Sujet Sciences de l'Ingénieur — Terminale — Nouvelle-Calédonie — Bac 2016

16SISCNC1 DRONE TERRESTRE Constitution du sujet 1 3 2 Documents 17 Le sujet comporte 27 questions. Les documents réponses DR1 et DR2 sont à rendre avec les copies. Page 2 sur 19 16SISCNC1 1. Présentation générale Le système étudié est un drone terrestre capable de rouler et de sauter. Le roulement est assuré par deux roues actionnées indépendamment l'une de l'autre grâce à deux moteurs à courant continu. Le saut est actionné par un sabot mobile propulsant le drone lors de sa détente. Ce sabot est préchargé à l'aide d'un troisième moteur à courant continu dédié. Ces différents constituants sont identifiés sur la figure 1 lorsque le drone est posé au sol. L'utilisateur commande les mouvements à l'aide d'une application exécutée sur tablette, smartphone ou PC relié au drone par l'intermédiaire d'une liaison Wi-Fi (de l'anglais Wireless Fidelity). À l'écran, l'application affiche en temps réel la vidéo issue de la caméra du drone et la charge de la batterie. Corps du drone ⃗z ⃗x ⃗y Roue droite Roue gauche Sabot de propulsion Figure 1 : vue de trois-quart arrière du drone Dans la suite de l'étude, on se place dans un repère lié au sol défini de la façon suivante : • l'axe ⃗x est défini comme l'axe de rotation des deux roues, orienté de la roue droite vers la roue gauche ; • l'axe ⃗z est le vecteur normal à la surface sur laquelle repose le drone. Les principales caractéristiques techniques et commerciales sont décrites dans le tableau de la figure 2. L'objectif du constructeur est de réaliser un drone ludique, réactif, économique et terrestre piloté facilement par l'utilisateur et pouvant franchir, en sautant, des obstacles de 80 cm. Page 3 sur 19 16SISCNC1 masse totale 180 g connectivité Wi-Fi 2,4 ou 5 GHz (portée 50 m) autonomie 15 minutes saut hauteur = 60 cm ; longueur = 80 cm batterie lithium-polymère (LiPO) V = 3,7 V capacité = 550 mA⋅h nom vidéo caméra HD 15 images par seconde en 640x480 pixels tenue de cap gyroscope et accéléromètre 3 axes Figure 2 : principales caractéristiques techniques et commerciales L'actionnement du saut nécessite plusieurs phases successives schématisées sur la figure 3 : • la phase 1 est utilisée lors des phases d'initialisation et de déplacement en roulement du drone à l'aide des deux moteurs dédiés ; • la phase 2 prépare le saut et interdit tout autre déplacement en roulement.