Système AGRITEC, enseignement de la physique appliquée
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BTS Systèmes Electroniques PHYSIQUE APPLIQUEE Exemple de séquence d’enseignement Système : "Mesure de maturité" AGROTEC Valérie MONTURET - Lycée Pape Clément - PESSAC 1 UN SYSTEME UN PROBLEME Un système : L’appareil de mesure de maturité Un problème technologique : Mesure du taux de sucre et du taux d’acidité Mesure du taux d’humidité Un problème scientifique : Mesure de la température Mesure du courant Mesure du déphasage courant / tension 2 Séquence type : PHASE 1 Activité 1 : Description des phénomènes physiques (acidité, taux de sucre…) Présentation du problème scientifique Elaboration de solutions fonctionnelles (capteur de température, amplificateur…) Présentation du système : caractéristiques de fonctionnement (tension sinusoïdale : 2 à 5 V, 100 Hz; lecture des données sur afficheur…), contraintes (tensions de décalage des A.O…), schéma fonctionnel... 3 Séquence type : PHASE 1 Activité 2 : TP - Cours sur le système didactisé Observation des signaux Identification des fonctions Analyse de la chaîne de transmission B4 Systèmes de traitement analogique du signal (p82) 4 Séquence type : PHASE 1 Activités suivantes : Cours / TD / TP / TP-Cours portant sur 1 ou plusieurs fonctions 5 structures différentes 5 choix possibles Sélection d’une ou plusieurs structures, en fonction de la progression et de la difficulté Plusieurs combinaisons possibles 5 Séquence type : PHASE 1 Choix 1 : Capteur de température (sonde thermique Pt 100) A1 Acquisition d’une grandeur physique (p75) 6 Séquence type : PHASE 1 Choix 2 : Amplificateur d’instrumentation Amplificateurs de petits signaux B1 à large bande passante (p79) + Outils Modélisation des composants en fonctionnement linéaire (p94) 7 Séquence type : PHASE 1 Choix 3 : Filtre passe-bas (cellules RC du 1er ordre) B2 + Outils Filtrage passe-bas analogique (p80) Représentation complexe des signaux sinusoïdaux (p91) 8 Séquence type : PHASE 1 Choix 4 : Multiplexeur C3 Fonction multiplexage (p83) Choix 5 : CAN C1 Convertisseurs analogique numérique (p83) 9 Séquence type : PHASE 1 Activité : Synthèse Situation de la (ou des) fonctions étudiées dans le contexte du système (choix des structures selon les contraintes du système) Formalisation des savoirs essentiels Présentation des activités d’approfondissement 10 Séquence type : PHASE 2 Activités d’approfondissement : Cours / TD / TP / TP-Cours portant sur d’autres structures associées à la (aux) fonction(s) étudiée(s) en appui sur des systèmes présents ou non En fonction des choix effectués 11 Séquence type : PHASE 2 Si choix 2 : Amplificateur d’instrumentation B1 Amplification (p79) Amplificateurs de puissance 12 Séquence type : PHASE 2 Si choix 3 : Filtre passe-bas (1er ordre) B2 Filtrage analogique passe-haut, passe-bande, coupe-bande (p80) Réponse harmonique OU Réponse indicielle 13 Séquence type : PHASE 2 Si choix 5 : CAN C1 Chaîne de traitement numérique du signal (p83) Convertisseur numérique analogique 14 Séquence type : PHASE 2 Activité : Synthèse générale Mise en évidence des différentes structures associées à une même fonction (structures étudiées antérieurement) Formalisation des connaissances en vue de l’évaluation Activité : Evaluation Evaluation théorique Evaluation expérimentale 15 Conclusion Système : "Mesure de maturité" Nombre de fonctions limité Fonctions incluses dans : Partie A : L’acquisition et la restitution de l’information Partie B : Le traitement analogique du signal Partie C : Le traitement numérique du signal et de l’information Niveau de difficulté différent selon les fonctions Système exploitable en début de formation 16 Schéma fonctionnel Capteur électrique Amplificateur d’instrumentation Redresseur double alternance Filtre passe-bas I Capteur thermique Amplificateur d’instrumentation T Filtre Multiplexeur passe-bas CAN Partie A j Partie B Partie C Non traité Comparateur CPLD µC 17
