Collège Montgaillard
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Collège MontgaillardLe contexte: Des élèves à haut potentiel (EIP). ( s’ennuient, curieux.) Des élèves de niveau moyen. (ne sont pas motivés!) Des élèves en grande difficulté. (en décrochage scolaire.) Désintérêt pour la discipline.
La problématique: Comment susciter l’envie, la curiosité,...?
Créer un atelier robotique. ( concerne une minorité d’élèves). Faire de la robotique en classe de 3ème dans le cadre d’un projet.
Projet : Bras robotisé
?
Démarche de Projet
Projet : Bras robotisé. (24 séances)Séquence 1: Appropriation du cahier des charges. Activité 1: Étude du besoin, analyse du CDCF. Activité 2 : Appropriation du CDCF.
Séquence 2 : Recherche de solutions.Activité 1 : Comment mettre en rotation la base ?Activité 2: Comment mettre en mouvement les bras articulés ?Activité 3 : Comment saisir la balle ? Activité 4 : Comment gérer la commande des ces actionneurs ?
Séquence 3 : Revue de projet et choix de solutions.Activité 1: Modélisation du bras robotisé. Activité 2 : Choix de solutions.
Séquence 4 : Réalisation de projet et validation du prototype.Activité 1: Élaboration d’un planning. Activité 2 : Réalisation de la base.Activité 3 : Réalisation des bras et de la pince.Activité 4 : Réalisation d’une interface.Validation du prototype.
Séquence 5 : Présentation du projet final.Activité 1 : Réalisation d’un dossier technique. Activité 2 : Réalisation d’un power point.
3 séances
6 séances
4 séances
9 séances
2 séances
Mise en situation :
1. La base
2. Le bras 1Angle de
rotation O3
Angle de rotation O2
Angle de rotation
O1
3. Le bras 2
0. Le socle
4. La pinceActivité 1Activité 2Activité 3
Activité 4
La problématique :
Comment gérer la commande de ces actionneurs ?
?
??
?
Formulation des hypothèses : (15’)
Ce que l’on attend au
minimum comme propositions :
Autres : Tablette, joystick, etc.
Phase d’investigation : (1h15)Les élèves testent leur(s) solution(s) : (15’)
Après cette première investigation. Suivant le résultat obtenu, on leur propose de tester ces différentes solutions.
Avec le bouton poussoir + piles + fils + moteur.
Avec l’interrupteur à bascule + piles + fils + moteur.
Avec l’interface + bouton poussoir + piles + fils + moteur.
Recherche sur Internet. (tablette, etc.)
AP : N°1AP : N°2AP : N°3
Professeur
Internet
Échange argumenté : (20’)
Bilan des expériences effectuées :Chaque groupe expose le résultat
de leurs essais. (en validant ou non les hypothèses).
Faire émerger les avantages et inconvénients de chaque solution.
Professeur
Élèves
Conclusion : (10’) Répondre à la problématique, en
synthétisant les solutions dans ce tableau.Solution
TechniqueLes
avantagesLes
inconvénients
Le coût
Les compétences
Grille d’évaluation
Le coût du projet
Les compétences :Du
programme
Capacités Niveau N°
PRATIQUER UNE DÉMARCHE SCIENTIFIQUE ET TECHNOLOGIQUE,
RÉSOUDRE DES PROBLÈMES.
Choisir et réaliser une ou plusieurs solutions techniques permettant de réaliser une fonction donnée.
3CA1 Rechercher, extraire et organiser
l’information utile.
CA2Réaliser, manipuler, mesurer, calculer, appliquer des consignes.
Valider une solution technique proposée. 3
CA3
Raisonner, argumenter, pratiquer une démarche expérimentale ou technologique.
CA4Présenter la démarche suivie, les résultats obtenus, communiquer.
Du socle
1. L'analyse et la conception de l'objet technique.
Compétence 3 - Les principaux éléments de mathématiques et la culture scientifique et technologique. (Palier 3)
Compétence 1 – La maîtrise de la langue française
CA1Prendre part à un dialogue, un débat : prendre en compte les propos d’autrui, faire valoir son propre point de vue.
Grille d’évaluation :Critères Note Barème Socle commun
Formulation des hypothèses CA3Mes hypothèses 3 pts
Les hypothèses de mon groupe 2 pts CA1Investigation Expérimentations 8 pts
CA1CA2CA3
Que fais-tu? Pourquoi tu le fais?
Vérification des hypothèses 2 pts Structuration de l'information et synthèse
3 pts CA4
Soin 2pts
Total ……… 20 pts
Évaluation ponctuelle pendant l’expérimentation.
