Etude partielle de la chaîne d’information de l’automate de prélèvement sanguin Hemo-Mixer Séquence Hemomirici _____________ _____mardi 3 juillet 2012

Intentions pédagogiques Etudier d’un point de vue fonctionnel, puis caractériser sur le plan comportemental, le dispositif intégré à l’automate de prélève- ment sanguin Hemo-Mixer assurant la me- sure du volume de sang prélevé au donneur Séquence Hemomirici _____________ _____mardi 3 juillet 2012

Ressources pédagogiques Etude fonctionnelle Dossier technique de l’Hemo-Mixer Cours portant sur la chaîne d’information Caractérisation comportementale Carte didactique MIRICI Sonde de débogage AVR JTAGICE MKII Oscilloscope + analyseur logique Séquence Hemomirici _____________ _____mardi 3 juillet 2012

HEMOMIXER Séquence Hemomirici _____________ _____mardi 3 juillet 2012

HEMOMIXER + MIRICI ________________________________________________________________ Séquence Hemomirici _____________ _____mardi 3 juillet 2012

HEMOMIXER + MIRICI ________________________________________________________________ = HEMOMIRICI Séquence Hemomirici _____________ _____mardi 3 juillet 2012

Activités pédagogiques Etude fonctionnelle Etude de cas sur dossier technique TD1 : conception fonctionnelle matérielle TD2 : conception fonctionnelle logicielle TD3 : domaine de validité des choix const. Caractérisation comportementale TP1 : conversion A-N parallèle TP2 : conversion A-N série SPI TP3 : conversions A-N série I2C et intégrée Séquence Hemomirici _____________ _____mardi 3 juillet 2012

Démarche pédagogique Etude fonctionnelle Etude de cas sur dossier technique On donne à étudier les cours génériques portant sur la chaîne d’information dans systèmes, On donne à lire le dossier technique de l’automate Hemo-Mixer, Séquence Hemomirici _____________ _____mardi 3 juillet 2012

Démarche pédagogique Etude fonctionnelle Etude de cas sur dossier technique Et l’on propose aux élèves d’effectuer le lien entre les informations portées sur le dossier technique (l’« applicatif »), et les connaissances formelles apportées en cours (les savoirs « académiques »). Séquence Hemomirici _____________ _____mardi 3 juillet 2012

Démarche pédagogique Etude fonctionnelle On sait que … Séquence Hemomirici _____________ _____mardi 3 juillet 2012

Démarche pédagogique Etude fonctionnelle On sait que … Séquence Hemomirici _____________ _____mardi 3 juillet 2012

Démarche pédagogique Etude fonctionnelle On nous précise que … Séquence Hemomirici _____________ _____mardi 3 juillet 2012

Démarche pédagogique Etude fonctionnelle Et on en déduit que … Séquence Hemomirici _____________ _____mardi 3 juillet 2012

Démarche pédagogique Etude fonctionnelle TD1 : conception fonctionnelle matérielle Proposer aux élèves, par le biais d’un questionnement progressif, d’imaginer quelle a été la démarche de l’ingénieur ayant eu en charge la conception de la chaîne de mesure du volume sanguin …  Démarche de conception fonctionnelle Séquence Hemomirici _____________ _____mardi 3 juillet 2012

Démarche pédagogique Etude fonctionnelle TD1 : conception fonctionnelle matérielle … questionnement conduisant à la mise en évidence de la nécessité de procéder : à la modélisation du capteur de pesée au tarage de la chaîne de mesure Séquence Hemomirici _____________ _____mardi 3 juillet 2012

Démarche pédagogique Etude fonctionnelle A partir des informations portées sur le dossier technique, on modélise le capteur de pesée … Séquence Hemomirici _____________ _____mardi 3 juillet 2012

Démarche pédagogique Etude fonctionnelle A partir de l’idée de base … Séquence Hemomirici _____________ _____mardi 3 juillet 2012

Démarche pédagogique Etude fonctionnelle On arrive progressivement à … Séquence Hemomirici _____________ _____mardi 3 juillet 2012

Démarche pédagogique Etude fonctionnelle D’où l’architecture fonctionnelle matérielle finalement retenue par le concepteur : Séquence Hemomirici _____________ _____mardi 3 juillet 2012

Démarche pédagogique Etude fonctionnelle TD2 : conception fonctionnelle logicielle Proposer aux élèves un questionnement permettant de mettre en évidence la très grande sensibilité de la chaîne de mesure aux variations des caractéristiques méca- niques et électriques des différents com- posants réalisant l’automate Hemo-Mixer Séquence Hemomirici _____________ _____mardi 3 juillet 2012

