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Fiche de séquence "Action, paramétrage et caractérisation d'un filtre dans un s

Fiche de séquence "Action, paramétrage et caractérisation d'un filtre dans un système" 1. Objectifs de formation et compétences attendues : O7 - Imaginer une solution, répondre à un besoin CO7.sin1. Décoder la notice technique d’un système, vérifier la conformité du fonctionnement CO7.sin2. Décoder le cahier des charges fonctionnel décrivant le besoin exprimé, identifier la fonction définie par un besoin exprimé, faire des mesures pour caractériser cette fonction et conclure sur sa conformité CO7.sin3. Exprimer le principe de fonctionnement d’un système à partir des diagrammes SysML pertinents. Repérer les constituants de la chaîne d’énergie et d’information O8 – Valider des solutions techniques CO8.sin1. Rechercher et choisir une solution logicielle ou matérielle au regard de la définition d'un système CO8.sin2. Ėtablir pour une fonction précédemment identifiée, un modèle de comportement à partir de mesures faites sur le système CO8.sin3. Traduire sous forme graphique l’architecture de la chaîne d’information identifiée pour un système et définir les paramètres d’utilisation du simulateur CO8.sin4. Identifier les variables simulées et mesurées sur un système pour valider le choix d’une solution. O9 – Gérer la vie d’un système CO9.sin1. Utiliser les outils adaptés pour planifier un projet (diagramme de Gantt, chemin critique, données économiques, réunions de projet) CO9.sin2. Installer, configurer et instrumenter un système réel. Mettre en œuvre la chaîne d’acquisition puis acquérir, traiter, transmettre et restituer l’information. CO9.sin3. Rechercher des évolutions de constituants dans le cadre d’une démarche de veille technologique, analyser la structure d'un système pour intervenir sur les constituants dans le cadre d'une opération de maintenance CO9.sin4. Rechercher et choisir de nouveaux constituants d’un système (ou d’un projet finalisé) au regard d’évolutions technologiques, socioéconomiques spécifiées dans un cahier des charges. Organiser le projet permettant de « maquettiser » la solution choisie 2. Savoirs : Maquettage des solutions constructives Objectif général de formation : définir et valider une solution par simulation. Établir un modèle de comportement adapté. Définir l’architecture de la chaîne d’information, les paramètres et les variables associés à la simulation. L'élève recherche et choisit une solution logicielle ou matérielle au regard de la définition d'un système, d'une documentation technique, d'une norme. Il identifie les caractéristiques d'un constituant pour valider un choix. Il s’approprie un modèle de comportement qui lui est proposé et utilise une chaîne de conception numérique. Il simule les solutions fonctionnelles pour valider les différents comportements et faire des choix technologiques qui permettront ensuite de simuler le comportement réel avant implémentation. 2.3 Modélisations et simulations ETC 1re /T Tax Commentaires Modèle de comportement fréquentiel relatif à la fonction filtrage (bande- passante, fréquence de coupure) M1 1re /T 3 La phase n’est pas exploitée. Architecture de la chaîne d’information et paramétrage du simulateur 1re /T 2 On se limite aux paramétrages classiques de la chaîne d’information (bande passante, conditionnement des données, fréquence d’échantillonnage). Simulations et analyses des résultats 1re /T 2 Identification des variables simulées et mesurées sur le système pour valider le choix d’une solution 1re /T 2 1 Fiche séquence filtrage. STI2D- SIN. LP 2015 1 Thème majeur de référence : Traitement du son Matériel/logiciels/documents ressources/systèmes : docs ressources : filtrage labview+NI myDAQ+applicatons labview guitare et pression, 2 guitares, 2 capteurs MPX5100AP, 4 tablettes tactiles androïd+ application guitare. 3. Organisation de la séquence (9h environ) Etapes Activités Commentaire Durée 1. Mise en situation Présentation du professeur prenant appui sur :  le document ressource étudié (page 1 et 2): - Le filtrage dans le traitement du son - Le filtrage dans le traitement d'un signal issu d'un capteur.  une situation déclenchante (Percevons nous tous les sons de la même manière ?) "Lancement" de deux activités : - activité son pour les groupes projet "instrumentation de vol"; - activité "captage" pour les groupes projet "radar de tir". 5' 2. Activités 1 et 2 Les élèves travaillent par groupe de 3 à 4 élèves et mènent de front les deux activités présentées précédemment. Le professeur intervient pour éventuellement orienter des solutions (selon le contexte...) 2h30' 3. Activités 1 et 2 (élaboration de documents) Toujours dans le cadre de ces activités, les élèves préparent les documents de restitution. Six diapositives max pour une présentation de 10'. Chaque élève traite d'un sujet en particulier (points clefs des activités) 30' 4. Exposés Exposés effectués par deux groupes sur les quatre. Le professeur assiste aux exposés et note les points pertinents ainsi que ceux qui ont besoin d'être explicités/étayés/corrigés. Il intervient si nécessaire afin de provoquer des échanges. 