SEQ 3 Algorithmes et programmation d’objets connectés

Fiche compétences à coller : se3_compétences à coller

Compétences utiles :

CT 4.1 Décrire, en utilisant les outils et langages de descriptions adaptés, la structure et le comportement des objets

CT 4.2 Appliquer les principes élémentaires de l’algorithmique et du codage à la résolution d’un problème simple.

CS 1.6 Analyser le ft et la structure d’un objet, Identifier les flux d’énergie et d’information.

CT 2.2 : Identifier les flux d’énergie et d’information

CT 3.2 Traduire, à l’aide d’outils de représentation numérique, des choix de solutions sous forme de croquis, de dessins ou de schémas.

Partie 1 Rappel sur les automatismes :

Un Système Automatisé est toujours composé d’une Partie Commande et d’une Partie Opérative.
Pour faire fonctionner ce système, l’Opérateur (personne qui va faire fonctionner le système) va donner des consignes à la Partie Commande. Celle-ci va traduire ces consignes en ordres qui vont être exécutés par la Partie Opérative. Une fois les ordres accomplis, la Partie Opérative va le signaler à la Partie Commande (elle fait un compte-rendu) qui va à son tour le signaler à l’Opérateur. Ce dernier pourra donc dire que le travail a bien été réalisé.

De nos jours, on trouve des Systèmes Automatisés un peu partout.

Un ROBOT est donc un « Système Automatisé » c’est à dire un système qui exécute toujours le même travail pour lequel il a été programmé.

En domotique, on peut trouver par exemple le store automatisé, le robot aspirateur…

Rappel

Le capteur

Un capteur est un équipement d’un objet technique utilisé pour acquérir une grandeur physique (distance, masse, température, débit, hauteur, etc.). Il transforme cette acquisition en des informations de nature analogique, logique ou numérique pour permettre un traitement par la chaîne d’information du système.

L’actionneur

Un actionneur est un équipement qui produit un phénomène physique à partir de l’énergie reçue. Dans une chaîne d’énergie d’un système automatisé, l’actionneur est l’organe de conversion qui transforme l’énergie d’entrée afin de faire une action telle qu’ouvrir ou fermer un portail automatique d’un parking.

cours vidéo : rappel

chaîne d’énergie et chaîne d’information

Schématisation d’un système automatique – Leçon de technologie collège Cycle 4 ( merci au collègue)

cas d’un robot :

RÉVISION DE LA CHAÎNE FONCTIONNELLE

(MODÉLISÉ PAR LA CHAÎNE D’ INFORMATION ET LA CHAÎNE D ENERGIE)

Un système ou objet automatisé peut être modélisé avec une chaîne fonctionnelle composée de la chaîne d’information et de la chaîne d’énergie.

La chaîne fonctionnelle est utilisée dans la conception et surtout dans l’amélioration d’un système. Elle permet d’avoir une vue d’ensemble sur les fonctions d’un système et sur les flux d’énergied’information ou de matière d’oeuvre.

La chaîne d’information

La chaîne d’information pilote la chaîne d’énergie et comprends les trois fonctions techniques suivantes : acquérirtraiter et communiquer.
Les informations de nature logique ou analogique, circulent à travers le système afin d’obtenir des ordres d’exécution et des comptes rendus à destination des utilisateurs ou d’autres systèmes.

La chaîne d’énergie

La chaîne d’énergie comprends les quatre fonctions techniques suivantes : alimenter/stocker, distribuerconvertir et transmettre. Elle reçoit des ordres venant de la chaîne d’information.

L’énergie peut prendre plusieurs formes (mécaniqueélectriquethermiquechimique…). Elle circule à travers le système afin de réaliser des actions sur la matière d’oeuvre pour apporter la valeur ajoutée.

