Cycle et niveau de classe
Cycle 4 - Troisième
Objectifs pédagogiques
- Modifier un programme Arduino pour en comprendre le sens et s’initier à la programmation
- Réaliser une mesure de CO pour identifier un risque de pollution dans un site local.
Compétences et capacités travaillées
- CRCN 3.4 : programmer
- CRCN 2.4 : : s’insérer dans le monde numérique
Outils numériques - intérêt et limites
- Carte Arduino avec interface Shield pour une connexion grove plus rapide et plus facile.
- Logiciel Arduino et sa fiche technique
- Capteur CO : Grove - Capteur de gaz multicanal qui mesure le CO, le NO2, l'éthanol, l'hydrogène, l'ammoniac, le méthane, le propane et l'isobutane.
- Bibliothèque à télécharger sur le logiciel Arduino
- Image
Schéma du montage Arduino
Contextualisation
Le tunnel de Foix mesure 2159m et est constitué d’un tube avec deux voies de circulation.
Il permet le contournement de Foix et est emprunté par 16 000 véhicules par jour.
Photo de l’entrée nord du tunnel de Foix
Les véhicules émettent des gaz toxiques comme le monoxyde de carbone (CO) : 434mg/km pour un véhicule essence et 83mg/km pour un véhicule diesel. (rapport de l’IFPEN de décembre 2020).
Pour lutter contre les intoxications au CO, le Centre d’Etude des Tunnels (CETU) a indiqué des niveaux de CO à ne pas dépasser dans différentes conditions.
Consigne : Est-ce que le tunnel de Foix présente un risque pour la santé humaine ?
On se propose d’analyser la teneur en CO du tunnel de Foix avec un capteur Arduino, par rapport à un témoin : la teneur en CO de la salle de cours.
1. Branchez le montage carte Arduino / Capteur CO sur votre ordinateur.
2. Ouvrir le logiciel Arduino, copiez le programme pour le coller dans la zone de programmation et vérifiez-le.
3. Modifiez le programme pour
- faire des mesures toutes les 5 secondes,
- ajouter un commentaire pour préciser dans l’affichage la durée entre chaque mesure
4. Vérifiez le programme pour valider vos modifications et téléversez-le sur la carte Arduino.
5. Téléverser la bibliothèque zippée dans le logiciel Arduino.
6. Ouvrez le traceur série pour suivre votre enregistrement témoin pendant 5 minutes.
7. Récupérez le graphique et titrez-le.
8. Comparez votre témoin à l’enregistrement obtenu au tunnel de Foix
9. En se servant des documents ressources et de votre enregistrement, indiquez si le tunnel de Foix représente un danger pour la santé.
Supports et ressources
- Présentation du tunnel de Foix et des recommandations du CETU
- Programme pour utiliser le capteur CO
- Graphique des enregistrements de CO au tunnel de Foix
Exemples de productions d'élèves
Ex production : Enregistrement du CO de la salle de cours
Ex production
Bilan et retour des élèves
Appréhension face au langage C++ ce qui impose une présentation de l'architecture du programme
Pour aller plus loin
Ce montage peut être utilisé dans d'autres situations testant la pollution ou lors du projet expérimental numérique de 1ère enseignement scientifique.
La carte Arduino et l'interface de connexion peuvent être intégrées dans un boîtier imprimé en 3D.
