Séminaire du 08 et du 09 décembre 2009 Patrice Boutot Marie-Rose Scholer

Pourquoi une station météorologique ?

cv La station météo Réelle Didactique Séminaire du 08 et du 09 décembre 2009 Triptyque technologique cv Virtuelle

Les fonctions que doit assurer une station météo Séminaire du 08 et du 09 décembre 2009 Station météo Grandeurs physiques Internet Energie Conditions atmosphériques Les conditions climatiques influent de manière importante sur l'homme, la vie animale et végétale. Elles nous préoccupent chaque jour ! Utilisateur Communiquer les consignes Informer l’utilisateur S’adapter à l’énergie Résister aux conditions atmosphériques Respecter le protocole de communication Traiter les différentes grandeurs physiques

Les solutions techniques retenues Séminaire du 08 et du 09 décembre 2009 Fonction de service Fonctions techniques Solutions techniques Permettre à l’utilisateur de connaître les conditions climatiques locales Traiter Communiquer Protéger Alimenter Les capteurs Microcontrôleur Carte Ethernet Page web Boitiers plastiques Transformateur 12V

Chaîne d’information Grandeur physique à traiter Acquérir TraiterCommuniquer -Température -Vitesse du vent -Direction du vent - Volume d’eau Les capteurs mesurent les différentes grandeurs Le circuit électronique Carte SBC microcontrôleur traite et adapte les grandeurs mesurées La carte SBC Ethernet permet d’afficher les grandeurs mesurées sur n’importe quel pc connecté au réseau du collège Séminaire du 08 et du 09 décembre 2009

Plage de -20°C à +40°C Pluviomètre Séminaire du 08 et du 09 décembre 2009 Acquerir Vitesse du vent Direction du vent Température Plage de 0 à100 km/h Rose des vents huit positions En mm par m²

Traiter communiquer SBC65EC carte avec microcontrôleur ayant : - 10 Entrées Analogiques - 5 x 8 Entées/Sorties Logiques. Liaison internet Alimentation 12V EEprom Ports d’entrées/sorties - Un programme stocké dans une Eeprom sur le circuit permet de positionner, de lire les E/S et de les afficher sur n’importe quel PC relié au réseau ethernet grâce à son adresse IP. - Cette page web, modifiable est réalisée en html. - Les commandes se font en javascrit Séminaire du 08 et du 09 décembre 2009 microcontrôleur

Communiquer Page web réalisée avec NVU ( logiciel gratuit ) qui permet de réaliser une page web Les valeurs des grandeurs physiques sont lues grâce à des sous programmes ajoutés en javascript Séminaire du 08 et du 09 décembre 2009

Une application pédagogique : Positionnement de la séquence

Séminaire du 08 et du 09 décembre 2009 Schéma didactique : Séance 1 Séance 2 TP1 : Acquérir, traiter et transmettre l’information sur la station Structuration et évaluation Identification des éléments qui composent la chaîne Identifier la nature de l’information Schéma Didactique Repérer à partir du fonctionnement d’un système automatique la chaîne d’information TP2 TP3 TP1 TP2 TP1 Séance 3 Séance 4 TP2 : Acquisition d’une grandeur physique La Température TP3 : Acquisition d’une grandeur physique Direction du vent

COMMENT ÇA COMMUNIQUE ? LE SIGNAL ANALOGIQUE ET LE SIGNAL NUMÉRIQUE la situation-problème Le maraîcher du village veut régler la température de la serre et planter une haie afin de protéger ses cultures. Il doit connaître les vents dominants sur une année.Il habite à 5km de son champs. Comment mesurer ces deux grandeurs ? Pouvons nous les mesurer de la même manière ? le(s) support(s) de travail Les élèves ont à leur disposition multimètres, thermomètres à alcool et électroniques, girouettes, chronomètres, tout le matériel électronique disponible dans un laboratoire de technologie. le(s) consigne(s) donnée(s) à l’élève Représenter sous forme graphique la grandeur mesurée et indiquer la nature du signal mesuré par chacun des éléments d’acquisition. Séminaire du 08 et du 09 décembre 2009

dans la grille de référence du socle commun les domaines scientifiques de connaissances Les objets techniques. Pratiquer une démarche scientifique ou technologique les capacités à évaluer en situationles indicateurs de réussite Observer, Manipuler, mesurer, Communiquer à l’aide de langages ou d’outils scientifiques ou technologiques. Raisonner, argumenter, démontrer. Suivre un protocole donné, utiliser un appareil de mesure Mesurer correctement la tension de sortie des capteurs Utiliser un tableur grapheur Distinguer une information logique/analogique Utiliser les appareils de mesure Effectuer trois mesures de tensions Avoir deux graphiques Indiquer pour deux autres capteurs la nature de leur information.(anémomèt re et pluviomètre)

Séminaire du 08 et du 09 décembre 2009 Activité élève

Séminaire du 08 et du 09 décembre 2009

 Quelle est la forme du signal mesuré sur le thermomètre et la girouette ? Séminaire du 08 et du 09 décembre 2009

 Forme du signal : Continue = analogique Discontinue = numérique  Evaluation : Mesure de tension sur le pluviomètre (comptage par ils) et sur l’anémomètre (moteur à cc utilisé en générateur)

Présentation de la fabrication collective / sécurité des machines Séance 2 Atelier 3 Fabrication capteur Girouette FAO/CI Séance 3 Séance 4 Séance 5 Fin de fabrication, assemblages et tests électriques Fin de fabrication assemblages et tests électriques Restitution des groupes de projet Synthèse des travaux Structuration des connaissances Séance 8 Atelier 1 Fabrication capteur Vent anémo FAO/CI Atelier 2 Fabrication capteur Pluie FAO/CI Atelier 1 Fabrication capteur Vent anémo FAO/CI Atelier 2 Fabrication capteur Pluie FAO/CI Atelier 3 Fabrication capteur Girouette FAO/CI Atelier 3 Fabrication capteur Girouette FAO/CI Atelier 1 Fabrication capteur Vent anémo FAO/CI Atelier 2 Fabrication capteur Pluie FAO/CI Séance 1 Schéma Didactique

Séminaire du 08 et du 09 décembre 2009 Les capacités pouvant être traitées avec ce support sont au nombre de 25 sur 35 En particulier en fabrication collective possibilité de réaliser les capteurs, le circuit électronique et la conception de la page web. Merci pour votre attention

Principe : Codage en code Gray des 8 directions possibles sur un disque. Disque réalisé avec Charly robot avec une plaque bicouche blanc/noir. Lecture du code à l’aide de 3 phototransistors. Visualisation à l’aide de 3 Dels. Del 3Del2Del1Direction 000NORD 001Nord/Est 011OUEST 010Nord/Ouest 110SUD 111Sud/Ouest 101EST 101Sud/Est