45' 5. Synthèse Synthèse : - Pourquoi le filtrage, dans quel contexte ? - action d'un filtre ; - bande passante et ordre ; - fréquence de coupure à -3dB. - Application à l'ADSL (document ressource séquence précédente "représentation temporelle et fréquentielle du signal" dernière page) Le professeur s'appuie sur les présentations déjà effectuées afin de donner du sens à la synthèse. 1h 6. Activité n°3 Activité n°3. Activité "d'opérationnalisation des savoirs" - Choix et caractéristique d'un filtre - exploitant un VI labView. Tous les groupes mènent la même activité. Le professeur intervient pour valider les explications formulées par les élèves. 2h 7. Activité n°4 Activité "d'opérationnalisation des savoirs" conclue par l'analyse de la simulation de la chaîne vent du store somfy (VI LabView). Tous les groupes mènent la même activité. Le professeur intervient pour valider les explications formulées par les élèves. 2h 8. Evaluation (filtre ADSL ). 1h Fiche séquence filtrage. STI2D- SIN. LP 2015 2 4. Fiches activités 1 à 4 Activité 1 Formulation du problème général Comment exploiter la partie utile du signal d'un capteur de pression afin d'améliorer la précision de l'affichage d'un altimètre. Compétences attendues (spécialité) et items du programme CO7.sin 2. Décoder le cahier des charges fonctionnel décrivant le besoin exprimé, identifier la fonction définie par un besoin exprimé, faire des mesures pour caractériser cette fonction et conclure sur sa conformité CO8.sin 1. Rechercher et choisir une solution logicielle ou matérielle au regard de la définition d'un système CO8 sin 4. Identifier les variables simulées et mesurées sur un système pour valider le choix d’une solution. CO9.sin 2. Installer, configurer et instrumenter un système réel. Mettre en œuvre la chaîne d’acquisition puis acquérir, traiter, transmettre et restituer l’information. 2.3 Modélisations et simulations Intention Mettre en évidence l'action d'un filtre passe bas et identifier ses caractéristiques. Démarche Investigation / Résolution de problème Type d’activité Etude de dossier Recherche documentaire Expérimentation Projet Durée 3h Forme de travail Equipe de 3-4 élèves On donne On demande Le document ressource concernant le filtrage (lu au préalable). Le logiciel labview avec deux VI (simulation et exploitation réelle d'un capteur) et une carte d'acquisition. D’effectuer des relevés de simulations afin de mettre en évidence les problèmes liés à l'exploitation brute du signal issu d'un capteur. De proposer, une solution permettant de résoudre le problème (filtrage passe bas attendu) D'effectuer des mesures permettant de caractériser (amplification, bande passante, ordre, fréquence de coupure) le filtre passe bas employé ainsi que son action dans la chaîne de traitement de l'information. De mettre en oeuvre un capteur réel et de vérifier la performance de la solution évoquée. De réaliser un diaporama (six diapositives) exposant les points clefs suivants :  La problématique découverte dans l'activité ;  le moyen de résoudre le problème ;  l'action d'un filtre passe bas ;  l'atténuation pour la fréquence de coupure et pour des fréquences inférieures et supérieures à la fréquence de coupure ;  l'ordre d'un filtre, sa bande passante et la pente en dB/décade ;  analyse des résultats trouvés, paramétrage du VI (QNH, compensation d'erreur du capteur) et conclusion par rapport aux attentes. Fiche séquence filtrage. STI2D- SIN. LP 2015 3 Activité 2 Formulation du problème général Comment modifier/corriger la perception du son ? Comment détecter la hauteur des notes émises par une guitare afin de réaliser un dispositif d'aide à l'accordage ? Compétences attendues (spécialité) et items du programme CO7.sin 2. Décoder le cahier des charges fonctionnel décrivant le besoin exprimé, identifier la fonction définie par un besoin exprimé, faire des mesures pour caractériser cette fonction et conclure sur sa conformité CO8.sin 1. Rechercher et choisir une solution logicielle ou matérielle au regard de la définition d'un système CO8 sin 4. Identifier les variables simulées et mesurées sur un système pour valider le choix d’une solution. CO9.sin 2. Installer, configurer et instrumenter un système réel. Mettre en œuvre la chaîne d’acquisition puis acquérir, traiter, transmettre et restituer l’information. 2.3 Modélisations et simulations Intention Mettre en évidence l'action d'un filtre passe bas et identifier ses caractéristiques. Démarche Investigation / Résolution de problème Type d’activité Etude de dossier Recherche documentaire Expérimentation Projet Durée 3h Forme de travail Equipe de 3-4 élèves On donne On demande Le document ressource concernant le filtrage (lu au préalable). tablette tactile avec application "guitare". Le logiciel labview avec deux VI (simulation et exploitation réelle du signal issu d'une guitare) et une carte d'acquisition. D’effectuer des relevés de simulations afin de mettre en évidence l'effet d'un filtrage sur le ressenti acoustique. d'analyser le signal issu d'un microphone de guitare et de commenter celui-ci au regard de son analyse spectrale uploads/Management/ fiche-de-sequence-filtrage 1 .pdf