Robot moustache

  Réaliser un robot moustache

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Petit robot développé et commenté dans le wiki suivant : vorobotics.com.

La base de départ est le " RobotPilot " développé et vendu par " A4 Technologie " concepteur et fabricant de matériels pédagogiques.

J'avais rédigé des articles sur ces fameux robots en retour d'expérience.

Le design complet du robot sous FreeCad 0.19 est disponible à cette adresse en téléchargement : https://bitbucket.org/robot-moustache/robot_moustache_freecad/src/master/

Présentation du projet sous FreeCad 0.19

Notions abordées

Adhérant au Bricolab de Groslay (95)

Commande numérique

CNC 2020

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Au fablab "VoLAB", nous avons réaliser une Commande Numérique en partant d'une Charlie Robot. Nous avons augmenté la surface de travail et surtout modernisé l'électronique afin d'utiliser des logiciels libres et utiliser une liaison USB.

Vous trouverez toute une documentation sur le Wiki du fablab : VoLAB 2020.

Ces documents sont mis à disposition selon les termes de la Licence Creative Commons Attribution 4.0 International.

Modélisation SYSML

 Diagrammes SysML

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Cycle 4 : 

Pour commencer, j'avais trouvé un cours complet sur le SysML dispensé par Beaudoin Martin.

Je vous propose un travail à partir d'un cours développé pour des élèves de STI2D : SysML (siloged.fr)

Afin que les notions soient abordables pour des élèves de collège et en particulier de fin de cycle 4, j'ai repris le document et je l'ai adapté.

Les diagrammes ne sont pas à créer par les élèves mais normalement à lire et à comprendre la démarche.

Je me permets d'aborder que ces trois diagrammes :

- Diagramme de contexte

- Diagramme des cas d'utilisation

- Diagramme des exigences

Je vous propose comme support l'aspirateur automatique : 

Tout le dossier est disponible à cette adresse :

https://1drv.ms/u/s!Ag0R6X9RApW0gcY2i35DToRI_BlkHg?e=uJ492S

Vous y trouverez :

    Un cours sur le SysML

    La séance 1 : diagramme de contexte

    La séance 2 : diagramme des cas d'utilisation

    La séance 3 : diagramme des exigences

mBlock 5 en ligne / Mlink

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De nombreux collègues  sont face à un problème important lors de l’utilisation de mBlock 5 en ligne :

- Impossible d'ajouter un appareil.

- Impossible d'ajouter une extension. 

Ce problème semble venir du proxy qui bloque la manœuvre.

Une des solution (et très simple) est d’installer le logiciel Mlink sur chaque poste afin d'utiliser la version Web de mBlock pour contrôler les robots.

Il vous reste plus qu'à lancer mLink et démarrer l'application voulue. Vous trouverez de l'aide ici.

Vous pouvez ainsi ajouter les appareils et les extensions voulus dans l'interface web de mBlock 5.

Exemples :

- Appareil : Arduino Uno

- Extension : A4 Grove 

Petite astuce !!! Afin de ne pas avoir à effectuer la manipulation à chaque ouverture de mBlock en ligne, il suffit d"enregistrer sur votre ordinateur" un fichier de base que vous enverrez à vos élèves afin de démarrer un nouveau projet avec ce fichier. Les appareils et extensions seront directement présents dans l'interface de mBlosk. Il suffira de lancer à nouveau Mlink et mBlock

Bras robot simple

 Maquette de robot industriel à fabriquer

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Cycle 4 : 
OTSCIS : Les objets techniques, les services et les changements induits dans la société.
IP : Informatique et la Programmation.

La maquette et la démarche sont présentées dans cette vidéo :

Tout le dossier est disponible à cette adresse : https://1drv.ms/f/s!AA0R6X9RApW0gblJ

Vous y trouverez :

    Le diaporama de présentation pdf

    Le dossier zip de conception (sketchup et freecad) et simulation de mouvements (sketchup)

    Le dossier zip de fabrication (CAO et FAO CharlyGraal).

    Le dossier zip de programmation (mBlock)

Atelier robotique collège 2

Le robot junior

Article précédent "Atelier robotique Collège"

Vidéo mise en ligne

                

Le fichier Skechup de la maquette numérique du robot est téléchargeable à cette adresse : https://1drv.ms/u/s!AA0R6X9RApW0gagP

Atelier robotique collège

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Le robot junior

Au fablab de Vauréal, nous avons développé un "robot junior" afin d'aborder la robotique et l'initiation à la programmation avec des collégiens de 11 à 16 ans. Le logiciel utilisé est mBlock 5.
Vous trouverez toute une documentation sur le Wiki du fablab de Vauréal : Permis C 2019. 

