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

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Séance 2 : Répondre à un besoin domestique

Le support d'étude est un portail automatique. 
Je me suis servi du travail développé par G. Anguenot et mis en ligne sur le site de l'Académie de Versailles à cette adresse : http://www.technologie.ac-versailles.fr/spip.php?article326 
J'ai retouché les documents afin de les adapter pour me les approprier et pour le travail de mes élèves.
Les élèves doivent énoncer le besoin auquel répond l'objet technique, énumérer les contraintes et choisir la solution la mieux adaptée aux contraintes.
Cette séance permet d'aborder l'énoncer du besoin sous forme graphique et le diagramme des inter-acteurs afin de rédiger les fonctions de service attendues du futur produit.

Pour cette séance, les capacités à acquérir sont les suivantes : ( Voir Capacités à acquérir en classe de 4ème)
1.4 Mettre en relation des contraintes que l’objet technique doit respecter et les solutions techniques retenues (2).
1.6 Rechercher et décrire plusieurs solutions techniques pour répondre à une fonction donnée (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 1 : Déterminer un besoin domestique

Les élèves doivent énumérer différents besoins domestiques liés au confort de vie et énoncer la fonction d'usage des objets techniques cités dans les hypothèses.

Pour cette séance, la capacité à acquérir est la suivante : ( Voir Capacités à acquérir en classe de 4ème)
1.4 Mettre en relation des contraintes que l’objet technique doit respecter et les solutions techniques retenues (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 : CI1 Comment le contexte historique et géographique influe-t-il sur la conception ?

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Séance 3 : Etude de l'évolution d'un objet technique 

En repartant du travail effectué dans la séance 2, les élèves doivent montrer les étapes de l'évolution de l’objet technique à travers les temps.
Ils reprennent le thème déjà évoqué (Communiquer à distance, laver le linge, aspirer la poussière, repasser le linge, faire du café, tondre la pelouse). Les élèves doivent trouver une invention et son inventeur se rattachant aux objets techniques et au thème étudiés (Matériau, énergie, solution technique).
Pour cette séance, la capacité à acquérir est la suivante : ( Voir Capacités à acquérir en classe de 4ème).
4.3 Repérer dans les étapes de l’évolution des solutions techniques la nature et l’importance de l’intervention humaine à côté du développement de l’automatisation (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 : CI1 Comment le contexte historique et géographique influe-t-il sur la conception ?

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Séance 2 : Comparaison d'objets techniques

En repartant du travail effectué dans la séance 2, les élèves doivent montrer les étapes de l'évolution de l’objet technique à travers les temps.
Ils reprennent le thème déjà évoqué (Communiquer à distance, laver le linge, aspirer la poussière, repasser le linge, faire du café, tondre la pelouse). Les élèves doivent trouver une invention et son inventeur se rattachant aux objets techniques et au thème étudiés (Matériau, énergie, solution technique).
Pour cette séance, la capacité à acquérir est la suivante : ( Voir Capacités à acquérir en classe de 4ème).
4.3 Repérer dans les étapes de l’évolution des solutions techniques la nature et l’importance de l’intervention humaine à côté du développement de l’automatisation (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 : CI1 Comment le contexte historique et géographique influe-t-il sur la conception ?

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Séance 2 : Comparaison d'objets techniques 

 Les élèves vont devoir comparer un objet technique à 2 époques différentes et mettre en évidence l'intérêt des évolutions. Les travaux seront présentés au reste de la classe à l'oral et évalués.

Le travail s'effectue par ilots et chaque groupe doit étudier un objet technique se rapportant à un de ces thèmes :
- Communiquer à distance
- Laver le linge
- Aspirer la poussière
- Repasser le linge
- Faire du café
- Tondre la pelouse.
Pour cette séance, les capacités à acquérir sont les suivantes : ( Voir Capacités à acquérir en classe de 4ème).
4.1 Associer l’utilisation d’un objet technique à une époque, à une région du globe (2)
4.2  Comparer les choix esthétiques et ergonomiques d’objets techniques d’époques différentes (2)
Le document "élève" en fichier LibreOffice est à télécharger ci-dessous :

4ème : CI1 Comment le contexte historique et géographique influe-t-il sur la conception ?

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Séance 1 : La découverte de la domotique

A partir de vidéos présentant des installations domotiques dans une maison, les élèves doivent définir les termes "Domotique et Confort" et ensuite rechercher les domaines d'application.

Plusieurs vidéos sont disponibles sur l'Internet et vous pouvez utiliser la suivante : 

 Les élèves vont devoir rédiger la situation problème (résumé de la vidéo) pour définir avec leurs mots les différents termes se rattachant à la domotique.

Pour cette première séance, je n'ai pas associé de capacités à acquérir mais il est possible, en cherchant bien, dans la partie "1. L'analyse et la conception de l'objet technique", d'aborder la capacité 1.6 Rechercher et décrire plusieurs solutions techniques pour répondre à une fonction donnée dans cette séance. ( Voir Capacités à acquérir en classe de 4ème).
Le document élève est à télécharger en fichier LibreOffice ci-dessous :

4ème : Programme 2012-2013

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Mise en place de l'année

Ce qui devait arriver arriva et j'ai donc le niveau 4ème cette année. Je suis la classe à projet "Architecture (voir 5ème) et je prends donc les autres classes de 4ème en même temps. J'abandonne momentanément les 6ème cette année.

Avec une collègue, nous avions préparé les 3 premiers Centres d'Intérêts à partir du travail de ma femme (voir message du 27/12/2010).

