Barrière avec RFID Venketeswara SUBRAMANI ( N° inscription : ) Épreuve d’admission du CAER SII – Option Système d’Information Numérique Enseignant en BTS ( ) 1

Sommaire ❏ Présentation générale ❏ Fonctionnement général ❏ Caractéristiques techniques ❏ Exploitation pédagogique (4éme) ❏ Développement de la séquence ❏ Présentation des séances ❏ Évaluation ❏ Conclusion 2

Présentation générale 3 une barrière automatique, de quoi parle-t-on ? Les utilisateurs sont abonnés au service, ils payent leurs consommations soit par débit d’une réserve, soit par prélèvement bancaire. Le principal avantage du service est le gain de temps : le passage est accéléré Typologie Le terme RFID englobe toutes les technologies qui utilisent les ondes radio pour identifier automatiquement des objets ou des personnes. Le M2M – communication entre machines et l’accès au système d’information sans intervention humaine, via une technologie, RFID. La distance de détection est de plusieurs mètres pour un tag situé dans l'habitacle. Etude et solutions techniques Exploitation pédagogique Séquence et Séance

Fonctionnement général Capteur de présence des véhicules Vérification de badge Ouverture barrière appel d'urgence contrôle moteur pas a pas Capteur de présence paiement Ouverture barrière 4 Etude et solutions techniques Exploitation pédagogique Séquence et Séance

Caractéristiques techniques RFID 5 Le système est activé par un transfert d'énergie électromagnétique entre une étiquette radio et un émetteur RFID L'étiquette radio, aussi appelée tag RFID, composée d'une puce électronique et d'une antenne reçoit le signal radio émis par le lecteur lui aussi équipé d'une technologie RFID. Les composants permettent à la fois de lire et de répondre aux signaux. Etude et solutions techniques Exploitation pédagogique Séquence et Séance

Système Complet 6 Envoi d’informations Commande du à partir RFID WIFI WIFI RFID / Lecture Arduino Etude et solutions techniques Exploitation pédagogique Séquence et Séance

Pourquoi ce système 4éme? ●Prise en compte de l’évolution des nouvelles technologies ●Sensibiliser les élèves aux systèmes/procédés industriels Support pédagogique pour: 7 L’informatique L’électronique Etude et solutions techniques Exploitation pédagogique Séquence et Séance

Réflexion menée 8 Séquences ? Etude et solutions techniques Exploitation pédagogique Séquence et Séance

Progression Annuelle I-AIntroduction AnnuelleTTamponS-ASynthèse Annuelle 9 Semaines Compétences Séquences Etude et solutions techniques Exploitation pédagogique Séquence et Séance

Exploitation pédagogique Pour une classe de 4éme  24 élèves répartis en 6 îlots de 4 élèves  2h hebdomadaires (classe entière).  Le matériel disponible : 1 objet technique démonté par îlot 1 notice d’utilisation par îlot 2 ordinateurs par îlot avec le logiciel adapté à la technologie. 10 Etude et solutions techniques Exploitation pédagogique Séquence et Séance

Expression du besoin La situation déclenchante 11 Solution envisagée Installer un système d’arrosage commandé par téléphone Etude et solutions techniques Exploitation pédagogique Séquence et Séance

Développement séquence 5 Problématique : On souhaite pouvoir piloter une barrière automatique Période : Mars – Avril (Semaine ). Temps total : 12H00 Attendus fin de cycle : Savoir implémenter communication entre objets via RFID. Compétences traitées :  CT 2.7 Imaginer, concevoir et programmer des applications nomades  CT 5.1 Simuler numériquement la structure et/ou le comportement d’un objet  CT 5.4 Piloter un système connecté localement ou à distance 12 Etude et solutions techniques Exploitation pédagogique Séquence et Séance

Objectif de la séquence  Découvrir et approfondir la notion d’algorithme.  Apprendre à coder.  Programmer des algorithmes (objets programmables).  Etudier des communication simples.  Décrire leur fonctionnement et leur constitution. 13 Etude et solutions techniques Exploitation pédagogique Séquence et Séance

Développement séquence 5 Séance 1: Analyse et conception de barrière automatique Séance 2: Réaliser l'organigramme en fonction du CDC Séance 3: Réaliser Carte mentale en fonction du CDC Séance 4: Programmer la carte pour ON/OFF LED Capable d’analyser et déterminer les communications Séance 5: Évaluation (sommative) 14 Séance détaillée Etude et solutions techniques Exploitation pédagogique Séquence et Séance

Séance 1 (Durée : 2H00 ) Objectif : Analyse et conception de barrière automatique Pré-requis : Une culture informatique de base en tant qu'utilisateur Web et du poste de travail suffit. Activité : Définir un barrière automatique ? connexion sans fil ? Analyse collective, protocoles possibles ?, débats. Type de démarche : Investigation Situation : Les îlots travaillent deux à deux, émetteur / un îlot récepteur Resource : Notice d’utilisation, cas d’utilisation qui correspond (Claroline ). 15 Etude et solutions techniques Exploitation pédagogique Séquence et Séance

Disposition le matériel Une box internet : sers à mettre en relation les arduino avec le PC 16 RFID arduino avec le LED ON/OFF barrière avec moteur WIFI PC Supervision Etude et solutions techniques Exploitation pédagogique Séquence et Séance