Démarche pédagogique Etude fonctionnelle TD2 : conception fonctionnelle logicielle … questionnement conduisant à la mise en évidence de la nécessité de proposer aux personnels assurant l’exploitation et la main- tenance des automates Hemo-Mixer, une procédure d’étalonnage logiciel périodique. Séquence Hemomirici _____________ _____mardi 3 juillet 2012

Démarche pédagogique Etude fonctionnelle On explicite les procédures d’étalonnage et de prélèvement Séquence Hemomirici _____________ _____mardi 3 juillet 2012

Démarche pédagogique Etude fonctionnelle Et on en déduit alors Séquence Hemomirici _____________ _____mardi 3 juillet 2012

Démarche pédagogique Etude fonctionnelle TD3 : justification des choix constructeur On constate que le constructeur a choisi de ne pas intégrer d’échantillonneur-bloqueur, et de mettre en œuvre le convertisseur A-N de résolution 10 bits intégré au µC, et l’on se propose de déterminer le domaine de validité de ces choix … Séquence Hemomirici _____________ _____mardi 3 juillet 2012

Démarche pédagogique Etude fonctionnelle TD3 : justification des choix constructeur … l’étude montre que les choix du construc- teur sont pertinents dès lors que le temps de conversion du convertisseur A-N intégré au µC est inférieur à 23 ms.  Condition à vérifier expérimentalement Séquence Hemomirici _____________ _____mardi 3 juillet 2012

Démarche pédagogique Caractérisation comportementale TP1 : Mise en œuvre d’un CAN parallèle TP2 : Mise en œuvre d’un CAN série SPI TP3 : Mise en œuvre d’un CAN série I2C et d’un CAN intégré au µc Atmel Séquence Hemomirici _____________ _____mardi 3 juillet 2012

Démarche pédagogique Caractérisation comportementale L’objectif consiste pour chacun des 3 TPs, à : Effectuer le lien entre les algorigrammes des programmes de gestion du CAN et l’allure des signaux de commande obser- vés à l’oscilloscope et/ou à l’analyseur logique Séquence Hemomirici _____________ _____mardi 3 juillet 2012

Démarche pédagogique Caractérisation comportementale L’objectif consiste pour chacun des 3 TPs, à : Extraire, des signaux logiques délivrés par le CAN, le résultat de conversion Ns Séquence Hemomirici _____________ _____mardi 3 juillet 2012

Démarche pédagogique Caractérisation comportementale L’objectif consiste pour chacun des 3 TPs, à : Tracer la caractéristique de transfert du CAN, Ns = f(Ve) Séquence Hemomirici _____________ _____mardi 3 juillet 2012

Démarche pédagogique Caractérisation comportementale L’objectif consiste pour chacun des 3 TPs, à : Mesurer les grandeurs - Quantum de conversion q - Temps de conversion Tc - Période d’échantillonnage Te - Fréquence d’échantillonnage fe - Débit de conversion Séquence Hemomirici _____________ _____mardi 3 juillet 2012

Démarche pédagogique Caractérisation comportementale Les mesures conduisent, entre autres, à   CAN parallèle (CAN1) CAN série SPI (CAN2) CAN série I2C (CAN3) CAN intégré (CAN0) Te (µs) 7,4 12,1 83,7 111,9 fe (kHz) 135,6 82,5 11,9 8,9 Débit (kSPS) Tc (µs) 0,5 xxx 2 ce qui permet de justifier définitivement les choix du constructeur tant sur les plans technologgique qu’économique. Séquence Hemomirici _____________ _____mardi 3 juillet 2012

Organisation pédagogique Séquence Hemomirici _____________ _____mardi 3 juillet 2012

http://rnr.ens-cachan.fr/ L’ensemble des ressources associées à la séquence pédagogique HEMOMIRICI proposée est téléchargeable sur le portail des RNR (Réseau National de Ressources) STI : http://rnr.ens-cachan.fr/ Publication du 29 juin 2012 : Etude de cas : chaîne information - Académie de Paris Séquence Hemomirici _____________ _____mardi 3 juillet 2012

La séquence HEMOMIRICI fera l’objet d’un module de formation proposé au lycée Dorian dans le cadre du PAF 2012-2013, au cours duquel les enseignants auront l’occasion d’expérimenter l’ensemble des TPs proposés. Ce module « applicatif » constituera une suite logique au module « générique » portant sur l’étude de la chaîne d’information dans les systèmes, proposé au PAF 2011-2012. Séquence Hemomirici _____________ _____mardi 3 juillet 2012