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/

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 :

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 

 

4ème : CI5 Par quoi et comment sont réalisées l'acquisition et la transmission de l'information ?

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Séance 1 : Identifier la nature d'une information

A partir de la maquette du téléphérique du Vanoise Express, les élèves vont identifier les capteurs et les actionneurs, établir les liaisons physiques entre l'élément de traitement et les différentes périphériques, et pour finir, réaliser le programme de fonctionnement à l'aide du logiciel "Logicator".
La maquette numérique du téléphérique est en téléchargement ici :

La partie (5) "La communication et la gestion de l'information" est abordée en étudiant ce projet.

 

 

 
Pour cette séance, les capacités à acquérir sont les suivantes : ( Voir Capacités à acquérir en classe de 4ème )
5.3 Identifier les modes et dispositifs d'acquisition des signaux, des données (1).
5.5 Identifier les étapes d’un programme de commande représenté sous forme graphique (1).
5.6 Modifier la représentation du programme de commande d’un système pour répondre à un besoin particulier et valider le résultat obtenu (2).
5.7 Identifier une condition logique de commande (2).
5.8 Identifier les composants d’une interface entre chaîne d’énergie et chaîne d’informations (réels ou objets graphiques virtuels) (2).
5.9 Repérer le mode de transmission pour une application donnée (1).

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

4ème : CI3 Quelle est la source d'énergie extérieure utilisée par l'OT et quel élément permet de la convertir ?

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Séance 4 : La transformation de l'énergie

Dans cette séance, les élèves doivent identifier des éléments de conversion de l'énergie, proposer des expériences et présenter les résultats de leurs essais.
Le support utilisé est "la technologie solaire thermique".
J'ai moi-même expérimenté un montage de mon cru. J'ai encore utilisé des objets techniques en fin de vie que j'ai détournés de leur usage d'origine. J'avais déjà effectué cette démarche pour la maquette de portail automatique avec une imprimante. Certains vont avoir encore à redire sur le travail fourni par le professeur et le temps imparti pour réaliser des supports.

Voici le matériel utilisé :

1) Le capteur solaire :
Couvercle de carton pour ramette de papier, du papier d'aluminium alimentaire.

2) Le circuit d'eau :
Durite polyéthylène Ø 4 x 6 mm, noir.

3) La source d'énergie solaire :
Lampe halogène 

4) Le ballon de stockage :
Hydropulseur abandonné voué à la déchetterie (réserve d'eau + pompe à eau).

5) Le récipient d'eau de sortie :
Bouteille plastique découpée.

6) L'appareil de mesure de température :
Thermomètre infrarouge.

Pour cette séance, les capacités à acquérir sont les suivantes : ( Voir Capacités à acquérir en classe de 4ème)
1.1 Décrire sous forme schématique, le fonctionnement de l'objet technique (1).
1.7 Choisir et réaliser une solution technique (3).
2.2 Mettre en place et interpréter un essai pour mettre en évidence une propriété électrique ou thermique donnée (2).
3.2 Indiquer la nature des énergies utilisées pour le fonctionnement de l'objet technique (2).
3.3 Identifier dans la chaîne de l'énergie les composants qui participent à la gestion de l'énergie et du confort (1).

Le document "élève" en fichier LibreOffice est à télécharger ci-dessous :



