EXEMPLE DE PROJETS STI2D Systèmes Information et Numérique

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1 EEMPLE DE PROJETS STI2D Systèmes Information et Numérique Un générateur d empathie gravitationnelle Sahed YAHI

2 PROJETS STI2D SIN Un générateur d empathie gravitationnelle

3 Mise en situation, Cahier des charges du système, Expression du besoin et Principe de fonctionnement La mise en situation : Le cahier des charges: fonctionnel - spécifications Fonctionnel: Diagramme d exigences Spécialité SIN : Le diagramme SysML CO7.2: Décoder le cahier des charges fonctionnel (R1) Spécification: Diagramme BDD CO7.2-1 : Les diagrammes SysML sont bien interprétés. (R1) Principe de fonctionnement: CO7.3: Exprimer le principe de fonctionnement d un système à partir des diagrammes SysML pertinents. (R1) CO6.2: Décrire le fonctionnement et/ou l exploitation d un système en utilisant l outil de description le plus pertinent. (OT)

4 Partenariat: Anis Gras Séminaire Académique STI2D Suggestions opérationnelles A12 R28 Servo Moteur Encodeur Motor shield Extrait CdC: Précision 1cm Matrice : Test: 2x2 Proto: 4x4 Faisabilité: 8x8 Distance interpoints = 25cm Depl: 0,5m/s Mvts des poids indépendants H = 50cm à 350cm 1,75m x1,75m x 1,75m RS485 shield Trame reçu contenant les paramètres de commande des moteurs: Position Vitesse Commande servomoteurs en: Position Vitesse Accél. / Décéléra. Model de conception Matlab/Simulink et/ou langage C Arduino Mega Arduino Nano

5 Dead Newton: Générateur d empathie gravitationnelle Un artiste souhaite améliorer les fonctionnalités d un système artistique automatisé, générateur d empathie, par des éléments en gravitation.

6 Spectacle artistique dynamique. Susciter une émotion chez le spectateur. Minimiser les coûts de développement et de fabrication. Prototypage bas coût. Être performant sur les appels d offres. Réalisation d'un système artistique automatisé, modulaire, robuste, économique, ergonomique et adaptatif à son environnement architectural. Système modulaires (électronique, mécanique). Dispositif adaptable à toutes les infrastructures intérieures et extérieures (Musée, salle de spectacle, ).

7 - Étude de faisabilité avec réalisation d un démonstrateur : - Analyse fonctionnelle du système. - Justificatif des solutions structurelles retenues (Test unitaires des sous-ensembles, simulations, validation des performances). - Simulation de conception, Prototypage des solutions retenues. - Protocoles de tests, évaluations des écarts réel-modèle- Prototype. Culturel, Exposition: Anis Gras Arcueil Artiste: Laurent Channel Aucune.

8 Doit piloter un motoréducteur encodeur afin de positionner le poids à la bonne hauteur en fonction d'une trame contenant le paramètre de positionnement, en respectant la précision du CdC. Doit piloter un motoréducteur encodeur afin de décélérer le poids à 2 cm de son point d'arrêt. Le calcul de la décélération doit s'effectuer par calcul numérique à partir de la vitesse de déplacement contenu dans la trame de cmde. Doit concevoir un système de commande d'envoie des trames de commande aux µc pilotant les moteurs via une liaison sérielle, afin de réaliser une matrice de commande (2x2), compatible avec le temps de rafraichissement des commandes des actionneurs. Doit étudier la compatibilité de la commande avec une matrice (4x4) demandée par le CdC. Doit concevoir un système d'amélioration du système existant défectueux en mettant en œuvre les servomoteurs R28 afin de recueillir l'information de position compatible avec celui des motoréducteurs encodeurs. Doit concevoir un système permettant de faire une initialisation des actionneurs Up-Down des poids, afin de mesurer la hauteur de 1,75m servant de dynamique de mouvement des poids et partager cette dynamique en 128 pas constituant la résolution de déplacement de chaque poids.

