M. P. I. Mesures Physiques & Informatique. Planning lundi : - Tour de table - présentation du...

M. P. I. Mesures Physiques & Informatique

Planning lundi : - Tour de table - prsentation du programme de MPI et commentaires - les diffrentes progressions ; les ressources ; le matriel - la progression A La chane de mesure - Prsentation de la chane de mesure de temprature - talonnage du capteur, adaptateur ; utilisation d Excel pour -construire un tableau et un graphique, -modliser pas pas

mardi : La numration -conversions dcimal binaire hexadcimal -exportation d'un octet sur le port imprimante -pilotage du port de l imprimante Les portes logiques -caractristiques des portes logiques et associations -demi-additionneur ; additionneur -simulations Excel et Crocodile clips

Jeudi : La conversion analogique-numrique -ralisation d'une chelle de potentiel -codage en binaire du rsultat de la conversion -construction de la chane complte La conversion numrique - analogique - principes de base, caractristiques d'un CNA, simulation avec crocodile clips Le port srie. Principe et ralisation d'un CAN rampe. -gnralits sur le port srie ( principe, normes,... ) -principe du CAN simple rampe : maquette et simulation Autres chanes de mesures quelques pistes et ides pour la mise en uvre d'autres capteurs : pH, pression, lumire, force... Bilan du stage, prolongements...

Faire des Sciences, cest faire des mesures La qualit de ces mesures dpend de lappareil de mesure dun transducteur ( grandeur physique tension ) dun adaptateur ( traitement de la tension ) dun affichage ( grandeur analogique binaire ) Dmystifier laspect magique dune mesure Forger lesprit critique vis vis de la mesure Cest un enseignement de Dtermination Libert de traitement de 20% du temps Le Programme MPI Le Programme MPI BO Hors Srie n6 du 31 Aot 2000 BO Hors Srie n6 du 31 Aot 2000

A propos du contenu Le programme est prsent sous forme de tableau lire horizontalement tableau Fil conducteur : comprendre une chane de mesure Minimisation de la thorie lindispensable Intervention de la culture gnrale

A propos de pdagogie Mise en situation problme - Questionnements Mise en commun des solutions - discussions Recherche de lautonomie Aspects thoriques traits au fur et mesure des besoins limitation de l tude des objets la fonction utilise

A propos de lhoraire 3 heures hebdomadaires en Travaux Pratiques (pas de sances de cours) Gestion du temps par les lves eux-mmes si possible

A propos du travail exig En sance au lyce par binme : faire de la physique avant tout ; approches diversifies ; valuation formative par binme Un minimum de travail la maison ou au CDI sous forme de recherches par exemple favoriser l autonomie tout au long de l'anne.

A propos de linformatique Linformatique nest quun outil aux fins - de faire des acquisition de mesures - dutiliser des logiciels de simulation - de reprsenter des donnes - ventuelles dapprentissage de la logique - dutiliser des logiciels simples de bureautique Lordinateur nest quun moyen dont ltude doit se limiter la comprhension fonctionnelle de son utilisation.

A propos de lvaluation Les objectifs doivent tre les suivants : - en cours de formation ( en binme en TP ) vrifier la comprhension de ce qui est fait vrifier les acquis thoriques vrifier les acquis exprimentaux Ces comptes rendus seront l'occasion d'valuer les lves tout au long de l'anne. - en fin de cycle de formation ( individuel ) vrifier lassimilation des fonctions rencontres. Des valuations individuelles des capacits exprimentales sont indispensables.

Mise en uvre du programme de MPI

tude de la partie analogique de la chane et son exploitation Le capteur de temprature tude documentaire sur la temprature La technologie du composant est hors programme Acquisition et traitement de rsultats exprimentaux pour dterminer la fonction du capteur. Aucun langage de programmation ne doit tre utilis.

Le conditionneur ou adaptateur Rinvestissement exprimental des lois de llectrocintique. (montages simples, sans dmonstration thorique) Utilisation de logiciels de simulation. Utilisation des diffrents moyens de mesures du laboratoire (loscilloscope, des multimtres, des interfaces ) On ne doit en aucun cas tudier les lois pour elles-mmes mais les prsenter de faon raisonne lorsque c'est ncessaire.

Mthodologie des mesures Adaptation de lappareil choisi et du calibre la mesure Incertitudes : caractristiques de la documentation du constructeur. Distribution et tude statistique : valeur moyenne et encadrement raisonnable de la mesure dispersion des mesures.

tude de la partie numrique de la chane et son exploitation Le binaire et les systmes de numration Quelques systmes de numration La conversion dcimale/binaire. Pas de langage de programmation.

Conversion numrique analogique Un seul montage (R-2R ou rsistances pondres). Utiliser la simulation et une maquette dj cble (maximum 4 bits). Toute dmonstration thorique est hors programme. Notion de rsolution sera dfinie travers une exprience exploitant ce dispositif de conversion.

Conversion analogique numrique Notion de comparaison une chelle de potentiel traite de faon exprimentale. Dure de conversion. La technologie des convertisseurs CAN est hors programme.

chantillonnage Manipulations montrant les limites d'une chane de mesure numrique. Le choix du calibre et de la dure dchantillonnage.

Culture scientifique et technique Architecture d'un ordinateur, Quelques lments de l'histoire de l'informatique Recherche documentaire des caractristiques techniques de capteurs.

Partie thmatique On ne pourra mettre en uvre des comptences que dans le prolongement de celles du programme du tronc commun de cet enseignement de dtermination. Cette partie du programme pourra tre l'occasion: d un travail pluridisciplinaire. dtudier les portes logiques (principe de ladditionneur). de complter par une chane de commande utilisant un actionneur. dutiliser quelques notions de programmation.

Les progressions proposes

Progression A Du capteur au logiciel travers la ralisation d une chane de mesure de temprature: - construction progressive de la chane de mesure - introduction des outils mesure des besoins

Progression B tude de diverses chanes de mesures: - questionnement permanent - rinvestissement

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