réalisation d'une maquette de maison automatisée

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Auteurs : Académie de :Séminaire national du 19 mai 2009 - Paris

Les systèmes automatisés du quotidien

Présentation généraleClasse : 4e Durée de la séquence : 3 séances (4h30)Organisation de la classe ou du groupe : 6 îlotsPrérequis : aucun

Les connaissances du programme de technologie :Solution technique Représentation structurelle Transport du signalTraitement du signal

1

L’analyse et la conception de l’objet technique (approche 1)

La communication et la gestion de l’information (approche 5)

Jean-Paul Bricard Reims

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Capacités Critères de réussite

Rechercher et décrire plusieurs solutionstechniques pour répondre à une fonctiondonnée.

Créer une représentation numérique d’unobjet technique simple avec un logiciel deconception assistée par ordinateur.

Repérer le mode de transmission pour uneapplication donnée.

Modifier la représentation du programme decommande d’un système pour répondre à unbesoin particulier et valider le résultatobtenu.

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).

Les capacités du programme de technologie


Présentation générale


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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 techniqueSuivre un protocole donnéUtiliser des appareils de mesureMesurer

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 essaisParticiper 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 mesureExprimer un résultat par une phrase correcte

Comparaison des résultats des mesures aux consignes.

Les capacités du socle : Compétence 3B

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• 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

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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.


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3. Recherches de solutions techniques

Comment transformer la maquette de portail à deux battantsen portail coulissant ?Comment réaliser un support motorisé pour la caméra ?Comment adapter les signaux du détecteur de mouvement ?

Lampe basse tension

4. Intégration des différents modules autour de la maquette de maison



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Comment connecter les constituants ?

Comment orchestrer le tout ?

Le logiciel RoboPro permet

une programmation sous forme

de langage graphique (organigramme)

Les essais sont-ils validés ?

L’interface permet de piloter 4 moteurs

Les connexions s’effectuent à l’aide de petites fiches

5. Centralisation : un pas vers la domotique



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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



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Support et contexte : le premier centre d’intérêt


Comment des systèmes améliorent-ils le confort de l’habitat ?

Porte de garage automatisée

Eclairage automatique

Portail automatisé

A travers trois exemples


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Portail automatisé

Porte de garage

automatisée

Système d’éclairage

programmable professionnel

Vidéo

Vidéo

Maquettes

Supports matériels : pour le premier centre d’intérêt

Système réel


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Situation-problème : 1/2

Îlot éclairage automatique :

Situation de départ

L’observation du fonctionnement d’un système réel dans une

maquette didactisée

Un problème technique à

résoudreJean-Paul Bricard Reims

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 ?

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Îlot portail automatisé

Observation d’un système réel et d’une

maquette didactisée

Problème technique commun

Situation-problème : 2/2


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Structure de la séquence :

Séances Îlot 1 Îlot 2 Îlot 3 Îlot 4 Îlot 5 Îlot 6

Séance 1Classe entière

Activité 1 Activité 3 Activité 1 Activité 3 Activité 1 Activité 3

Séance 1½ groupe

Activité 2 Activité 2 Activité 2

Séance 1½ groupe

Activité 4 Activité 4 Activité 4





Séance 3½ groupe

Synthèse « active » et fiches de formalisation des connaissances

Séance 3½ groupe

Synthèse « active » et fiches de formalisation des connaissances

Séance 4 Évaluation sommative (sur un autre support)

Éclairage automatique

Portail automatisé

Porte de garage automatisée

Évaluation formative

1h hebdomadaire et 1h de quinzaine


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Extrait de document élève :

Consignes données à l’élève

Situation déclenchante

Problème technique

Activités possibles

d’investigation

Consignes générales pour les activités

Une conclusion à formuler, la réponse au problème poséJean-Paul Bricard Reims

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Aides, guidances, et assistance

Repérer le mode de transmission pour une

application donnée.

Exemple de capacité à évaluer

Pour y parvenir l’élève dispose de :

Vidéos d’expériences

Arbre de décision

Livret d’expériences


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Modalités de l’évaluation : exemple d’évaluation de type formative (donnée à chaque fin de séance)

Système d’éclairage automatiqueA 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 filaireSans 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

Je sais faire

Éléments qui peuvent être repris lors de la synthèse

active


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Modalités de l’évaluation : Proposition d’évaluation de type sommative (donnée en fin de séquence)


Extrait :

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Logistique matérielle et son coût : 891 €

Bois, plaques de plastique, charnières, vis, tasseaux : 30 €

Webcam

Coût


Maquette de maison et réalisation de pièces

LEGO : portail

automatisé

Porte de garage : Fischer technik

Eclairage automatique :

Marmitek

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Documents