Ces documents sont mis à disposition selon les termes de la Licence Creative Commons Attribution 4.0 International

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Robot Youpi

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Le robot Youpi

En tant que professeur de technologie, je suis amené à visiter de nombreux collège dans le Val d'Oise et les Yvelines. J'ai découverts de nombreux robots Youpi au fond des placards.
Le robot Youpi est un bras manipulateur qui a été distribué dans les collèges dans les années 1980.
Généralement l'ensemble mécanique / électronique est encore en bon état et il suffit d'un peu d'huile de coude pour remettre l'ensemble d’aplomb.
Les travaux présentés permettent l’adaptation de la connexion du Youpi à l’ordinateur PC et surtout à une carte Arduino Uno. Très peu de dépenses supplémentaires et l'utilisation de l'IDE Arduino.
J'ai rédigé toute une documentation sur le Wiki du fablab de Vauréal : Robot Youpi. 

Merci aux personnes ayant rédigé des documentation afin de sauver ces robots :
http://youpi.forler.ch/
http://www.calvix.org/index.php/2015/04/25/le-robot-youpi/
http://www.calvix.org/index.php/2015/05/10/robot-youpi-ii/

Objets robotisés

Projets développés au fablab de Vauréal (95) :

 

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Depuis bien longtemps  j'ai laissé à l'abandon mon blog pour développer des projets au fablab de Vauréal (voir article précédent).
De nombreux projets sont développés et je me permets de vous signaler mes dernières réalisations.
J'ai travaillé sur une main robotisée qui m'a emmenée vers des solutions inattendues et de la programmation orientée objet (POO) avec Arduino.
La documentation de la première main se trouve à cette page : Main robotisée

J'ai recherché un design plus simple pour réaliser le mouvement des doigts et fabriquer en classe (5ème) et je suis arrivé à cette main : Main plastique

Pour la modélisation de la main, j’ai utilisé le logiciel SketchUp Make 2017
Le dossier  main3d_sketchup_gilles.zip  est en téléchargement.
Je vais utiliser ce travail en classe de 5ème. 

La programmation est complexe et à mon avis pas abordable au collège mais j'ai développé une application Android à l'aide de AppInventor pour commander la main et qui peut être étudiée en classe de troisième. Le code source est téléchargeable ici

Vous trouverez l'ensemble des projets et informations sur le wiki du fablab.

Objet connecté : Bras manipulateur

Cycle 4 : Design, innovation et créativité

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Bras manipulateur

Je n'ai pas le temps d'ouvrir un nouveau blog pour les nouveaux programmes. Je continue donc ici.
Ce projet permet de réaliser, de manière collaborative, le prototype d’un objet communicant.
La compétence abordée est la suivante :
DIC.2 : Réaliser, de manière collaborative, le prototype d’un objet communicant.
     DIC.2.1 : Réaliser, de manière collaborative, le prototype d’un objet pour valider une solution.
       DIC 2.1.1 : Prototypage rapide de structures et de circuits de commande à partir de cartes standard.

J'ai documenté tout ce projet  dans ce fichier pdf à télécharger ci-dessous :

Le document est aussi téléchargeable au format ODT.

Le bras manipulateur est présenté dans cette vidéo :

De la conception design à la fabrication 3D

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La maquette de la cabine de téléphérique

Afin de découvrir le logiciel Freecad, le logiciel de Slicing Repetier-Host qui traduit les modèles numériques en instructions physiques destinée à l’imprimante, et l'utilisation de l'imprimante 3D Witbox compatible avec la plupart des logiciels de "slicing" open source, j'ai voulu créer une maquette de la cabine du téléphérique Vanoise Express.

Partant d'un dessin créé avec mon fils, j'ai développé la cabine en "designant"  la maquette numérique, puis en l'important en fichier STL pour créer le Gcode pour l'imprimante 3D.

 

Du dessin à la maquette finie

De nombreux tutoriels d'introduction à la modélisation FreeCAD sont à disposition sur Internet dont cette vidéo créée par un membre du Fablab VoLaB.

Une fois la maquette numérique créée, exporter le travail en fichier STL afin de le traiter à l'aide du logiciel Repetier (dans cet exemple de travail) pour obtenir un fichier Gcode afin de commander l'imprimante 3D. (Exemple de tutoriel trouvé sur Internet)

Voici les images de chaque pièce et de l’assemblage de la maquette numérique de la cabine

Cabine et chariot

 

 

 

Suspentes et ensemble

 

 

 

 

 

 

Les fichiers Freecad des différentes pièces de la cabine sont en téléchargement ci-dessous :

 

3ème : CI3 Revue de projet et choix de solutions techniques (Ascenseur privatif)

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Séance 4 : Solutions retenues
Définition des pièces de l'ascenseur privatif

Pour satisfaire les fonctions de service de l'ascenseur privatif, les élèves doivent rechercher et proposer des solutions techniques. La phase finale est de définir les différentes pièces de l'ascenseur.
Pour ce travail, les élèves partent de la maquette de monte-charge développée par l'entreprise A4 . Je le répète, je n'ai pas d'action chez ce fournisseur mais l'accord d'utiliser le dossier technique avec les maquettes numériques et les fichiers DXF.

