Physique et Chimie

Fiche 10 : Sad Microcontrôleur

http://spc.ac-amiens.fr/Sad-Microcontroleur.html

La proposition d’activité ci-dessous est présentée aux élèves à la fin de la séquence « 1. Émission et perception d’un son » du thème « Ondes et signaux ». Au cours des séances précédentes, les élèves ont notamment été sensibilisés à la représentation des notes de musique et à la correspondance note-fréquence d’un son.

La séance s’articule autour d’un défi : Produire la musique « Sad Trombone » à l’aide d’un microcontrôleur.

Capacités exigibles

• Utiliser un dispositif comportant un microcontrôleur pour produire un signal sonore.
• Relier qualitativement la fréquence à la hauteur d’un son audible.

• Compétence transversale : L’activité sera l’occasion de mettre en évidence l’influence de la langue anglaise dans les domaines de l’informatique.

Matériel nécessaire

• PC avec une connexion internet
• Carte à microcontrôleur (ici carte de la marque Arduino)
• Buzzer
• Logiciel Arduino IDE

Contextualisation

• Contextualisation technique : L’activité présentée est la première proposée aux élèves de Seconde. Il est donc nécessaire de montrer aux élèves que les microcontrôleurs sont d’usage courant. On les retrouve dans de nombreuses applications : jeux pour enfants, motorisation de portail, voiture (capteur de présence positionné sur les siège, capteur de porte ouverte et avertisseurs sonores…)
• Contextualisation de la séance : la séance est introduite par le moyen d’un tutoriel présent sur YouTube. Dans cette vidéo, un youtuber explique comment jouer « Sad Trombone » à l’aide d’un trombone.

Vient la question, pourquoi ne pas jouer « Sad Microcontrôleur » à l’aide d’une carte à microcontrôleur !

Déroulement

• Après la phase de contextualisation, une brève description de la carte est faite par l’enseignant. Les points importants sont :

1. Présentation uniquement des bornes digitales et de la broche GND
2. Présentation du buzzer (polarisation)

• Mise en activité des élèves par groupe de 4 autour de :

1. la fiche TP (qui présente les notions physiques mobilisées)
2. Les cartes d’aide au langage « Arduino »

Remarque : La phase de programmation ne surgit que lorsque les élèves ont compris et rédigé que les notes de musique doivent être fournies au microcontrôleur qu’à travers leur fréquence.

Remarque : difficulté fréquente - le choix de la fréquence du Si (B) doit être sélectionné dans l’octave inférieure. Ce qui est l’occasion de faire le lien entre son perçu et fréquence.

• Les différentes instructions du programme sont ensuite fournies aux élèves sous forme papier dans le désordre. Les élèves doivent ainsi chercher la logique du programme en s’aidant notamment des « aides au langage »

• Le programme est validé par l’enseignant puis recopié et testé sur le logiciel « Arduino ».

Posture de l’enseignant

• L’activité étant réalisée sous la forme d’un mini-projet, les élèves sont en autonomie durant toute la séance.
• L’enseignant permet d’enclencher une discussion au sein du groupe si les élèves sont en situation de blocage.
• L’enseignant vérifie graduellement les réponses des élèves mais ne les corrige pas nécessairement si les erreurs ne sont pas bloquantes.

Document

Activité Sad_Microcontrôleur

format Word - 3.4 Mio

Fichier_Enseignant

format Word - 141.7 kio

Crédits : bfareneau

Auteur

bfareneau