Séminaire académique 2016 - Formation J5 - Centrale d'alarme

 Le groupe ressource académique vous propose.

Adaptation d’une séquence préexistante

Niveau proposé : 4ème

Nombre de séances : 7

Démarche d’investigation

Fonctions et fonctionnement des capteurs

 

Source de cette séquence de cours : Collège d'appui du Ruissatel à Marseille.Voir film ici :

http://www.techno.ac-aix-marseille.fr/spip/spip.php?article298

Séance 1 :

 Découverte d'une centrale d'alarme

Démarche d'investigation

Vidéo « alarme2.wvm » où 2 personnes entrent par effraction dans une maison en ouvrant au pied de biche, au rez de chaussée, les volets puis la fenêtre. Une alarme se déclenche.

 Question : comment avertir quand des voleurs entrent par effraction dans la maison par une fenêtre ? »

 Amener les élèves à proposer une détection d'ouverture de la fenêtre.

 Démo : une alarme d'ouverture de porte autonome est fixée sur la porte de la réserve.

 Fournisseur : Technologie Services

 Lorqu'on ouvre la porte, elle sonne, lorsqu'on la referme, la sonnerie s'arrête.

 Faire constater les limites du système : le voleur peut désactiver facilement l'alarme en actionnant l'interrupteur sur le boîtier, la sonnerie est locale.

Problématique 1 : Est-ce que ce système est suffisant ? Comment améliorer le système ?

Les élèves proposent des pistes : sirène extérieure, centrale éloignée de la porte, pas d'accès à un interrupteur pour désactiver etc …

Montrer une des centrales d'alarmes que l'on va étudier la prochaine fois, ou la projeter au tableau (fournisseur Technologie Services).

Demander aux élèves : Quelles questions peut-on se poser ? Faire émerger des questions productives, les faire reformuler, s'assurer de la compréhension du problème par les élèves.

Problématique : Qui fait quoi dans ce système  ?

Début de réflexion, les élèves réfléchissent individuellement et notent leurs hypothèses sur la fiche 4SEC1-E1, « Découverte d'une centrale d'alarme ».

Ils proposent également des procédures de vérification de leurs hypothèses.

Confrontations dans l'équipe des hypothèses émises.

Il est fréquent que cette séance déborde sur la suivante, pour certaines équipes.

Séance 2 :

 Problématique : Qui fait quoi dans ce système ?

Bien expliquer que la sonnerie a été désactivée, et indiquer comment visualiser que l'on est en alarme (voyants).

Chaque équipe de 4 ou 5 élèves manipule une centrale d'alarme (les alarmes sonores ont été désactivées par programmation du panneau de contrôle – voir dossiers techniques).

Ils vérifient leurs hypothèses et en rendent compte sur la fiche 4SEC1-E2.

Le professeur circule et relance l'activité des élèves.

Résultat attendu : toute représentation (texte, croquis, tableaux, permettant d'identifier le rôle des éléments constituant l'alarme ainsi qu'une explication du fonctionnement général du système.

Les différents membres de l'équipe échangent les résultats de leurs investigations, en argumentant, et les notent sous forme de schéma.

Construction commune de la synthèse de la séance, inscription sur la fiche 4SEC1-E2.

Travail ramassé et noté, pour motiver les élèves, ce qui est assez efficace avec des classe de 4ème. La note ne prend pas en compte la véracité des résultats, puisqu'il s'agit d'investigations, mais l'avancement du travail, et le soin apporté.

Il arrive que cette séance ne soit pas finie à la fin de l'heure et déborde sur la séance suivante.

Séance 3 à 5 :

 Comment fonctionnent les détecteurs ?

Question à la classe : quelles autres questions peut-on se poser ? Aller vers « comment ça marche? ».

Problématique : comment sont acquises et transmises les informations ?

Les élèves émettent des hypothèses sur le fonctionnement de certains éléments de la centrale, proposent puis exécutent les manipulations adéquates. Ils notent les résultats obtenus sur les fiches 4SEC1-E3 et E4 .

L'objectif est la découverte des différents signaux et de leurs modes de transmission.

Chaque îlot de 4 ou 5 élèves manipule une centrale d'alarme (si besoin) et surtout un kit de découverte (boîte à manips 4ème).

Détail des différents éléments à tester :

Passer au tableau avec vidéo-projecteur les éléments ouverts pour voir l'intérieur, à défaut de faire circuler les éléments ouverts.

Dessiner au tableau le symbole électrique d'un BP.

• découverte BP (télécommande) et clavier : manip de mise en circuit d'un BP avec une lampe, découvrir les BP sur la télécommande, extrapoler sur le fonctionnement du clavier.

• étude du détecteur d'ouverture : sur la centrale d'abord, émission d'une hypothèse, vérification de l'hypothèse en mettant une ampoule ILS en circuit avec une lampe. Observation avec une loupe.Dessiner au tableau le symbole électrique d'un ILS. Un en plus éventuel : Animation sur les ILS sur ordi (lecteur techno) ou ici http://sitelec.org/flash/ils.htm .

• Étude du capteur de mouvement, sur la centrale, puis doc + animation « Les détecteurs » sur l'ordi (http://www.stielec.ac-aix-marseille.fr/cours/hu/detecteurs.htm). En observant les animations, trouver le type de capteur correspondant au détecteur de présence, et dessiner ses 2 états (au repos, et actif). Pour mieux comprendre, « Les détecteurs infrarouges » : http://doumai.pagesperso-orange.fr/IMES/Intrusion/Les%20capteurs/Les%20d%E9tecteur%20IR.htm .
  Ces fichiers sont installés sur le lecteur techno (sur serveur).

  Manip possible : un montage avec une led réceptrice infra rouge et une émettrice (plus complexe car nécessite d'inclure des résistances, donc petits circuits imprimés à faire par le prof ou commander chez nos fournisseurs).

NB : vérifier si les professeurs de physique-chimie ont vu en 5ème les schémas structurels des circuits électriques de base, comme c'était le cas avant la réforme 2016.

En fin de séance, les élèves restituent leurs résultats.

Synthèse à faire avec le professeur au tableau: les différents détecteurs + types (et formes?) des signaux correspondants.

Séance 6 :

Centrale d'alarme : structuration de connaissances

Prof au tableau, élèves en face

Par questions-réponses, formaliser, faire compléter la fiche « 4SEC1-E5 Centrale d'alarme : connaissances ».

Structuration de connaissances, surligner les termes importants.

A apprendre pour la prochaine séance (contrôle).

Séance 7 :

Evaluation :

Durée : lecture ensemble 5 minutes + évaluation 15 minutes.

Fiche « 4SEC1-E6 Centrale d'alarme Évaluation »

Puis introduction à la séquence suivante.

A télécharger :

• Le dossier technique
• Les photos et vidéos à projeter
• Les ressources élèves
• Des travaux d'élèves
• Les 7 seances : fiches consignes
• L'évaluation
• la fiche professeur
• Les corrections

Merci Louisette !