Rentrée 2013-2014

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Mise en place de l'année

Une année supplémentaire se présente (33ème rentrée !) et je vous propose de suivre mes péripéties en 5ème, 4ème et 3ème.
Avant toute chose, j'aimerais mettre un gros point sur un "i" : ce que je présente dans ce blog n'est pas du cours clef en main mais une trame afin que chaque enseignant puisse développer ses projets. Généralement, vous ne trouverez pas de correction type (les élèves visitent aussi mon blog !) et surtout, étant dans une pédagogie d'investigation, chaque document peut être différent suivant les classes, les enseignants, les élèves.
D'autre part, j'ai des demandes de corrections de la part de collègues mais jamais aucun retour de retouche de document, d'évolution ou d'idée !! Le blog est ouvert depuis Juin 2009.
Pour cette année je reprends les différents déroulements des programmes en 5ème,  4ème et 3ème. Je n'ai toujours pas de 6ème.
Pour le programme de 5ème, pas de changement pour l'instant. Les travaux de l'année dernière sont encore d'actualité.
http://lecorsiergilles.blogspot.fr/2009/06/mise-en-place-du-cours-5eme.html
http://lecorsiergilles.blogspot.fr/2009/06/centres-dinterets-5eme.html
http://lecorsiergilles.blogspot.fr/2009/06/capacites-5eme.html
http://lecorsiergilles.blogspot.fr/2009/07/presentation-de-la-technologie-en.html
De même pour la classe de 4ème.
http://lecorsiergilles.blogspot.fr/2012/09/4eme-programme-2012-2013.html
Pour le niveau 3ème, je suis la même démarche que l'année dernière (voir message), mais au lieu de développer 3 projets, je n'en fais qu'un seul qui démarre avec le même support que l'année dernière : Le Vanoise Express. La différence cette année, nous n'allons pas étudier toute la remontée mécanique mais seulement la cabine.
 Je vais suivre la démarche du projet de l'Abris de bus développé par mon collègue Julian Doumergue et dont le dossier est mis en ligne sur le site de l'Académie de Versailles à cette adresse : http://www.technologie.ac-versailles.fr/spip.php?article409

4ème : CI4 Comment gérer le confort visuel et thermique tout en économisant de l'énergie ?

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Séance 2 : L'optimisation de la gestion des énergies

Suite à la séance1 sur l'optimisation de la gestion des énergies autour d'un terrain de golf, les élèves doivent étudier le système automatisé et sa chaîne d'informations.
Le logiciel utilisé est DOMOTIQUE4 déjà abordé dans le message du 31/03/12 sur les automatismes et domotique.

Pour cette séance, les capacités à acquérir sont les suivantes : ( Voir Capacités à acquérir en classe de 4ème )
5.1 Repérer, à partir du fonctionnement d'un système automatique la chaîne d'information (acquérir, traiter, transmettre), la chaîne d'énergie (alimenter, distribuer, convertir, transmettre) (1). 
5.2 Identifier les éléments qui les composent (1).
5.3 Identifier les modes et dispositifs d'acquisition des signaux, des données (1).
5.6 Modifier la représentation du programme de commande d'un système pour répondre à un besoin particulier et valider le résultat obtenu (2).
5.7 Identifier une condition logique de commande (2).
Le document "élève" en fichier LibreOffice est à télécharger ci-dessous :
Si les problèmes d'affichage perdurent avec Word Web App., le travail est téléchargeable en cliquant sur ce lien.

 

4ème : CI4 Comment gérer le confort visuel et thermique tout en économisant de l'énergie ?

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Séance 1 : L'optimisation de la gestion des énergies

Ce centre d'intérêt a pour but de montrer à l'élève :
- Comment les informations sont acquises par le système automatisé ?
- De quelles manières les informations sont communiquées à l’utilisateur et au système automatisé ?
- Comment sont traitées les informations recueillies ? 

Dans cette séance, les élèves doivent décrire le fonctionnement d'un objet technique automatisé avec ses capteurs et ses actionneurs, établir un croquis des chaînes d'énergie du système automatique et associer à chaque bloc du circuit le composant qui réalise la fonction.
Les élèves travaillent à partir d'un problème de dépense importante d'eau et d'électricité sur un terrain de golf.
Pour développer cette séance, je me suis appuyé sur le travail mis en ligne sur le site de l'académie de Versailles à cette adresse http://www.technologie.ac-versailles.fr/spip.php?article330 

Pour cette séance, les capacités à acquérir sont les suivantes : ( Voir Capacités à acquérir en classe de 4ème )
5.1 Repérer, à partir du fonctionnement d'un système automatique la chaîne d'information (acquérir, traiter, transmettre), la chaîne d'énergie (alimenter, distribuer, convertir, transmettre) (1). 
5.2 Identifier les éléments qui les composent (1).

Le document "élève" en fichier LibreOffice est à télécharger ci-dessous :
Si les problèmes d'affichage perdurent avec Word Web App., le travail est téléchargeable en cliquant sur ce lien.

4ème : CI3 Quelle est la source d'énergie extérieure utilisée par l'OT et quel élément permet de la convertir ?

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Séance 3 : Les systèmes automatisés et leur chaîne d'énergie

Dans cette séance, les élèves doivent décrire le fonctionnement d'un objet technique automatisé, représenter son circuit énergétique et associer à chaque bloc fonctionnel du circuit le composant qui réalise la fonction. Les élèves ont déjà abordé les sources d'énergie dans la séance 1 de CI3. 

