6ème : CI6 Réalisation collective

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Véhicule à sustentation magnétique 

Voici sûrement un des derniers articles niveau 6ème publié dans ce blog vu les changements à venir dans les nouveaux programmes.
Le travail que je présente ici fait suite aux articles développés en Février 2014 sur la sustentation magnétique.
Ce projet tourne autour de la transition écologique et le développement durable. Dans cet article sont présentés un véhicule à sustentation magnétique avec la programmation Arduino et des essais en soufflerie.
Au final, les élèves créent des formes de véhicules puis les essaient en soufflerie.
Les capacités abordées sont les suivantes : (voir "Programme et capacités en 6ème") 
6.3 Réaliser en suivant un protocole donné. (2)
6.5 Réaliser un assemblage ou tout ou partie d'un objet technique en suivant une procédure normalisée (2)
6.7 Tester le fonctionnement (2)
6.9 Confronter le résultat à celui attendu. (2)

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



Le banc d'essais du véhicule à sustentation magnétique est présenté dans cette vidéo :

 La soufflerie est présentée dans cette vidéo :

 
Il est possible d'utiliser ce travail pour les nouveaux programmes dans au cycle 4 dans un EPI (Enseignement pratique Interdisciplinaire) :
Transition écologique et développement durable :
Avec la géographie, les sciences physiques, les SVT, des travaux peuvent être conduits sur  l'urbanisme ou transport en ville.

5ème : CI1 Comment est le quartier du collège ?

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Séance 1 : Le besoin

Les élèves qui arrivent cette année en classe de 5ème n'ont pas eu de cours de technologie en classe de 6ème (pas de professeur dans mon collège l'année dernière !!).

J'ai dû donc retoucher la première séance proposée l'année dernière.
Je  suis appuyé sur le travail présenté sur le site de la technologie de l'académie de Versailles.
Les élèves doivent énoncer graphiquement le besoin auquel répond l'objet technique.

La capacité abordée est la suivante : (voir "Programme et capacités en 5ème")
1.1 Identifier des fonctions assurées par un objet technique.
Le document élève est en téléchargement au format OpenOffice à cette adresse :

Je vous propose  une fiche bilan afin de préparer une évaluation : 

 

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