9 Conception Préliminaire et détaillée Personnalisation des tâches Phase R1 Taches attribuées aux élèves en relation avec les compétences évaluées E1 E2 E3 E4 E5 R1 R2 OT Etudier le CdC et exprimer des points contraignants de la commande en position d'un motoreducteur_encodeur Etudier le CdC et exprimer des points contraignants sur la commande en décélération d'un motoreducteur_encodeur Etudier le CdC et exprimer des points contraignants sur l'envoi des trames de commande aux microcontroleurs Etudier le CdC et exprimer des points contraignants sur la modification du système d'encodage sur le servomoteur existant (R28) Etudier le CdC et exprimer des points contraignants sur l'ajout de la nouvelle fonctionnalité d'adaptation architecturale Situer sa problèmatique au sein du système et de l'équipe à l'aide de diagrammes Identifier les écarts du système existant par rapport au CdC CO7.2 CO7.1 CO7.1 CO9.1 CO7.1 CO9.1 CO7.1 CO9.1 CO7.1 CO9.1 CO7.1 CO9.1 Compétences à évaluées obligatoirement en Revue de projet n 1 (R1) Exprimer le principe de fonctionnement du système Dead Newton en utilisant les diagrammes SysML et en repérant les éléments de la chaîne d'information et d'énergie Proposer une solution fonctionnelle et durable de la solution envisagée CO7.3 CO6.1 CO6.2 CO7.2 CO1.1 CO1.2 Comparer et sélectionner les éléments et modules participant à la solution structurelle en tenant compte des impacts environnementaux Effectuer des tests unitaires pour valider les performances des éléments sélectionnés CO8.1 CO2.2 CO7.1 CO7.2 La revue de projet se fait au fil de l eau. Dates de début de phase ou de revues Effectuer des tests unitaires pour valider les performances de précision d'un motoreducteur au regard du CdC Effectuer des tests unitaires pour valider les performances couple et décélération d'un motoreducteur au regard du CdC Effectuer des tests unitaires pour valider les performances de vitesse de transmission-reception des trames de commande Effectuer des tests unitaires pour valider les performances de servomoteur modifié Effectuer des tests unitaires pour valider les performances d'adaptation de la dynamique de mvt des poids Consigner les résultats des tests et comparer au CdC afin de justifier leur participation à la solution constructive Etablir la chaine d'information des éléments et sous-ensemble afin de réaliser la conception structurelle Etablir un modèle de conception numérique permettant de recevoir la position du poids Etablir un modèle de conception numérique permettant de décélérer à partir d'un information vitesse Etablir un modèle de conception numérique permettant de mettre en œuvre un bus de communication série multi noeuds Etablir un modèle de conception numérique permettant de mettre en œuvre un encodeur compatible avec la géométrie du R28 CO7.1 CO7.2 CO7.1 CO7.2 CO7.1 CO7.2 CO7.1 CO7.2 CO7.1 CO7.2 CO7.1 CO7.3 CO8.3 C02.1 CO8.1 CO8.1 CO8.1 CO8.1 Compétences de la revue 2 et de l OT initiées durant la phase n 1 mais non évaluées Etablir un modèle de conception numérique permettant de recueillir les valeurs min et max des positions d'un encodeur afin de mesurer la dynamique des 1,60m Effectuer les tests, mesures et simulation sur les solutions retenues afin de démontrer les performances du système répondant à la problèmatique individuelle Plannifier l'organisation des taches pour les phases de réalisation et de prototypage CO8.1 CO8.4 CO9.1 Fin de l évaluation en Revue 1

10 Maquettage prototypage Test et validation Phase R2 Taches attribuées aux élèves en relation avec les compétences évaluées E1 E2 E3 E4 E5 R1 R2 OT Elaborer le modèle de conception logiciel complet permettant de positionner le poids à la bonne hauteur à partir d'une trame contenant le paramètre de position Elaborer le modèle de conception logiciel complet (µc+moteur+encodeur) permettant de décélérer le poids à 2cm de son point d'arrêt à partir de la trame contenant le paramètre vitesse Elaborer le modèle de conception logiciel complet (µc maitre+ µc exclaves) permettant de transmettre les trames de commande sur un bus multi-nœud série Elaborer le modèle de conception logiciel complet permettant de positionner le poids à la bonne hauteur à partir d'une trame contenant le paramètre de position en validant la structure modificatrice permettant de recueillir l'information de position Elaborer le modèle de conception logiciel complet permettant de déterminer les valeurs min et max possible des poids à partir d'un encodeur afin de s'adapter à tout type d'architecture de salle ou de lieux d'expositions CO8.4 CO8.4 CO8.4 CO8.4 CO8.4 Etablir les plans de prototypage et les modèles de conceptions numériques CO9.4 Compétences à évaluées obligatoirement en Revue de projet n 2 (R2) La revue de projet se fait au fil de l eau. Dates de début de phase ou de revues Réaliser l'intégration des sous-ensembles matériel-logiciel participant à la solution structurelle retenue Plannifier l'organisation des taches pour les phases de tests Effectuer les tests préliminaires d'intégration Elaborer l'architecture graphique de la chaine d'information Effectuer les mesures afin de valider le fonctionnement global de la solution Effectuer les tests et mesures afin de valider les performances de la structure réalisée Evaluer les écarts entre le modèle et le réel Evaluer les écarts entre le réel et les contraintes du CdC Valider l'intégration de la solution individuelle au sein de l'équipe CO9.2 CO9.4 CO9.1 CO9.2 CO8.3 CO2.1 CO8.4 CO9.2 CO8.4 CO8.0 CO8.4 CO8.0 CO8.4 CO8.0 Compétences de l OT initiées durant la phase n 2 mais non évaluées Effectuer et valider les tests d'intégration partiel et/ou globaux matériel et logiciel CO8.4 CO8.0 Evaluer les écarts des tests d'intégration avec les résultats attendus Elaborer une fiche de maintenance du système et rechercher des éléments et/ou sous ensemble permettant leur éventuel mise à jour CO8.4 CO8.0 CO6.3 CO9.3 Fin de l évaluation en Revue 2

11 Présentation / Communication: Oral Terminal Séminaire Académique STI2D Phase OT Taches attribuées aux élèves en relation avec les compétences évaluées E1 E2 E3 E4 E5 R1 R2 OT Oral Terminal EPREUVE PONCTUELLE - JURY ETERIEUR CO1.1 CO1.2 CO2.1 CO2.2 CO6.1 CO6.2 CO6.3 CO8.0 Début de l Oral Terminal

12 PROJETS STI2D SIN 2015 MERCI

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