Les objets techniques étant de plus en plus complexes il devient nécessaire d’utiliser un langage transversal permettant de faire le lien entre les différentes technologies permettant la conception et la fabrication des objets techniques. Au lycée il a été choisi d’utiliser le langage SysML. Il s’avère pertinent au collège d’utiliser ce langage en remplacement de l’analyse fonctionnelle issue de la méthode  APTE.

Dans cette article je me propose de mettre mes recherches et mes activités pour l’apprentissage du SysML au collège, cycle 4.

De nombreux documents et exemples existent sur internet et ont participé à la compréhension que j’ai du SysML .

Je proposerai donc à la fin de mon article une sitographie sur le SysML.

Cet article propose une progression de l’apprentissage du SysML sur le niveau 5ème, 4ème et 3ème. Il est loin d’être parfait mais à la mérite de proposer un guide qui sera à améliorer.

Sur le niveau 5ème :

Je n’aborderai que le diagramme de contexte, le diagramme des cas d’utilisation et le diagramme des exigences. Les fiches proposées ici sont effectuées pour le projet que je propose sur ce niveau : « conception d’un Chalet ».

La fiche est projetée au vidéo projecteur. Après échange avec la classe un exemple est fait au tableau sur un autre objet (par exemple le robot aspirateur). Par groupe il réalise sur feuille le diagramme de contexte de leur chalet.

Cette fiche est projetée au tableau une fois qu’un exemple est fait au tableau sur les cas d’utilisation du robot aspirateur. Chaque groupe doit recopier et compléter le diagramme des cas d’utilisation du chalet.  Une fois ce diagramme réalisé on cherche avec la classe à compléter le diagramme (simplifié) des exigences. corrigé

Le diagramme des exigences a été initié précédemment, le professeur distribue aux élèves la fiche suivante qui doit permettre aux élèves de compléter le diagramme des exigences complet et qui sera le cahier des charges de notre système.

Sur le niveau 4ème :

ici le lien vers ma progression en 4ème. La séquence 14 permet d’aborder le diagramme de séquence. En 4ème la lecture de ce diagramme permettra de compléter un algorithme de programmation. La chaîne d’information et d’énergie est maintenue et devra évoluer vers le diagramme des blocs internes.

Voir l’article complet du projet : comment-securiser-louverture-dune-barriere-automatisee-de-parking

Sur le niveau 3ème :

Le projet en 3ème : réalisation d’une voiture autonome.

• Fiche élève
• Fiche correction

Sitographie :

 Technologie-ac-dijon : explique pas à pas la démarche.

l’académie de strasbourg

Modélisation de systèmes complexes avec SysML – Pascal Roques. Le livre référent du SysML en français.

Practical Guide to SysML : The Systems Modeling Language (Anglais) – 24 juillet 2008.

The OMG SysML™ Spécifications adoptées depuis mai 2006. on y trouve des informations remises à jours régulièrement :

• OMG SysML Tutorial *
• No Magic MagicDraw SysML Tutorial

Publication d’un ISO standard SysML en mai 2017 : « ISO/IEC 19514:2017, Information technology — Object management group systems modeling language (OMG SysML®) » : SysML version 1.5 du 1er mai 2017

A partir du site de l’académie de versailles et du diaporama de M Godard,  j’ai fait une fiche exemple qui semble plus adaptée à ma pratique.

Fiche à donner pour les élèves (pour une évaluation par exemple) : Ici

Il y a sans doute encore des imprécisions, cet article évoluera en fonction de mes recherches et de mes pratiques.L’objectif étant de s’approprier ce mode de communication.

Matériel nécessaire :

• réalisation de maquette avec barrière de parking par groupe,
• utilisation d’un micro:bit par maquette,(ou arduino)
• 1 servo-moteur 180°,
• une DEL

1- Comment automatiser une barrière de parking ?

Comment la barrière de parking peut-elle comprendre la demande d’ouverture et de fermeture ?

Source de l’activité 1 : ICI

2- Comment sécuriser l’ouverture de la barrière ?

Source de l’activité 2 : Ici

3- Sécuriser la barrière avec un serveur :

Nous avons une barrière que nous souhaitons ouvrir avec un télécommande. Comment sécuriser l’ouverture de la barrière afin qu’une seule télécommande puisse ouvrir la barrière ? Ce code sécurisé peut-il être piraté ?

