Collège Montgaillard

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Collège Montgaillard Le 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 3 ème dans le cadre d’un projet.

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Collège Montgaillard. Le 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. - PowerPoint PPT Presentation

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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.

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Projet : Bras robotisé

?

Démarche de Projet

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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

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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 ?

?

??

?

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Formulation des hypothèses : (15’)

Ce que l’on attend au

minimum comme propositions :

Autres : Tablette, joystick, etc.

Page 6: Collège Montgaillard

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

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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

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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

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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.

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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.

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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

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Activité pratique : N°2Réaliser le montage ci-dessous : (15’)

Conclusion : Le montage permet de faire tourner le moteur dans les 2 sens.

Retour

Page 13: Collège Montgaillard

Activité recherche : N°4Recherche sur internet:

Retour

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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

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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.

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Expérimentation : L’interface RoboTX est entièrement programmable. Ces programmes s’écrivent sous forme d’organigramme. (voir exemple ci-dessous) 

Compétences

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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 €

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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 :

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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).

Page 20: Collège Montgaillard

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)

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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.

Page 22: Collège Montgaillard

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.

Page 23: Collège Montgaillard

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