ÉduSCOL - MPI/Progression MPI

Progression A

Cette progression pourrait s'intituler "du capteur au logiciel". Elle a pour objectif l'étude du fonctionnement des chaînes de mesure. Progressivement, l'élève est amené à utiliser de façon autonome un tableur et un traitement de textes. La prise en main de l'ordinateur en début d'année ne fait pas l'objet d'un développement particulier. Petit à petit, la chaîne de mesures est construite.

Le tableau est scindé en deux parties afin de distinguer les 20 % qui concernent la partie thématique. Le nombre d'heures proposées pour le tronc commun est volontairement inférieur à 72 heures pour permettre de jalonner cette progression d'acquisitions de mesures diverses et variées, soit en relation avec le tronc commun de seconde, soit à caractère interdisciplinaire.
Chaque activité ou TP a une durée de 3 heures.

Tronc commun (environ 72 heures)

Activité proposée	Document	Travail rendu et évalué
Présentation de MPI. Découverte du matériel et de la chaîne de mesure appliquée à la température. 3 h	Un ordinateur comme thermomètre
A travers des publicités rassemblées par les élèves, la notion de configuration et donc d'architecture de l'ordinateur est abordée. Comprendre son architecture. Connaître la configuration d’un ordinateur. Prise en main de l’ordinateur. Sauvegarder son travail Mettre en forme un document. Naviguer sur le réseau interne. Arborescence. Réalisation d'un compte rendu (utilisation d'un traitement de texte ou d'un éditeur HTML). Pas d'apprentissage du langage informatique par les élèves. 6 h	Architecture de l'ordinateur Cours débutant HTML, les règles communes
Découverte d'une chaîne de mesure. Étude d'un capteur de température. Initiation au tableur. Introduction à la chaîne de mesure. 3 h	Étude d'une CTN	ctn1.xls ctn.rw3
Recherche d'un modèle R= f(q) pour la CTN. Utilisation du tableur. Suite de l’étude d'un capteur de température. Initiation au tableur. Introduction à la chaîne de mesures. Rechercher un modèle mathématique. Validité du modèle. 3 h	Étude du capteur	ctn2.xls
Réalisation d'une feuille de calculs utilisant le modèle R=f(q). La chaîne de mesure est simulée. Vérifier les acquis du collège en électrocinétique. Initiation au tableur : Réaliser une feuille de calculs. Dans la chaîne de mesure : rôle de l’adaptateur. 6 h	Étude de l'adaptateur	ctn3.xls bilan.htm des trois séances
Méthodologie de la mesure dispersion, valeur moyenne et incertitude. Notion de dispersion, de valeur moyenne et d’erreur sur la mesure. Importance du protocole opératoire. 3 h	Étude de mesures	mesures.xls
Comment l'ordinateur communique-t-il avec le monde extérieur ? Une première approche du langage binaire. La transmission des signaux binaires. La logique de communication. Notion de protocole. Utilisation de l'oscilloscope. 3 h	Jouer avec le port imprimante	animation
La numération de position. Histoire et algorithme de conversion. Conversions décimal/ binaire/hexadécimal. Présentation de l'octet. Recherche documentaire sur Internet. 3 h	Historique de la numération Le binaire
Les lois élémentaires de l'électricité par la pratique. Le matériel électronique. Utilisation d'une platine d'essais. Réaliser un circuit simple à partir de son schéma. Déduire son fonctionnement et définir les « étages » qui le composent. Par analyse des potentiels et intensités, rappeler certaines lois de l’électrocinétique. 3 h	Des outils et des lois
Capteur et tension. Le pont diviseur. Étude du potentiomètre. Le capteur de position. Usage du pendule. 3 h	Le pont diviseur, montage potentiométrique et capteur de position
Réalisation d'une échelle de tension. Réalisation d’une échelle de tensions. Évaluer une tension inconnue par comparaison à cette échelle. Discussion sur le « Pas de la comparaison ». 3 h	Échelle de tensions – La comparaison
Étude de la conversion Analogique/Numérique. Réaliser le premier étage du CAN à partir du schéma : Évaluation individuelle. Déduire de son fonctionnement les « états » de sortie du CAN. Pour chaque état, donner un encadrement de la tension mesurée. 3 h	Réalisation d'un voltmètre à lecture visuelle	can.gif
Acquisition d'une tension variables. Échantillonnage et nombre de bits du convertisseur. Notion d'échantillonnage. Utilisation de l'oscilloscope pour régler une sortie de GBF. Acquisition de données multipages. Traitements. Regard critique et limite de l'acquisition. 6 h	Étude de la fréquence d'échantillonnage Orfnum Échantillonnage et nombre de bits du convertisseur
Un thermomètre à capteur linéaire, rôle de l'adaptateur. Étude d’un capteur linéaire. Étude et réalisation d’un adaptateur (AO en régime linéaire). 6 h	Le capteur linéaire et son adaptateur
Étude de la conversion Analogique/Numérique. Étude des portes logiques Étude du CAN Initiation à la logique binaire. 3 h	Comment passer de l'analogique au numérique ?
Synthèse : Utilisation du CAN, acquisition d'une tension. Réinvestir les connaissances. Initiation au fonctionnement des appareils numériques. Utilisation de l'oscilloscope 3 h	Réalisation d'une chaîne de mesures
Évaluation 3 h	Évaluation

