Les systèmes automatisés du quotidien Présentation générale Classe : 4e Durée de la séquence : 3 séances (4h30) Organisation de la classe ou du groupe : 6 îlots Prérequis : aucun Les connaissances du programme de technologie : Solution technique Représentation structurelle Transport du signal Traitement du signal L’analyse et la conception de l’objet technique (approche 1) La communication et la gestion de l’information (approche 5) Reims Jean-Paul Bricard

Les systèmes automatisés du quotidien Présentation générale Les capacités du programme de technologie Capacités Critères de réussite Rechercher et décrire plusieurs solutions techniques pour répondre à une fonction donnée. Créer une représentation numérique d’un objet technique simple avec un logiciel de conception assistée par ordinateur. Repérer le mode de transmission pour une application donnée. Modifier la représentation du programme de commande d’un système pour répondre à un besoin particulier et valider le résultat obtenu. Ouvrir des fichiers pour en extraire des informations de dimensions et des caractéristiques.(activité 3). Proposer une représentation graphique sous forme d’un croquis.(activité 3). Présenter une représentation numérique de pièce.(activité 4). Ouvrir des fichiers (vidéo) présentant des expériences.(activité 2). Suivre un protocole d’expérimentation. Utiliser des appareils de mesure électroniques. Formuler des conclusions.(activité 2). Modifier un programme existant. Concevoir un nouveau programme et le tester. (activité 1). Reims Jean-Paul Bricard

Les capacités du socle : Compétence 3B Les systèmes automatisés du quotidien Présentation générale Les capacités du socle : Compétence 3B Capacités Critères d’évaluation Indicateurs de réussite Observer, recenser des informations Extraire des informations d’un fait observé (ex : vidéo d’expériences) Ouvrir les vidéos pour s’approprier leur contenu Effectuer un geste technique Suivre un protocole donné Utiliser des appareils de mesure Mesurer Retrouver le bon mode de transmission en suivant le protocole d’expérimentation Participer à la conception d’un algorithme, d’un protocole, d’un programme Faire des essais Participer à l’écriture d’un programme Tester le programme de gestion du système automatisé Contrôler, exploiter les résultats Confronter le résultat au résultat attendu Comparer la pièce créée à un cahier des charges. Comparer le croquis effectué à un constituant du système Présenter une observation, une situation, un résultat, une solution sous une forme appropriée Exprimer le résultat d’une mesure Exprimer un résultat par une phrase correcte Comparaison des résultats des mesures aux consignes. Reims Jean-Paul Bricard

Les systèmes automatisés du quotidien Présentation générale Support et contexte Supports matériels Situation-problème Structure de la séquence Consignes données à l’élève Aides, guidances et assistances Modalités de l’évaluation Logistique matérielle et son coût Reims Jean-Paul Bricard

Support et contexte : centres d’intérêts possibles Proposition de progression annuelle : 1/4 Projet : réaliser une maquette de maison automatisée 1. Observation du fonctionnement de systèmes existants Comment des systèmes améliorent-ils le confort de l’habitat ? 2. Étude du fonctionnement d’objets réels : blocs fonctionnels, schéma de principe Étude d’un détecteur de mouvement ; Étude d’une caméra vidéo : Comment surveiller sa maison à distance ? Étude d’une balise solaire de jardin. Reims Jean-Paul Bricard

Proposition de progression annuelle : 2/4 3. Recherches de solutions techniques Comment transformer la maquette de portail à deux battants en portail coulissant ? Comment réaliser un support motorisé pour la caméra ? Comment adapter les signaux du détecteur de mouvement ? 4. Intégration des différents modules autour de la maquette de maison Lampe basse tension Reims Jean-Paul Bricard

Proposition de progression annuelle : 3/4 5. Centralisation : un pas vers la domotique Comment connecter les constituants ? L’interface permet de piloter 4 moteurs Les connexions s’effectuent à l’aide de petites fiches Comment orchestrer le tout ? Le logiciel RoboPro permet une programmation sous forme de langage graphique (organigramme) Les essais sont-ils validés ? Reims Jean-Paul Bricard

Proposition de progression annuelle : 4/4 6. Réalisation de pièces Porte coulissante du portail Support du détecteur de mouvement Support de la caméra vidéo conception et réalisation, utilisation de la fraiseuse à commande numérique Reims Jean-Paul Bricard

Support et contexte : le premier centre d’intérêt 1. Observation du fonctionnement de systèmes existants Comment des systèmes améliorent-ils le confort de l’habitat ? Porte de garage automatisée Eclairage automatique Portail automatisé A travers trois exemples Reims Jean-Paul Bricard

Supports matériels : pour le premier centre d’intérêt 1. Observation du fonctionnement de systèmes existants Portail automatisé Vidéo Porte de garage automatisée Vidéo Système d’éclairage programmable professionnel Système réel Maquettes Reims Jean-Paul Bricard

Situation-problème : 1/2 Îlot éclairage automatique : Situation de départ L’observation du fonctionnement d’un système réel dans une maquette didactisée Après avoir observé le fonctionnement du système sur la maquette on dégage la problématique suivante : Comment les informations concernant la détection de présence sont-elles transmises vers le reste du système ? Un problème technique à résoudre Reims Jean-Paul Bricard

Situation-problème : 2/2 Îlot portail automatisé Observation d’un système réel et d’une maquette didactisée Problème technique commun Reims Jean-Paul Bricard

Structure de la séquence : 1h hebdomadaire et 1h de quinzaine Éclairage automatique Portail automatisé Porte de garage automatisée Séances Îlot 1 Îlot 2 Îlot 3 Îlot 4 Îlot 5 Îlot 6 Séance 1 Classe entière Activité 1 Activité 3 ½ groupe Activité 2 Activité 4 Séance 2 Séance 3 Synthèse « active » et fiches de formalisation des connaissances Séance 4 Évaluation sommative (sur un autre support) Évaluation formative Reims Jean-Paul Bricard

Consignes données à l’élève Extrait de document élève : Situation déclenchante Problème technique Activités possibles d’investigation Consignes générales pour les activités Une conclusion à formuler, la réponse au problème posé Reims Jean-Paul Bricard

Aides, guidances, et assistance Vidéos d’expériences Repérer le mode de transmission pour une application donnée. Pour y parvenir l’élève dispose de : Exemple de capacité à évaluer Arbre de décision Livret d’expériences Reims Jean-Paul Bricard

Système d’éclairage automatique Modalités de l’évaluation : exemple d’évaluation de type formative (donnée à chaque fin de séance) Je sais faire Système d’éclairage automatique A l’issue de la séance je suis capable de : Réponse brève seul avec de l’aide Donner la liste des différents modes de transmission des informations. Avec liaison filaire Sans fil Donner la liste des différents modes de transmission des informations utilisés dans le système. Ouvrir les documents ressources (vidéos d’expériences). Rédiger le compte rendu d’une expérience Présenter des conclusions Éléments qui peuvent être repris lors de la synthèse active Reims Jean-Paul Bricard

Modalités de l’évaluation : Proposition d’évaluation de type sommative (donnée en fin de séquence) Extrait : Reims Jean-Paul Bricard

LEGO : portail automatisé Eclairage automatique : Marmitek Coût Logistique matérielle et son coût : 891 € LEGO : portail automatisé Porte de garage : Fischer technik Maquette de maison et réalisation de pièces Eclairage automatique : Marmitek Webcam Bois, plaques de plastique, charnières, vis, tasseaux : 30 € Reims Jean-Paul Bricard