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M. P. I. Mesures Physiques & Informatique. Planning lundi : - Tour de table - présentation du programme de MPI et commentaires - les différentes progressions.

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1 M. P. I. Mesures Physiques & Informatique

2 Planning lundi : - Tour de table - présentation du programme de MPI et commentaires - les différentes progressions ; les ressources ; le matériel - la progression A La chaîne de mesure - Présentation de la chaîne de mesure de température - Étalonnage du capteur, adaptateur ; utilisation d Excel pour -construire un tableau et un graphique, -modéliser pas à pas

3 mardi : La numération -conversions décimal binaire hexadécimal -exportation d'un octet sur le port imprimante -pilotage du port de l imprimante Les portes logiques -caractéristiques des portes logiques et associations -demi-additionneur ; additionneur -simulations Excel et Crocodile clips

4 Jeudi : La conversion analogique-numérique -réalisation d'une échelle de potentiel -codage en binaire du résultat de la conversion -construction de la chaîne complète La conversion numérique - analogique - principes de base, caractéristiques d'un CNA, simulation avec crocodile clips Le port série. Principe et réalisation d'un CAN à rampe. -généralités sur le port série ( principe, normes,... ) -principe du CAN simple rampe : maquette et simulation Autres chaînes de mesures quelques pistes et idées pour la mise en œuvre d'autres capteurs : pH, pression, lumière, force... Bilan du stage, prolongements...

5 Faire des Sciences, cest faire des mesures La qualité de ces mesures dépend de « lappareil de mesure » dun transducteur ( grandeur physique tension ) dun adaptateur ( traitement de la tension ) dun affichage ( grandeur analogique binaire ) Démystifier laspect magique dune mesure Forger lesprit critique vis à vis de la mesure Cest un enseignement de Détermination Liberté de traitement de 20% du temps Le Programme MPI Le Programme MPI BO Hors Série n°6 du 31 Août 2000 BO Hors Série n°6 du 31 Août 2000

6 A propos du contenu Le programme est présenté sous forme de tableau à lire horizontalement tableau Fil conducteur : comprendre une chaîne de mesure Minimisation de la théorie à lindispensable Intervention de la culture générale

7 A propos de pédagogie Mise en situation problème - Questionnements Mise en commun des solutions - discussions Recherche de lautonomie Aspects théoriques traités au fur et à mesure des besoins limitation de l étude des objets à la fonction utilisée

8 A propos de lhoraire 3 heures hebdomadaires en Travaux Pratiques (pas de séances de cours) Gestion du temps par les élèves eux-mêmes si possible

9 A propos du travail exigé En séance au lycée par binôme : faire de la physique avant tout ; approches diversifiées ; évaluation formative par binôme Un minimum de travail à la maison ou au CDI sous forme de recherches par exemple favoriser l autonomie tout au long de l'année.

10 A propos de linformatique Linformatique nest quun outil aux fins - de faire des acquisition de mesures - dutiliser des logiciels de simulation - de représenter des données - éventuelles dapprentissage de la logique - dutiliser des logiciels simples de bureautique Lordinateur nest quun moyen dont létude doit se limiter à la compréhension fonctionnelle de son utilisation.

11 A propos de lévaluation Les objectifs doivent être les suivants : - en cours de formation ( en binôme en TP ) vérifier la compréhension de ce qui est fait vérifier les acquis théoriques vérifier les acquis expérimentaux Ces comptes rendus seront l'occasion d'évaluer les élèves tout au long de l'année. - en fin de cycle de formation ( individuel ) vérifier lassimilation des fonctions rencontrées. Des évaluations individuelles des capacités expérimentales sont indispensables.

12 Mise en œuvre du programme de MPI

13 Étude de la partie analogique de la chaîne et son exploitation Le capteur de température Étude documentaire sur la température La technologie du composant est hors programme Acquisition et traitement de résultats expérimentaux pour déterminer la fonction du capteur. Aucun langage de programmation ne doit être utilisé.

14 Le conditionneur ou adaptateur Réinvestissement expérimental des lois de lélectrocinétique. (montages simples, sans démonstration théorique) Utilisation de logiciels de simulation. Utilisation des différents moyens de mesures du laboratoire (loscilloscope, des multimètres, des interfaces …) On ne doit en aucun cas étudier les lois pour elles-mêmes mais les présenter de façon raisonnée lorsque c'est nécessaire.

15 Méthodologie des mesures Adaptation de lappareil choisi et du calibre à la mesure Incertitudes : caractéristiques de la documentation du constructeur. Distribution et étude statistique : valeur moyenne et encadrement raisonnable de la mesure dispersion des mesures.

16 Étude de la partie numérique de la chaîne et son exploitation Le binaire et les systèmes de numération Quelques systèmes de numération La conversion décimale/binaire. Pas de langage de programmation.

17 Conversion numérique analogique Un seul montage (R-2R ou résistances pondérées). Utiliser la simulation et une maquette déjà câblée (maximum 4 bits). Toute démonstration théorique est hors programme. Notion de résolution sera définie à travers une expérience exploitant ce dispositif de conversion.

18 Conversion analogique numérique Notion de comparaison à une échelle de potentiel traitée de façon expérimentale. Durée de conversion. La technologie des convertisseurs CAN est hors programme.

19 Échantillonnage Manipulations montrant les limites d'une chaîne de mesure numérique. Le choix du calibre et de la durée déchantillonnage.

20 Culture scientifique et technique Architecture d'un ordinateur, Quelques éléments de l'histoire de l'informatique Recherche documentaire des caractéristiques techniques de capteurs.

21 Partie thématique On ne pourra mettre en œuvre des compétences que dans le prolongement de celles du programme du tronc commun de cet enseignement de détermination. Cette partie du programme pourra être l'occasion: d un travail pluridisciplinaire. détudier les portes logiques (principe de ladditionneur…). de compléter par une chaîne de commande utilisant un actionneur. dutiliser quelques notions de programmation.

22 Les progressions proposées

23 Progression A Du capteur au logiciel à travers la réalisation d une chaîne de mesure de température: - construction progressive de la chaîne de mesure - introduction des outils à mesure des besoins

24 Progression B Étude de diverses chaînes de mesures: - questionnement permanent - réinvestissement


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