Partie thématique

Tous les thèmes proposés ne pouvant être traités, il conviendra de faire un choix parmi eux, pour une durée d'enseignement d'environ 18 heures.

Titre de la séance	Activité ou TP	Programme	Document
Étude d'une photodiode 9h	Utilisation d’une photodiode (BPW 34) Réalisation d’une chaîne de mesure Réalisation d’un compte rendu html	Prolongement de la partie commune	Réalisation d'un colorimètre
Étude d’une chaîne pH-métrique 9h	Étude et réalisation d’un adaptateur Mise en œuvre d’un AO en régime linéaire. Réalisation d’une chaîne de mesure	Prolongement de la partie commune Micro préparation aux TPE	Réalisation d'un pHmètre
Bilan matière automatisé d'un équation chimique 3h	Notions de base sur le tableur Utilisations des instructions conditionnelles. Prise en charge d'une problématique à automatiser	Notions de programmation dans un tableur. Intégration du bilan molaire du tronc commun	Réalisation d'une feuille de calcul niveau 1
Addition binaire 3h	Table de vérité Principe du demi-additionneur L'additionneur sur 3 bits Utilisation d'un simulateur électronique simulation	Portes logiques Principe de l’additionneur Simulation Rappel sur le binaire	Les portes logiques pourquoi faire ? Étude du demi-additionneur et additionneur
L'acquisition en réseau 12h	Des mesures par acquisition Manipulation tronc commun Mesurons ensemble Le réseau La notion client/serveur	Limites d'utilisation d'un capteur Utilisation de capteurs en relation avec les mesures ou dispositifs mis en œuvre dans les différentes disciplines: physique, chimie. Résolution	Étude quantitative de période d'un pendule en fonction de sa longueur Distillation fractionnée
Les portes logiques 3h	Présentation des portes logiques Fonctionnarisation d'un composant Utilisation d'un tableur, fonctionnarisation logiciel	Usage d'un tableur pour programme Dualité matériel/logiciel pour une même fonction Évolution de la logique programmé Utilisation de l'aide en ligne Fonction de fonction	Les portes logiques à travers un tableur

Document proposé par le groupe d'experts de Physique Chimie
Direction générale de l'Enseignement scolaire - Publié le 01 juillet 2001
© Ministère de l'Éducation nationale

Progression A

Tronc commun (environ 72 heures)

Activité proposée

Document

Travail rendu et évalué

Partie thématique

Titre de la séance

Activité ou TP

Programme

Document