Source de l’activité 3 : Ici

4- Cryptographie :

En mathématiques les élèves vont travailler autour des méthodes de cryptographie : code de césar, rot13, chiffre affine.
En technologie il sera réalisé en une séance une frise chronologique des méthodes de cryptographie à travers le temps.

5- Le film « Imitation game »

Au cycle 3 : 

Au cycle 4 :

L’académie de Bordeaux mutualise des évaluations :

https://techno.ac3j.fr/

Pour imprimer l’affiche en pdf cliquer ici.

Pourquoi les objets techniques existent, pourquoi évoluent-ils dans le temps ? pour imprimer l’affiche ici

Pour imprimer le fichier : ici

Comment utiliser Sweet Home 3D :             

Les fiches de connaissance sont réalisées par le groupe de formateur de l’académie de Toulouse. Vous pourrez trouver toutes les fiches de connaissances de l’académie de Toulouse ici.

mBlock est un environnement de programmation graphique basé sur Scratch.

Comme ardublock, mBlock  permet la programmation de projet à base de carte Arduino. Ardublock est un plugin qui s’ajoute à l’IDE Arduino. La programmation se fait par bloc de fonctions. L’intérêt d’ardublock est qu’il génère des lignes de code en C dans l’IDE. Cela est très  pratique. Il semble que le développement d’ardublock soit arrêté puisque la dernière version date de 2014. Il semble donc que mBlock soit le logiciel à utiliser pour programmer des cartes arduino.

mBlock c’est Scratch que l’on a doté d’extensions permettant de piloter un Arduino. Nous allons voir que mBlock est d’autant plus intéressant qu’il permet de créer nos propres blocs, nous avons donc la liberté de développer des projets innovants et de les proposer à nos élèves.

mBlock est disponible sur PC et sur tablette

mBlock : le mode scratch et le mode Arduino

mBlock peut être utilisé en mode scratch : l’utilisation des blocs est alors équivalente à celle de scratch. Il est possible grâce au menu « pilotage » de faire interagir le panda avec un Arduino.

Nous pouvons détourner la programmation du panda pour n’utiliser que la programmation d’une carte arduino.

mBlock peut être utilisé en mode Arduino, il est donc possible depuis mblock de téléverser le programme dans l’arduino. Dans ce cas on utilisera essentiellement les blocs de l’onglet pilotage, les blocs scratch ne pouvant être utilisé pour le téléversement.

Ajouter des extensions

Il existe de nombreuses extensions permettant de disposer de blocs de programmation déjà réalisés par la communauté des utilisateurs de mBlock.

Pour récupérer ces extensions : aller sur l’onglet « choix des extensions » et « installer ».

Les blocs apparaissent directement dans le menu « pilotage » de mBlock.

Créer des extensions mBlock

J’ai utilisé le document produit par Wang Yu, Product Manager chez Mblock.

Ce document est très dense et mérite quelques précisions.

J’explique comment créer une extension  » allumer ou éteindre une DEL ».

Comment créer un bloc allumer/éteindre une DEL

On va sur l’IDE arduino pour récupérer le code en C du fonctionnement du composant que l’on souhaite. On s’assure du bon fonctionnement du code en C en téléversant vers l’arduino. Si le programme fonctionne on peut alors s’en servir pour créer l’extension mBlock.

On peut se servir d’une extension mBlock existante comme bloc de départ comme Demo.zip. Voir le tuto de Wang Yu.

Une extension est un fichier .zip que l’on va installer via l’onglet « choix des extensions ». Une extension est un dossier zipper qui comprend un dossier .js et un fichier .s2e.

Le dossier .js comporte un fichier .js en java script  qui permet l’interaction entre l’Arduino et le panda.

Le fichier .s2e reprend suivant une certaine structure le programme en C de l’IDE arduino.

Modification du code de Demo.s2e afin de pouvoir obtenir notre extension DEL

On ouvre Demo.s2e à l’aide d’un éditeur de texte (comme notepad ou vim) et on modifie le programme comme suit :

• extensionName : nom de l’extension à créer ;
• description : décrire l’extension;
• author et home page : votre nom et une adresse internet si vous le souhaitez ;
• javascriptUrl :« js/……. .js » Doit absolument être le nom du fichier .js que l’on trouve dans le dossier zip

On prend soin de renommer le fichier Demo.s2e avec le nom choisi et défini dans le nouveau programme.