Déroulement de la séance 1 Pour Chaque îlots, voici le déroulement de la séance : 17 Partie 1 : Prise de connaissance des documents Partie 2 : Manipulation de Barrière via RFID Partie 3 : Correction puis préparation de l’exercice oral Partie 4 : Oral des élèves et structuration des connaissances (Auto-évaluation ) Temps en minutes Lire les Documents - Répondre aux Questions - Répondre aux Questions (TP) - Suivre la correction parties précédentes - Rechercher des informations à l’aide d’internet et construire un oral pour 5 min - Présenter un oral d’une durée de 5 min Etude et solutions techniques Exploitation pédagogique Séquence et Séance

TP de découverte Problématique: ○Comment définir, configurer et modéliser un module de une barrière automatique ? ○Réaliser un diagramme de bloc présentant l’architecture matériel du projet. ○Identifier les différents composants logiciels permettant de réaliser le projet. 18 Etude et solutions techniques Exploitation pédagogique Séquence et Séance

Séance 2 (Durée : 2H00) Objectif : Réaliser l'organigramme en fonction(CDC) Pré-requis : Numération, Fonctions logiques de base en prog. Activité : Travailler l’esthétique de l’écran d’utilisation et logigramme Resource : Présentation PowerPoint, Documents (Claroline ) Outil : Le logiciel Gimp, logigramme, open office 19 Etude et solutions techniques Exploitation pédagogique Séquence et Séance

Séance 3 (Durée : 2H00) Objectif : Réaliser carte mentale en fonction du CDC Pré-requis : Une culture informatique de base en programmation. Activité : Compléter la carte mentale du projet « barrière avec l’opérateur ». Resource : Présentation PowerPoint, Notice, fiche technique qui correspond à cette projet (Claroline ) Outil : Xmind Zen 20 Etude et solutions techniques Exploitation pédagogique Séquence et Séance

Exercice compléter une carte mentale 21 Etude et solutions techniques Exploitation pédagogique Séquence et Séance

Séance 4 (Durée :2h00) Objectif : : Programmation carte Arduino Pré-requis : Séquences d’instructions, boucles, instructions conditionnelles Bases d'électronique et divers capteurs (infrarouge, température, ultra-sons...), Câblages électriques. Activité : Mettre en œuvre un programme  carte Arduino (ON/ OFF LED). Outil : Arduino Resource : TP / Tutorial / Doc (Claroline). 22 Etude et solutions techniques Exploitation pédagogique Séquence et Séance

Câblage de la carte Arduino 23 LED WIFI module Arduino servo-moteur Etude et solutions techniques Exploitation pédagogique Séquence et Séance

séance 5 (Durée : 1h) Séance 5: Évaluation Type d’évaluation : Sommative Situation d’évaluation :  Modifier un algorithme ou (compléter )carte mentale.  Tester un programme et corréler avec le CDC. Coefficient : 2 24 Etude et solutions techniques Exploitation pédagogique Séquence et Séance

Critères d’évaluation Savoir identifier/configurer les paramètres d’un modèle Savoir justifier le choix d’un type de communication (CdC) Savoir identifier le type d’informations Connaitre les principes de conversion et codage de l’information Savoir justifier le choix d’un capteur Savoir décrire le fonctionnement d’un Barrière 25 EF ES Questionnaire d’activation des connaissances Carte Conceptuelle Pratique d’exam Exam QCM Présentation Orale Devant pairs Exam Début PendantFin Etude et solutions techniques Exploitation pédagogique Séquence et Séance

La synthèse de la séquence porte sur : Le principe de l’identification et de l’appairage pour faire communiquer Barrière via RFID La démarche d’élaboration et d’exécution d’un programme : Étude du cahier des charges Proposition d’algorithmes Traduction dans un langage adapté Simulation et recherche d’erreurs Vérification du comportement réel Correction en fonction de l’écart avec l’attendu 26 Etude et solutions techniques Exploitation pédagogique Séquence et Séance

Conclusion 27 Barrière automatique Système technique complet Système pluridisciplinaire Evolution scientifique et technique Système innovant Sujet d’actualité Contexte industriel actuel -Présent dans la plupart des parking / péage - RFID - Electronique - Bon environnement pour découvrir prog - Informatique - Physique - Electronique

Merci pour votre attention Avez-vous des questions ? 28

Référence ● ● ● lego%C2%AE-mindstorms ● ● ● 29

Attendus en fin de cycle 4éme L’informatique et la programmation (en lien avec les mathématiques) Comprendre le fonctionnement d’un réseau informatique Ecrire, mettre au point et exécuter un programme La modélisation et la simulation des objets et systèmes techniques Analyser le fonctionnement et la structure d’un objet Analyser une modélisation et simuler le comportement d’un objet Les objets et systèmes techniques et les changements induits dans la société Exprimer sa pensée à l’aide d’outils de description adaptés Développer les bonnes pratiques de l’usage des objets communicants Le design, l’innovation et la créativité Imaginer des réponses, matérialiser des idées en intégrant une dimension design Réaliser, de manière collaborative, le prototype d’un objet communicant 30 Exploitation pédagogique

31