Pour cette séance, la capacité à acquérir est la suivante : ( Voir Capacités à acquérir en classe de 4ème
1.1 Décrire sous forme schématique, le fonctionnement de l'objet technique (1).
1.2 Associer à chaque bloc fonctionnel les composants réalisant une fonction (2).
3.2 Indiquer la nature des énergies utilisées pour le fonctionnement de l'objet technique (2).
3.3 Identifier dans la chaîne de l'énergie les composants qui participent à la gestion de l'énergie et du confort (1).

Le document "élève" en fichier LibreOffice est à télécharger ci-dessous :
Si les problèmes d'affichage perdurent avec Word Web App., le travail est téléchargeable en cliquant sur ce lien.

 

Pour une fois, je vous propose une synthèse du centre d’intérêt n°3 afin que les élèves puissent s'y retrouver pour préparer l'évaluation.
Si les problèmes d'affichage perdurent avec Word Web App., le travail est téléchargeable en cliquant sur ce lien.

4ème : CI3 Quelle est la source d'énergie extérieure utilisée par l'OT et quel élément permet de la convertir ?

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Séance 2 : Les principales caractéristiques des lampes d'éclairage

Pour aborder cette séance, j'utilise l'ensemble "Investi énergie mis en oeuvre(K4N01)" Référence: K4N01 de chez Polydis. Bien sûr, comme à mon habitude, ce n'est pas de la publicité mais une référence de support de cours !!! Les documents fournis avec ce kit sont en ligne sur le site "Confort & Domotique" dans la partie "L'optimisation des consommations d'énergie - Éclairage d'une habitation". Pour les enseignants, il faut ouvrir un compte sur le "Réseau National de Ressources".
J'ai donc repris ces documents que j'ai adaptés à mes besoins dans mes classes. L'animation utilisée est à cette adresse :

Pour cette séance, les capacités à acquérir sont les suivantes : ( Voir Capacités à acquérir en classe de 4ème)

1.1 Décrire sous forme schématique, le fonctionnement de l’objet technique (1).
3.1 Comparer les quantités d'énergie consommée par deux objets techniques (2).
3.2 Indiquer la nature des énergies utilisées pour le fonctionnement de l'objet technique (2).

Le document "élève" en fichier LibreOffice est à télécharger ci-dessous :
Si les problèmes d'affichage perdurent avec Word Web App., le travail est téléchargeable en cliquant sur ce lien.

4ème : CI3 Quelle est la source d'énergie extérieure utilisée par l'OT et quel élément permet de la convertir ?

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Séance 1 : Déterminer les sources d'énergie qui assurent le fonctionnement des objets techniques.

Je propose une séance rapide pour démarrer le CI3 pour remettre un peu à jour les connaissances des élèves au niveau des sources d'énergies.

Pour cette séance, la capacité à acquérir est la suivante : ( Voir Capacités à acquérir en classe de 4ème)

3.2 Indiquer la nature des énergies utilisées pour le fonctionnement de l'objet technique (2).

Le document "élève" en fichier LibreOffice est à télécharger ci-dessous :
Si les problèmes d'affichage perdurent avec Word Web App., le travail est téléchargeable en cliquant sur ce lien.

4ème : CI2 Comment les contraintes sont-elles prises en compte dans la conception d’un objet technique ?

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Séance 3 : Recherche des contraintes dans le choix de solutions

Les élèves doivent établir le bilan énergétique d'une maison. Le cas est défini afin de faire le diagnostique à l'aide de l'application de performance énergétique de l'habitat disponible à l'adresse web suivante : 

http://www.leroymerlin.fr/big/diagnostic/logiciel_web/logiciel1_web.html

Une fois le bilan réalisé, ils doivent rechercher des solutions possibles pour améliorer l'habitation présentée.

 Pour cette séance, les capacités à acquérir sont les suivantes : ( Voir Capacités à acquérir en classe de 4ème) 

1.6 Rechercher et décrire plusieurs solutions techniques pour répondre à une fonction donnée (2).

3.1 Comparer les quantités d'énergie consommée par deux objets techniques (2)
Le document "élève" en fichier LibreOffice est à télécharger ci-dessous :
Si les problèmes d'affichage perdurent avec Word Web App., le travail est téléchargeable en cliquant sur ce lien.