Exercice : Étude de la consommation d’énergie

La maquette de la serrure connectée est composée d’une serrure à solénoïde pilotable par une carte Arduino munie d’un « Shield Wifi « et alimentée par une batterie Li-Ion.

L’utilisation de la serrure a été évaluée à 10 cycles de 5 s par jour.

Le nombre de connexion à la serrure a été évalué à une connexion quotidienne de 10 s.

La consommation électrique de la carte « Uno » sera négligée ainsi que celle du « Shield » en veille.

La maquette de la serrure doit avoir une autonomie d'un an.

Question

À partir de la description de la serrure à solénoïde, relever le courant consommé 𝑰𝒔𝒆𝒓 et la tension d’alimentation 𝑼𝒔𝒆𝒓 en phase d’utilisation.

| solénoïde |

Question

Calculer la puissance instantanée consommé 𝑷𝒔𝒆𝒓 par la serrure.

Indice

Puissance électrique en continu : \(\mathbf{P=U \times I}\)    avec \(\left\lbrace \begin{array}{lll} \text{P : puissance en Watt (W)} \\\text{U : tension en Volt (V)} \\\text{I : intensité du courant en Ampère (A)} \end{array} \right.\)

Question

Calculer l’énergie consommée 𝑬𝒔𝒆𝒓/𝒄𝒚𝒄𝒍𝒆 (en Joule) par la serrure par cycle.

Indice

L'énergie électrique : \(\mathbf{E=P \times t}\)    avec \(\left\lbrace\begin{array}{lll}\text{E : Énergie en Joule (J)}\\\text{P : puissance en Watt (W)}\\\text{t : temps de fonctionnement en secondes (s)} \end{array} \right.\)

Question

Calculer l’énergie consommée 𝑬𝒔𝒆𝒓/𝒋𝒐𝒖𝒓 par la serrure par jour.

Question

À partir de la description du « Shield Wifi », relever le courant consommé 𝑰𝒔𝒉𝒊𝒆𝒍𝒅 et la tension d’alimentation 𝑼𝒔𝒉𝒊𝒆𝒍𝒅 en phase d’utilisation.

| Shield Wifi |

Question

Calculer la puissance instantanée consommée 𝑷𝑺𝒉𝒊𝒆𝒍𝒅 par le « Shield ».

Indice

Puissance électrique en continu : \(\mathbf{P=U \times I}\)    avec \(\left\lbrace \begin{array}{lll} \text{P : puissance en Watt (W)} \\\text{U : tension en Volt (V)} \\\text{I : intensité du courant en Ampère (A)} \end{array} \right.\)

Question

Calculer l’énergie consommée 𝑬𝑺𝒉𝒊𝒆𝒍𝒅/𝒄𝒐𝒏𝒏𝒆𝒙𝒊𝒐𝒏 (en Joule) par le « Shield » par connexion.

Indice

L'énergie électrique : \(\mathbf{E=P \times t}\)    avec \(\left\lbrace\begin{array}{lll}\text{E : Énergie en Joule (J)}\\\text{P : puissance en Watt (W)}\\\text{t : temps de fonctionnement en secondes (s)} \end{array} \right.\)

Question

Calculer l’énergie consommé 𝑬𝑺𝒉𝒊𝒆𝒍𝒅/𝒋𝒐𝒖𝒓 par le « Shield » par jour.

Question

Calculer le besoin énergétique journalier 𝑩𝒋 de la maquette en W·h.