Name: Le Socle du Fer — Semaine 5 — Automates et Projet Intégrateur
Author: Amine RAITI

RATIO

LE SOCLE DU FER · SUPPORT DE COURS · SEMAINE 5

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AUTOMATES PROGRAMMABLES
ET PROJET INTÉGRATEUR
Semaine 5 sur 26 · Bloc 2 — Automatisation Physique
8h théorie · 27h pratique

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◆ OBJECTIFS PÉDAGOGIQUES DE LA SEMAINE

1. Comprendre la logique des automates programmables industriels (API)
2. Traduire un cahier des charges d'automatisation en logique de programme
3. Combiner plusieurs capteurs et plusieurs actionneurs dans un même système
4. Concevoir, réaliser et documenter un mini-projet d'automatisation complet
5. Présenter et défendre une solution technique devant un groupe

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NOTE D'USAGE POUR LE FORMATEUR

Cette semaine est conçue comme une synthèse du Bloc 2. Le TP2 (projet intégrateur) doit occuper la majorité du temps disponible et peut être individualisé par binôme pour maintenir la motivation.

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Amine RAITI · Architecte Infrastructure & SRE
Document public · CC BY-NC-SA 4.0 · AI Powered by Amine
Opération Dindon

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PLAN DE COURS · 8H

FIL CONDUCTEUR THÉORIQUE

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5.1 · Logique des automates programmables industriels3h

— Différence Arduino (prototypage) / automate programmable industriel API (production, robustesse)
— Cycle de fonctionnement d'un API : lecture des entrées → traitement → écriture des sorties, en boucle
— Notion de grafcet (représentation graphique d'un automatisme séquentiel) — introduction conceptuelle

5.2 · Du cahier des charges à la logique de programme3h

— Méthode : lister les entrées (capteurs), les sorties (actionneurs), les conditions de transition
— Lien direct avec la méthodologie de S3 (variables → table de vérité → simplification)
— Importance de la spécification écrite avant tout câblage ou code

5.3 · Présentation du projet intégrateur de la semaine2h

— Cahier des charges du mini-projet : système d'alerte ou de contrôle d'accès combinant au moins 2 capteurs et 2 actionneurs
— Critères d'évaluation : fonctionnement conforme au cahier des charges, qualité du câblage, clarté du code, documentation, présentation orale

EXEMPLE DE CAHIER DES CHARGES À PRÉSENTER

"Système de contrôle d'accès simplifié : un bouton playing le rôle de digicode déclenche l'ouverture (LED verte + servo-moteur simulant une porte) si une séquence correcte est saisie en moins de 5 secondes, sinon une LED rouge et un buzzer signalent l'échec."

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TP1 · CONCEPTION DU PROJET INTÉGRATEUR · 8H

Cahier des charges fourni : chaque binôme reçoit (ou choisit parmi 3 propositions) un mini-projet d'automatisation combinant au minimum 2 capteurs et 2 actionneurs parmi ceux utilisés en S4 (bouton, photorésistance, LED, relais, moteur), avec possibilité d'ajouter un servo-moteur ou un buzzer fournis pour cette semaine.

(1h30) Choix ou attribution du projet, lecture et clarification du cahier des charges avec le formateur.

(2h) Spécification formelle : liste des entrées, des sorties, des conditions de transition (méthode vue en 5.2).

(2h) Schéma de câblage complet à dessiner avant tout montage physique.

(2h) Rédaction du squelette de programme (structure des fonctions, variables, sans le détail de toute la logique) à valider par le formateur avant le TP2.

(30 min) Validation collective : chaque binôme présente brièvement sa spécification, retours rapides du formateur.

CORRIGÉ TP1

Grille de validation de la spécification : la liste des entrées/sorties doit être complète et sans ambiguïté (chaque capteur et actionneur a un rôle clairement défini), les conditions de transition doivent couvrir tous les cas (y compris les cas d'échec), et le schéma de câblage doit être cohérent avec les broches Arduino réellement disponibles.

Erreur fréquente à corriger : oublier de spécifier le comportement en cas d'échec ou de timeout (par exemple, que se passe-t-il si la séquence du digicode n'est jamais complétée ?). C'est l'occasion de rappeler que la table de vérité de S3 doit couvrir TOUTES les combinaisons possibles, pas seulement le cas de succès.

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TP2 · RÉALISATION, TESTS ET SOUTENANCE · 19H

Matériel : l'ensemble du matériel utilisé en S4 (Arduino, breadboard, capteurs, relais, moteur) plus servo-moteur et buzzer pour cette semaine, selon les besoins du projet choisi.

(4h) Câblage physique complet du système selon le schéma validé au TP1.

(6h) Développement complet du programme, par incréments testés (d'abord chaque capteur/actionneur isolément, puis intégration progressive).

(4h) Tests systématiques de tous les cas de la spécification (cas de succès et cas d'échec), correction des bugs identifiés.

(3h) Rédaction d'une documentation courte du projet (schéma final, description du fonctionnement, difficultés rencontrées et solutions apportées).

(2h) Soutenance : chaque binôme présente son projet fonctionnel (5-10 min), démonstration en direct, questions du formateur et des autres apprenants.

GRILLE D'ÉVALUATION TP2

Critère 1 — Conformité fonctionnelle (40%) : le système répond-il à l'intégralité du cahier des charges, y compris les cas d'échec ?

Critère 2 — Qualité du câblage et de l'intégration (20%) : montage propre, connexions fiables, pas de faux contact en cours de démonstration.

Critère 3 — Qualité du code (20%) : code lisible, commenté, structuré (pas de répétition inutile, noms de variables clairs).

Critère 4 — Documentation et présentation orale (20%) : capacité à expliquer clairement les choix techniques et les difficultés rencontrées.

◆ FICHE DE SYNTHÈSE — AUTO-ÉVALUATION SEMAINE 5

1. Je sais expliquer le cycle de fonctionnement d'un automate programmable.

2. Je sais traduire un cahier des charges en spécification entrées/sorties/conditions.

3. Je sais concevoir un schéma de câblage avant tout montage physique.

4. Je sais intégrer plusieurs capteurs et actionneurs dans un même système cohérent.

5. Je sais tester un système par incréments plutôt que tout d'un bloc.

6. Je sais documenter un projet technique de façon claire et concise.

7. Je sais présenter et défendre une solution technique à l'oral.

8. Je sais identifier et corriger un dysfonctionnement sur un système intégré.