Réalisation du bloc

Il faut maintenant écrire le programme et réaliser les blocs : il y a quatre parties à respecter

• BlockSpecs : Définition des blocks ;
• Menus : définition du menu ;
• Values : Transformation en valeur numérique dans le mode arduino ;
• Translators : translations

BlockSpecs : définition du bloc

Dans cette partie nous allons définir l’allure des blocs .

• « h » : bloc d’entête « headerblocks » on peut utiliser pour démarrer le bloc « arduino program » existant dans les extensions mBlock ;
• « w » : Writing blocks

Dans notre cas : écrire ce que l’on va voir sur le bloc, attention %d va permettre de créer des fenêtres de choix.

(On peut également noter %n ,%s,%m et % c voir détail plus bas) Il faut par contre donner dans l’ordre ce qui sera écrit dans la fenêtre. Ici dans la première case D1 et dans la seconde Allume. Donc le premier carcatère noté {0} fera référence au port et le deuxième carcactère noté {1} fera référence à l’état.

• « r » : Reading blocks
• « b » : binary code

Chacun des blocs comporte une structure permettant la génération du code arduino.

•  » inc  » : include la librairie, cette librairie doit être présente dans la partie librairie arduino. C’est la librairie présente dans ide Arduino et qui permet le fonctionnement du composant dans arduino, prog.ino.

Dans le cas de la DEL il n’y a pas de librairie particulière.

• « def  » : définition des variables, voir le programme .ino

Dans le cas de la DEL il n’y a pas de variable.

On met à cet endroit tout ce qui n’est pas dans la fonction setup ou loop, c’est à dire les définitions de variable, d’objet , notés dans le programme .ino.

•  » setup  » : il s’agit du programme que l’on trouve dans .ino.

Le void setup, il s’agit de l’initialisation du programme.

Donc le code suivant (que l’on trouve dans l’Ide)  pinMode(2,OUTPUT)

Il faut respecter le code mis dans w soit {0} pour le port donc le premier paramètre ici D1.

« pinMode({0},OUTPUT);\n « ,

• « work  » : Nous devons définir le premier paramètre du programme, il s’agit du void loop dans le .ino. C’est à dire le programme attendu sur la carte arduino. Dans mBlock va s’écrire dans le setup.

Il faut tout le temps écrire dans work le programme. Il peut être utile de lire les entêtes de la bibliothèque, c’est à dire le mode d’emploi de la bibliothèque dans le fichier bibliothèque.h (h comme header) et le fichier cpp qui contient le code source en C de la bibliothèque. Souvent le concepteur a rajouté des commentaires très intéressants. (à trouver sur internet)

Dans notre cas

« digitalWrite({0},{1});\n « 

• « loop  » : Si l’on écrit à cet endroit c’est pour forcer le programme à rentrer dans la boucle indéfiniment. On ne laisse pas le choix à l’utilisateur de proposer un boucle différente (10 fois par exemple) et s’arrête.

Dans notre cas il n’y a pas de loop. Dans mBlock on devra utiliser le bloc « boucle indéfiniment ».

Menus : définition du menu

Cette partie va permettre de créer un menu qui apparaît dans les fenêtres.

Ceci afin de pouvoir faire le choix dans notre cas du port D1-D2- …. dans la première fenêtre et « allumé ou éteint » dans la deuxième fenêtre.

On reprend donc les termes suivants %d dans w :

soit « allume »:[« Allume », « «Eteint »]

et « port »:[« D1 », « D2 », ….]

Values : Transformation en valeur numérique dans le mode arduino

Dans notre cas nous avons besoin de définir les valeurs afin de définir un état logique dans le cas de allumé (état 1) et éteint (état 0).

Pour les ports il suffit de les repérer par une valeur numérique.

Détail des blocs

• %n : envoie un nombre de notre choix ;
• %d.choix : permet de choisir un nombre dans la liste choix, il faut donc créer une liste choix dans la partie menu ;
• %s : permet d’envoyer une chaîne de caractère libre ;
• %s.choix : permet de choisir une chaîne de caractère dans une liste qu’il fait définir dans la parti menu ;
• %c : menu couleur.