mock exams at the following educational sites: Techno Sciences

: Provides a dedicated "Sujet 004: Robot aspirateur" with a downloadable subject and correction. Technoleconte

: A direct link to a corrected "Brevet Blanc Fruges" specifically about vacuum robots. Techno-Logique Écoconception (2 pts) :

: Features multiple versions (Sujet 1, 2, 3, and "Roobs") with corrections. Collège Le Chaudron

: Includes calculation exercises on wheel rotations and distance traveled. techno leconte from one of these papers or a programming logic Brevet blanc technologie corrige robot aspirateur

Ce guide complet pour le brevet blanc de technologie sur le thème du robot aspirateur s'appuie sur les sujets classiques (comme celui du collège Fruges) et les annales pour vous aider à réviser les points clés du programme de 3ème.  1. Analyse fonctionnelle et Besoin 

Le premier objectif est de définir l'utilité du système technique. 

Énoncé du besoin : Le robot aspirateur permet de nettoyer une pièce de façon autonome sans intervention humaine.

Outils graphiques : Soyez prêt à compléter une "Bête à cornes" (À qui rend-il service ? Sur quoi agit-il ? Dans quel but ?) ou un diagramme FAST pour identifier les fonctions techniques.  2. Chaîne d'Information et d'Énergie 

C'est le cœur de l'épreuve de technologie. Vous devez savoir distinguer les deux chaînes :  Chaîne d'Information :

Acquérir : Via les capteurs d'obstacles, capteurs de vide (pour éviter les escaliers) et l'interface utilisateur. Traiter : Par la carte électronique (microcontrôleur). Communiquer : Via l'afficheur ou des signaux sonores. Chaîne d'Énergie : Alimenter : La batterie, rechargée sur sa base. Distribuer : Les contacteurs ou variateurs.

Convertir : Les moteurs électriques qui transforment l'énergie électrique en énergie mécanique.

Transmettre : Les courroies ou engrenages qui entraînent les roues et les brosses.  3. Solutions Techniques et Composants 

Le sujet demande souvent d'associer un composant à sa fonction technique : 

Détection d'obstacles : Capteurs de collision ou infrarouges. Aspiration : Moteur d'aspiration + turbine.

Nettoyage : Brosses rotatives latérales et brosse centrale.

Autonomie : Algorithmes de navigation et base de chargement automatique.  4. Exercices de Calcul (Exemple Type) 

Certains sujets incluent des calculs de vitesse ou de distance :  // Programme de détection de chute si detecteur_chute

Vitesse de rotation : Si une roue fait 120 tours/min, elle fait 2 tours/seconde.

Distance parcourue : Utilisez la formule de la circonférence . Si , le robot avance d'environ par tour de roue.

Temps de trajet : Calculez le temps nécessaire pour parcourir une surface donnée (ex: un rectangle de ).  5. Algorithmique et Programmation 

Vous devrez souvent compléter un logigramme ou un script Scratch/mBlock : 

Conditions : "Si capteur d'obstacle activé, ALORS reculer et pivoter".

Boucles : Répéter le cycle de nettoyage jusqu'à ce que la batterie soit faible.  Ressources pour s'entraîner 

Vous pouvez consulter et télécharger des sujets corrigés complets sur ces plateformes :  Comment fonctionne un robot aspirateur ? | Dyson.fr

L’épreuve de technologie au brevet blanc dure 30 à 45 minutes. Le robot aspirateur revient chaque année car il permet d’évaluer toutes les compétences du domaine 4 (systèmes techniques) et du domaine 2 (outils numériques).

Données :

Calcul attendu :
P = U × I = 14,4 V × 10 A = 144 Watts (puissance électrique max).

Point de vigilance : Si le sujet ne donne pas I max, l’élève peut écrire : "En supposant un courant de décharge maximal de 10 A (donnée constructeur typique), P = 144 W". Un correcteur accepte un raisonnement même sans valeur absolue.

Question typique : Le robot possède des capteurs sous la face avant. Expliquez leur rôle pour éviter la chute dans les escaliers.

Corrigé : Ces capteurs sont généralement des émetteurs/récepteurs infrarouges.

Capteur à ultrasons ou télémètre laser (LiDAR) – permet de mesurer les distances et de construire une carte (localisation et cartographie simultanées).

Corrigé proposé :

si detecteur_chute = VRAI alors
   emettre_bip()
   attendre(2 secondes)
   reculer(10 cm)
   tourner_droite(45 degrés)
   avancer(5 cm)

Critères : Utilisation correcte de attendre ou delay, gestion du bip.