RÉVISION DE LA CHAÎNE FONCTIONNELLE

(MODÉLISÉ PAR LA CHAÎNE D’ INFORMATION ET LA CHAÎNE D ENERGIE)

exemple du panneau solaire et du drone

chaine fonctionnelle

CT-2.2-La-chaîne-fonctionnelle-Élève (1)

CT-2.2-La-chaîne-fonctionnelle-correction

À retenir

  • Un système ou objet automatisé peut être modélisé avec une chaîne fonctionnelle composée de la chaîne d’information et de la chaîne d’énergie.
  • La chaîne fonctionnelle permet d’avoir une vue d’ensemble sur les fonctions d’un système et sur les flux d’énergied’information ou de matière d’oeuvre.
  • La chaîne d’information pilote la chaîne d’énergie et comprends les trois fonctions techniques suivantes : acquérirtraiter et communiquer.
  • La chaîne d’énergie comprends les quatre fonctions techniques suivantes : alimenter/stocker, distribuerconvertir et transmettre.

 F.C chaine énergie / informations

1 FC Les_chaines_d_energie_et_d_information____

Pour information :

CI4-Fiche_ressource_1 chaines

1-Automatisme synthese

Pour en savoir plus …

A VOIR info AUT-chaine-info-energie

Partie 2 INTRODUCTION Initiation aux algorithmes

A. Exercices de logique (organigramme) en classe.

Organigramme-Exercice-Leçon

exo-logique.orga_docx

FONCTIONS LOGIQUES DE BASE ET / OU (révision cours de physique)

B. Robotprog est gratuit  (téléchargeable)

Utiliser en ligne sur internet, ou télécharger : voir à la maison ou en salle info si installé.

www.physicsbox.com/indexrobotprogfr.html

 

ROBOTPROG sur ordinateur afin de comprendre la logique des organigrammes de programmation (algorithme)

Logiciel ludique d’apprentissage de la programmation

Programmez un robot virtuel à l’aide d’un organigramme : dessinez l’organigramme,
lancez l’exécution et vous voyez le robot exécuter le programme.

Synthèse : Un système automatique peut-être géré par un programme qui lui permet d’assurer la fonction du système.
Ce programme est constitué d’une suite d’opérations à accomplir, nommée algorithme.
Les logiciels que nous utilisons nous permettent de représenter les algorithmes sous forme graphique.
Cette représentation graphique se nomme algorigramme ou organigramme.
DST ORGANIGRAMME
EVAL  type brevet pour vérifier vos acquis.

PROGRAMMATION AVEC SCRATCH

Activité : Situation Déclenchante : Rappel scratch et algorithme
Problématique /Situation problème : Comment imaginer des solutions pour produire des objets et des éléments de programmes informatiques en réponse au besoin d’un CDCF ?

1/ Tp informatique : révision des bases du logiciel scratch (1h)

Fiches_ressources scratch

en consolidation : ALGORITHMIQUE et PROGRAMMATION_cycle4

Les Algorithmes – 2018 – Technologie au Collège  , algorithme c’est quoi ?

rappel en vidéo

https://www.youtube.com/watch?time_continue=24&v=4qPK63YYbO0

Les organigrammes – 2018 – Technologie au Collège

ACT 1 initiation au logiciel scratch et à son langage (codage simple)

SCRATCH Réalise quelques défis

exercice quiz Reflexion sur le codage SCRATCH eleve

Exemple de réalisation scratch  : Simulateur panneaux solaires

Scratch permet de modéliser la charge d’une batterie à partir de panneaux solaires à l’aide d’un modèle très simpliste. Les panneaux solaires seront horizontaux. La trajectoire du soleil sera modélisée par un simple trajectoire semi-circulaire pour simplifier.

Pour modéliser une trajectoire semi-circulaire, les élèves vont travailler en mathématiques sur les notions de trigonométrie (sin(x) et cos(x). Scratch possède les fonctions sinus et cosinus.

https://scratch.mit.edu/projects/216010102/

Comment faire communiquer des objets entre eux et à distance ?