Activité pratique : N°1Réaliser le montage ci-dessous : (15’)
Conclusion : Le montage permet de faire tourner le moteur dans les 2 sens.
BP2
BP2
BP3
BP4
BP1
BP1
BP3
BP4
Retour
Activité pratique : N°2Réaliser le montage ci-dessous : (15’)
Conclusion : Le montage permet de faire tourner le moteur dans les 2 sens.
Retour
Activité recherche : N°4Recherche sur internet:
Retour
La commande du moteur à l ‘aide de l’interface ROBOTX : (30’)
Transfert de programme au travers de l’USB.
M
Entrées
Moteur
I1
I2
I8
M1
M2
M3
M4
INTERFACEROBOTX
Bouton poussoir 1
Bouton poussoir 2
Retour
Activité pratique : N°3
Expérimentation :1-Complète les étapes manquantes dans la colonne cycle d'ouverture.Faites vérifier par le professeur.
2-Lance le logiciel RoboTX
Programme permettant de commander la rotation du moteur dans un sens.
Consignes :
*L'entrée choisie sera I1*Il y sera placé un bouton poussoir (capteur touche) *La sortie choisie sera M1*Le moteur doit avoir une vitesse de rotation V=44– Teste et Imprime ton programme.
Programme permettant de commander la rotation du moteur dans les deux sens.
Consignes :
Pour ce faire un deuxième bouton poussoir (capteur touche) sera placé à l’entrée I2
Conclusion : Rédige en quelques mots, comment actionner un moteur et comment changer son sens de rotation.
6-Teste et Imprime ton programme.
Expérimentation : L’interface RoboTX est entièrement programmable. Ces programmes s’écrivent sous forme d’organigramme. (voir exemple ci-dessous)
Compétences
Motoréducteur15,00 € TTC (TS)
Motoréducteur 5.11 € (A4)
Carton plume2,64€ TTC (TS)
LE COÛT DU PROJET ~ 200 €
Interface Robot TX150,00 € TTC (TS)
Petits matérielsPrix 10 €
La démarche de projet1 Etude du besoin
23456
Fonction
Critère d’appréciatio
nNiveau/Limite
FP1
Saisir/libérer la balle ou le cube
Préhension Adhérence sur la balle Hauteur pour libérer la balle
· Force exercée Force<…….. N (Newton)
· Coefficient de
frottement requis……………..
50mm (Hauteur du panier )
FP3Commander les bras articulés
Commande filaire
4 commandes maximum
Les critères d’appréciations :
La démarche de projet1 Etude du besoin
2Recherche de solutions
3456
1. La base
2. Le bras 1Angle de
rotation O3
Angle de rotation O2
Angle de rotation
O1
3. Le bras 2
0. Le socle
4. La pince
À l’aide du matériel, ils doivent proposer des solutions pour réaliser les différentes parties du robot : ( en précisant les avantages et les inconvénients).
La démarche de projet1 Etude du besoin
2Recherche de solutions
3 Choix de solutions
456
À l’aide du cahier des charges, ils doivent retenir une solution.
Le cahier des charges
Fonction Critère d’appréciation Niveau/Limite
FP1
Saisir/libérer la balle ou le cube
Préhension Adhérence sur la balle Hauteur pour libérer la balle
· Force exercée Force<…….. N (Newton)
· Coefficient de frottement
requis……………..
50mm (Hauteur du panier )
FP3 Commander les bras articulés
Commande filaire 4 commandes maximum
Bras articulé
Compétiteur(pilote) Balle
Dans quel but?Marquer un maximum de panier en un temps limité.
Solutions Avantages
inconvénients Coût
N°1 Facile à réaliser
Délai d’approvision
nement…. €
N°2 Faible coût - …. €
N°3 PrécisonsDifficile à mettre en
œuvre…. €
Ils doivent modéliser leurs solutions. (solidwoks / sketchup)
La démarche de projet1 Etude du besoin
2Recherche de solutions
3 Choix de solutions
4Réalisation du projet
56
Élaboration d’un planning. (Gantt)Réalisation des différentes parties du robot.
La démarche de projet1 Etude du besoin
2Recherche de solutions
3 Choix de solutions
4Réalisation du projet
5Présentation du projet
6
Dossier Technique
Réalisation d’un dossier technique et d’une présentation.
La démarche de projet1 Etude du besoin
2Recherche de solutions
3 Choix de solutions
4Réalisation du projet
5Présentation du projet
6 Le concours
Présentation de
l’activité