Categories: Générale
      Date: 12/05/2011
     Title: Centre d'Intérêt 5 :  Le traitement d'une information

Problématique principale

ATTENTION : ce CI a été revu.... Le CI4 et ce CI (CI5) ont été "fusionnés"

Un phénomène est détecté, l'information est communiquée, traitée; l'ordre est alors transmis.
Quels sont les composants qui captent les phénomènes extérieurs?
Comment circulent ces informations?
Une action est produite, qui en donne l'ordre et comment est-il décidé?



Capacités visées

CGI3 : Identifier les modes et dispositifs d’acquisition de signaux, de données.
CGI4 : Identifier la nature d’une information et du signal qui la porte.
CGI5 : Identifier les étapes d’un programme de commande représenté sous forme graphique.
CGI9 : Repérer le mode de transmission pour une application donnée.
CGI10 : Associer un mode de transmission à un besoin donné.

Compétences, du socle commun, visées

C1.14 : Prendre la parole en public
C3.1 : Rechercher, extraire et organiser l’information utile.
C4.6 : Faire preuve d’esprit critique face à l'information et à son traitement.

Résumé des synthèses prévues (structuration)

Synthèse capteurs
Les capteurs peuvent acquérir des informations de la chaîne d'énergie (Action → chauffage → chaleur) ou des informations provoquées par un événement extérieur (mouvement).
Il existe 2 familles principales de capteurs :
Les capteurs ANALOGIQUES qui délivrent un signal variable (une infinité de valeurs au cours de son évolution dans le temps) d'une  grandeur physique (intensité lumineuse, température, humidité, …)
Les capteurs NUMERIQUES
Dans cette famille il y a 2 sortes de capteurs
- les capteurs logiques qui peuvent prendre 2 valeurs :  0 ou 1 (0 volt ou 5 volts)
- les capteurs numériques qui délivrent une suite de valeurs numériques (ex. 00110100 représente une valeur      codée sur 8 bits formant 1 octet) Ce système de "codage" est un langage utilisé par l'ordinateur, la TNT     (Télévision Numérique terrestre), internet, l'appareil photo numérique, …

Synthèse mode de transmission
Quelle que soit la nature des données (analogiques ou numériques), elles peuvent être transmises avec un support matériel (câbles ou fils ou pistes d'un circuit imprimé en cuivre, fibre optique) ou sans support, c'est à dire par les ondes électromagnétiques* ( infrarouge, téléphone portable, satellite, wifi, radio) se propageant librement d'un émetteur vers un récepteur. Le choix du mode de transmission dépend des applications ou des besoins.
*On distingue les ondes mécaniques (ondes sonores, vagues, …) qui se propagent par vibration de la matière et les ondes électromagnétiques (ondes radio, wifi, téléphone, lumière, …) qui est une énergie que l'on ne peut pas toucher et qui se caractérise par son amplitude (distance entre 2 vagues) et sa fréquence (nombre de fois que le bouchon descend pendant une seconde).

Synthèse partie commande
Rappel : un système automatique est composé d'une chaîne d'informations et d'une chaîne d'énergie. La chaîne d'énergie fait le lien entre la source d'énergie, les ordres venant de la chaîne d'informations et l' Action. La chaîne d'informations capte une information, la traite et communique à la chaîne d'énergie un ordre. Le traitement de l'information est réalisé par un programme qui est constitué d'une suite d'instructions sous la forme de lignes de code (langage de programmation) ou sous la forme d'un organigramme (forme graphique). Un organigramme* est constitué de tests sur les entrées et en fonction du résultat de ces tests, une action (sortie) est provoquée. D'autres commandes peuvent être ajoutées pour que le système puisse répondre, plus précisément, au besoin de l'utilisateur; comme par exemple, des pauses, une lecture précise de la valeur d'un capteur analogique, puis un test sur cette valeur, … Selon la combinaison des tests, il est possible de réaliser des fonctions, comme la fonction ET, la fonction OU et la fonction NON. *un organigramme est une suite de symboles qui sont exécutés un par un, dans l'ordre indiqué par les flèches.

Questions clés permettant d'articuler les différentes séances...

Capteurs
1. Quels sont les différents capteurs, présents sur les maquettes automatisées, que vous avez pu observer?
2. Les élèves énumèrent les différents capteurs (de lumière, de choc, de vent, d'ouverture, de température, d'humidité, de contact, de télécommande (infrarouge), de réglage.
3. Ces capteurs peuvent être classés en 2 familles, lesquelles?
4. Difficile à trouver... Que pouvons nous faire pour trouver ces 2 familles?
Réponse : mesurer
À l'aide d'un multimètre, un élève mesure la tension aux bornes d'un capteur de lumière, un autre élève approche sa main, puis la retire doucement.
La deuxième mesure se fait aux bornes d'un bouton poussoir, le deuxième élève appuie et relâche le bouton poussoir.
Les élèves remarquent que lors de la première mesure, les valeurs peuvent être multiples alors que la deuxième mesure donne 2 valeurs (0V et 5V)
5. Chaque groupe répartit l'ensemble des capteurs cités auparavant dans ces 2 familles (plusieurs valeurs / 2 valeurs)
6. Mise en commun
7. Quel pourrait être le nom des capteurs délivrant uniquement 2 valeurs?
Aide : (0V / 5V), (0 / 1), (jour / nuit) → NUMERIQUE
Plusieurs valeurs : ANALOGIQUE (réponse donnée)
8. Illustration orale : TNT (Télévision NUMERIQUE Terrestre), appareil photo NUMERIQUE, NUMERIcâble, …
Image numérique composée de pixel, chaque pixel est codé sur 8 bits qui définissent une couleur. 8 bits = 1 octet, 1Mo = 1 000 000 octets

Transmission
1. Quels sont les moyens utilisés pour que l'information captée puisse être transmise à l'interface (maquettes classe)? → filaire, infrarouge, hautes fréquences
2. Dans un habitat, quelles sont les différentes technologies, les différents moyens de transmettre une information? (accès à internet depuis plusieurs ordinateurs / téléphone portable / commande du portail / télécommande et chaîne de la télévision / GPS /radio)
Exemples : fils / ondes / antennes / wi-fi / télécommande (infrarouge) / bluetooth / internet / ondes du téléphone portable / satellite
4. Essais : Tester la portée d'une télécommande infrarouge, de la télécommande du portail, du système bluetooth d'un téléphone portable, de la mini station météo (XBee). Ces différents moyens de transmission sont-ils de même nature? Peut-on les classer?

Programme
Chaque groupe teste la version 1 (BP, moteur, 2 Fin de Course) de la "maquette du portail" avec l'organigramme à disposition. À partir du fonctionnement de la maquette, les élèves doivent déduire, dans un premier temps, le rôle de chaque symbole, puis faire correspondre chaque étape de l'organigramme avec le fonctionnement réel de la maquette.
Il est demandé à chaque groupe de modifier le temps d'attente du ventail, en position ouvert. Ce temps doit passer de 5 secondes à 10 secondes.

Nombre de séquences : 1

Nombre de séances : 5

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