C’est quoi un objet connecté?

L’objet connecté est un objet auquel l’ajout d’une connexion Internet apporte une valeur supplémentaire en termes de fonctionnalité, d’information et d’interaction avec les usages.

Quel est l’impact des objets connectés ? – CONSOMAG

Recherche d’informations

A partir d’une collecte et sélection d’informations sur Internet, tu dois présenter une recherche sur un objet connecté.

DM maison noté sur feuille.

CONSIGNES pour la rédaction : 

Définition du mot « objet connecté »

Nom de l’objet étudié :

Domaine d’application : (loisirs, médical …)

Historique et évolution de l’objet technique (ex : évolution de l’aspirateur jusqu’à nos jours)

Fonctionnement de l’objet technique connecté : croquis si besoin, explications précises du mode de connexion, capteurs, etc

Avantages et inconvénients du produit

Conclusion : Les objets connectés, faut-il s’en méfier ? Selon vous, quels sont les risques possibles de ces objets dans le futur.

Argumenter en 5/6 lignes.

VIDÉO – Faut-il se méfier des objets connectés ?

https://www.lci.fr/high-tech/video-faut-il-se-mefier-des-objets-connectes-cameras-enceintes-ecran-2085463.html


Découverte MBOT objets connectés

Robot éducatif mBot :

https://www.youtube.com/watch?v=3KtjVWJxSxE&feature=youtu.be

Découverte actionneurs et capteurs de mBot : a voir

https://youtu.be/dXkvasY49Vw

mbot tester les capteurs en direct :

https://www.youtube.com/watch?v=H_KA1Z9Pf1g&feature=youtu.be

mBot : Résolution d’un problème avec mblock (scratch).cycle4

test avancer / reculer

 

 

correction :

corrigé descriptif_robot_mbot

corrigé solution techn du robot

corrigé collage chaine info du robot

monter mbot : https://youtu.be/deDVwbVJxeg

 

assemblage et premiers test du robot Mbot MAKEBLOK final

Cette vidéo détaille comment est constitué matériellement le robot mBot de Makebloc.

https://www.youtube.com/watch?v=dXkvasY49Vw&feature=youtu.be

https://youtu.be/dXkvasY49Vw

Maintenant quelques tests du robot et des algorithmes ..

ACTIVITE

mbot-ressource-numero-1

mbot-ressource-numero-2

mbot-ressource-numero-3

mbot-ressource-numero-4

mbot-ressource-numero-5

 

Dossier-pratique-Programmer-mBot–1

CORRECTION : voir prof

un exemple de défi :

quelques tests :

http://thalesm.hmalherbe.fr/gestclasse/documents/seconde/2016-2017/ICN/Site_Robot_mbot/Mbot_a3.html

http://sti.ac-bordeaux.fr/techno/coder/mbot/4_faire_avancer_le_robot.html

http://sti.ac-bordeaux.fr/techno/coder/mbot/5_suivre_une_ligne.html

http://thalesm.hmalherbe.fr/gestclasse/documents/seconde/2016-2017/ICN/Site_Robot_mbot/Mbot_a3.html

simulateur mbot a tester à la maison

https://youtu.be/GeDc641_Yas

Ce simulateur, très simple à utiliser permet de tester vos programmes mBlock dans un environnement réaliste.

https://www.iraifrance.com/mbot-simulator-simulateur-mbot pour télécharger en version essai

Cette vidéo montre comment télécharger, installer et commencer à utiliser le simulateur mBot. Cest un bon point de départ si vous voulez essayer ou commencer à utiliser ce logiciel.

mBot Simulator – « Tester manuellement » :

https://www.youtube.com/watch?v=_To2DIR1kUQ&feature=youtu.be

mBot Simulator – Défi n°1 (facile)

mBot Simulator – Défi n° 2 (facile)

Fiche connaissance FC –