Les principales modifications sont : 

1. Remplacement du motoréducteur par le servomoteur étudié dans la séance 3 de CI3.
2. Changement du module de commande du moteur.
3. Suppression du contrepoids.
4. Fixation des différents modules par bande auto-agrippante ou du ruban adhésif double faces.

Ces modifications simplifient les différentes pièces. Les élèves les redessinent  dans le module CAO de Charlygraal avant d'étudier la fabrication avec le module FAO.

Les capacités abordées sont les suivantes : (voir "Programme et capacités en 3ème")
1.9 Valider une solution technique retenue. (3)
1.10 Choisir et réaliser une ou plusieurs solutions techniques permettant de réaliser une fonction donnée. (3)
1.11 Réaliser un schéma, un dessin scientifique ou technique par une représentation numérique à l’aide d’un logiciel de conception assistée par ordinateur, en respectant les conventions. (3)
Le document "élève" en fichier LibreOffice est à télécharger ci-dessous :

3ème : CI3 Revue de projet et choix de solutions techniques (Ascenseur privatif)

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Séance 3 : Solutions retenues
Le moteur de la maquette de l'ascenseur privatif

 
Les élèves doivent trouver les caractéristiques du servomoteur à rotation continue fourni. Ensuite, le travail consiste à dessiner le circuit électrique , non pas avec un servomoteur mais un moteur à courant continu 9V.
L'application (Flash) utilisée est en téléchargement ici :


Les capacités abordées sont les suivantes : (voir "Programme et capacités en 3ème")
1.9 Valider une solution technique retenue. (3)
1.10 Choisir et réaliser une ou plusieurs solutions techniques permettant de réaliser une fonction donnée. (3)
1.11 Réaliser un schéma, un dessin scientifique ou technique par une représentation numérique à l’aide d’un logiciel de conception assistée par ordinateur, en respectant les conventions. (3)
Le document "élève" en fichier LibreOffice est à télécharger ci-dessous :

L'ascenseur privatif

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La maquette de l'ascenseur privatif  : Documentation

Je vous propose une documentation (complète ?) de la maquette que j'ai développée et présentée dans l'article publié le 25 Janvier 2015.

Dans le document, vous trouverez les résultats de mes recherches (aidé par les membres du VoLab de Vauréal) sur :
1) Les cartes Arduino Mega 2560 et adafruit motor shield
2) Les branchements des capteurs et actionneurs 
3) La programmation à l'aide d'ArduBlock, plugin (module d'extension) du logiciel Arduino de :
Contrôles et commandes à l'aide de boutons poussoirs et de capteurs fin de course
Moteur CC
Servomoteur à rotation continue
La commande « Tant que ... » (while)
La boucle « Si » (if)
Sous programme 

 

3ème : CI3 Revue de projet et choix de solutions techniques (Ascenseur privatif)

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Séance 1 : Solutions retenues
Choix du matériau pour chaque partie de la maquette de l'ascenseur privatif
 
Les élèves ont défini les formes générales de leurs maquettes (voir CI2 "Recherche de solutions techniques" séance 1).
A partir de maintenant, les élèves doivent développer une maquette définitive "en dur" afin de présenter son fonctionnement. Une seule maquette sera réalisée par classe.
Le premier travail est de déterminer les matériaux qui pourront être utilisés Le choix s'effectue après étude d'une liste.

Les capacités abordées sont les suivantes : (voir "Programme et capacités en 3ème") 
2.1 Identifier les relations principales entre solutions, matériaux et procédés de réalisation. (2)
2.3 Identifier les propriétés pertinentes des matériaux à prendre en compte pour répondre aux contraintes du cahier des charges. (1)
2.4 Hiérarchiser les propriétés des matériaux. (2)
2.5 Choisir un matériau dans une liste fournie en fonction d’un critère défini dans le cahier des charges. (3)
Le document "élève" en fichier LibreOffice est à télécharger ci-dessous :

3ème : L'ascenseur privatif

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La maquette de l'ascenseur privatif 

Comme chaque année, lorsque je propose un projet à mes classes, je le développe de mon côté afin de relever les problèmes qui peuvent se présenter.

J'en ai profité pour découvrir Arduino (cartes électronique, un environnement de programmation, une communauté qui échange).

http://www.vorobotics.com/wp/

Pour cette nouvelle expérience, je dois remercier les membres du VoLab de Vauréal (95), premier laboratoire de fabrication (fab lab) du Val d'Oise (association VOROBOTICS).

   Première difficulté : la programmation à l'aide du programme IDE d'Arduino et les lignes de programmation en C et C++ adaptés pour Arduino. Heureusement, je viens de découvrir la possibilité de programmer avec une interface graphique qui s'ajoute au programme (plugin ArduBlock)

Deuxième difficulté : les différentes cartes et les bibliothèques qui permettent de les programmer.

Grands avantages : matériel "open source", logiciel libre, une communauté importante.

J'ai donc développé une maquette "fonctionnelle" de l'ascenseur privatif et je vous propose un premier résultat de fonctionnement sans portes.

Exemple de la programmation de l'ascenseur privatif