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 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

Comment gérer la commande de ces actionneurs ? La problématique : Mise en situation : ? Activité 1 1. La base 2. Le bras 1 Angle de rotation O3 Angle de rotation O2 Angle de rotation O1 3. Le bras 2 0. Le socle 4. La pince Activité 2 Activité 3 Activité 4 Comment gérer la commande de ces actionneurs ?

Formulation des hypothèses : (15’) Ce que l’on attend au minimum comme propositions : Autres : Tablette, joystick, etc. Ce que l’on attend au minimum comme propositions : Au maximum: tablette, 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.) Professeur AP : N°1 Pour les autres hypothèses: Recherche internet. AP : N°2 AP : N°3 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. Élèves Professeur

Conclusion : (10’) Répondre à la problématique, en synthétisant les solutions dans ce tableau. Solution Technique Les avantages Les inconvénients Le coût Pour commander les actionneurs, ils existent « 2 ou 3 » solutions avec des avantages et inconvénients. Les compétences Grille d’évaluation Le coût du projet

Les compétences : Du programme Du socle Capacités Niveau 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) 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. 3 CA1 Rechercher, extraire et organiser l’information utile. CA2 Réaliser, manipuler, mesurer, calculer, appliquer des consignes. Valider une solution technique proposée. CA3 Raisonner, argumenter, pratiquer une démarche expérimentale ou technologique. CA4 Présenter la démarche suivie, les résultats obtenus, communiquer. Compétence 1 – La maîtrise de la langue française   CA1 Prendre part à un dialogue, un débat : prendre en compte les propos d’autrui, faire valoir son propre point de vue.

Évaluation ponctuelle pendant l’expérimentation. Grille d’évaluation : Critères Note Barème   Socle commun Formulation des hypothèses CA3 Mes hypothèses 3 pts Les hypothèses de mon groupe 2 pts CA1 Investigation  Expérimentations 8 pts  CA2 Que fais-tu? Pourquoi tu le fais? Vérification des hypothèses Structuration de l'information et synthèse CA4 Soin 2pts Total ……… 20 pts Évaluation ponctuelle pendant l’expérimentation.

Activité pratique : N°1 Retour Réaliser le montage ci-dessous : (15’) BP1 BP3 BP1 BP2 BP3 BP2 BP4 BP4 Retour Conclusion : Le montage permet de faire tourner le moteur dans les 2 sens.

Activité pratique : N°2 Retour Réaliser le montage ci-dessous : (15’) Conclusion : Le montage permet de faire tourner le moteur dans les 2 sens.

Activité recherche : N°4 Recherche sur internet: Retour

Activité pratique : N°3 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 INTERFACE ROBOTX Bouton poussoir 1 Bouton poussoir 2 Retour

Programme permettant de commander la rotation du moteur dans un sens. 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=4 4– Teste et Imprime ton programme. Programme permettant de commander la rotation du moteur dans les deux sens. 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

LE COÛT DU PROJET ~ 200 € Motoréducteur 5.11 € (A4) Carton plume 2,64€ TTC (TS) Petits matériels Prix 10 € Motoréducteur 15,00 € TTC (TS) Interface Robot TX 150,00 € TTC (TS)

La démarche de projet Etude du besoin Les critères d’appréciations : 2 1 Etude du besoin 2 Les critères d’appréciations :   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 3 4 5 6

La démarche de projet Etude du besoin Recherche de solutions 2 3 4 5 6 1 Etude du besoin 2 Recherche de solutions 3 À l’aide du matériel, ils doivent proposer des solutions pour réaliser les différentes parties du robot : ( en précisant les avantages et les inconvénients). 4 1. La base 2. Le bras 1 Angle de rotation O3 Angle de rotation O2 Angle de rotation O1 3. Le bras 2 0. Le socle 4. La pince 5 6

La démarche de projet Etude du besoin Recherche de solutions 1 Etude du besoin 2 Recherche de solutions 3 Choix de solutions 4 À l’aide du cahier des charges, ils doivent retenir une solution. Ils doivent modéliser leurs solutions. (solidwoks / sketchup) 5 Le cahier des charges Solutions Avantages inconvénients Coût N°1 Facile à réaliser Délai d’approvisionnement …. € N°2 Faible coût - N°3 Précisons Difficile à mettre en œuvre 6 Bras articulé Compétiteur (pilote) Balle Dans quel but? Marquer un maximum de panier en un temps limité.   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

La démarche de projet Etude du besoin Recherche de solutions 1 Etude du besoin 2 Recherche de solutions 3 Choix de solutions 4 Réalisation du projet Réalisation des différentes parties du robot. 5 Élaboration d’un planning. (Gantt) 6

La démarche de projet Etude du besoin Recherche de solutions 1 Etude du besoin Dossier Technique 2 Recherche de solutions 3 Choix de solutions 4 Réalisation du projet 5 Présentation du projet 6 Réalisation d’un dossier technique et d’une présentation.

Présentation de l’activité La démarche de projet 1 Etude du besoin 2 Recherche de solutions 3 Choix de solutions 4 Réalisation du projet 5 Présentation du projet 6 Le concours Présentation de l’activité