Je vous propose les documents mis à jour en téléchargement au format LibreOffice ci-dessous

1) Les capacités en classe de 4ème :

https://r.office.microsoft.com/r/rlidExcelEmbed?su=-5434434826291048179&Fi=SDB49502517FE9110D!2553&ak=t%3d0%26s%3d0%26v%3d!ABppmdlfDVkvMDQ&kip=1

2) La fiche de préparation des 3 premiers Centres d'Intérêts :

https://r.office.microsoft.com/r/rlidExcelEmbed?su=-5434434826291048179&Fi=SDB49502517FE9110D!2555&ak=t%3d0%26s%3d0%26v%3d!ACmc-EL9hSqNiAY&kip=1

3) La présentation de l'année de 4ème :



4ème : Automatisme et Domotique

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Ma collègue de technologie m'a fait découvrir une application gratuite et superbe sur la domotique !
Le logiciel Domotique4 est une application qui s'adresse principalement aux élèves de collège. De nombreuses mises en situation et de grandes possibilités de programmations sont disponibles.
L'application est téléchargeable, pas d'installation sur disque dur mais un autoexec directement.
Vous trouverez toutes les explications à cette adresse : http://sites.google.com/site/domotique4/home

Automatisme et robotique (PICAXE) Ter

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Retour d'expérience (technologie PICAXE)

Attention !!! Les liens qui étaient proposés ne sont plus valables.

Retrouvez tous les fichiers et la documentation sur A4 à cette adresse : RoboTribu (K-RT) — Wiki A4.fr

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J'ai enfin terminé la partie "mécanique et câblage" des 3 robots du Pack découverte (Voir message précédent "Automatisme et robotique (PICAXE) Bis").
J'ai donc commencé la partie programmation. Vous retrouverez toutes mes explications et les liens utiles afin de télécharger logiciel et driver  dans le message daté du 16 mars 2011 "Automatisme et robotique (PICAXE)"

1. J'ai commencé par le "Robotpilot" et .... déjà des difficultés : je travaille avec le logiciel "Programming Editor" et avant de d'envoyer le programme au robot, vérifiez bien que le cavalier (sur la carte électronique) est bien placée sur "PROG". Ensuite pour l'utiliser, placez le cavalier sur "RUN".(Un long moment pour trouver le problème de non fonctionnement !). Une fois ce problème résolu, tout fonctionne pour le mieux !!!
2. Passons au RobotMoto qui m'a posé de gros problèmes au niveau des moteurs très faibles en puissance et refusant pour le droit de tourner une fois la roue montée. Après toutes les vérifications, je me suis résigné : "Il est en panne !"
3. Je me suis attelé au RobotServo et tout semblait fonctionner à merveille sauf le moteur gauche qui refusait de s'arrêter et tournait tout doucement à l'envers. Je reprends tout le circuit, toutes les vérifications d'usages et .... encore une fois, je me résigne : "Il est en panne !"

Je finis par contacter par mail le fournisseur qui a un service spécial après-vente Picaxe. Voici la copie de ce mailà la fin de ce message.
J'ai contacté le SAV par téléphone ensuite comme demandé en réponse. J'ai eu le plaisir de discuter avec Monsieur Denis Hoffschir de la société qui a su m'écouter, prendre en compte mes problèmes, rechercher des solutions (pratiquement 1h30). Pour le robotServo, c'est simplement un problème de réglage de l'arrêt et donc ce monsieur m'a envoyé un petit programme de débugage "Test valeur arret rotation continue.cad". Une fois le programme lancé, plus de problèmes.
Il restait donc le RobotMoto, et là, peut-être un problème d'ampli ? Et donc, je n'ai plus qu'à le renvoyer à la société pour dépannage.
Ces 3 robots étant la propriété du collège de ma femme (c'est toujours Colombo pour les vieux !), je vais acheter le même Pack découverte qui me semble très intéressant une fois prêt à être utilisé.
Voici, pour l'instant la fin de cette série commencée Pendant les vacances d'hivers 2011.
J'espère que ça peut vous aider et je suis à votre disposition pour répondre (dans la mesure du possible) à vos question.

Envoyé : jeudi 2 juin 2011 18:04
> À : picaxe@a4.fr
> Objet : Problemes Robotservo et RoboMoto
> Importance : Haute

Bonjour,
> Je suis professeur de technologie et j'ai voulu tester votre kit RoboTribu. Beaucoup de déconvenues mais enfin j'arrive aux tests.
> Aucun problème de fonctionnement avec RobotPilot.
> 1) RobotServo : quelque soit le programme que je télécharge, le servomoteur MG refuse de s'arrêter mais tourne tout doucement dans le sens horaire (recule). Il semble que le servomoteur reçoive une instruction très faible ???
> 2) RoboMoto : un des moteur refuse de tourner lorsque je monte la roue avec l'axe et la roue dentée. Les moteurs semblent très faibles alors que j'ai vérifier le montage avec le jeu pour obtenir une rotation sans efforts.
> Mes piles sont neuves, j'ai vérifié les différents câblages, les circuits imprimés et j'ensuis à me demander ce que je vais faire de mes deux robots en panne ???
> Comment dois-je faire pour vous renvoyer les deux robots pour dépannage ?
> J'étais prêt à acheter un autre kit mais maintenant, je me pose de nombreuses questions sur la suite de ma démarche pour développer les automatismes dans mon établissement.
> Merci pour votre réponse rapide et l'aide que vous pourrez m'amener
> M. Lecorsier

Automatisme et robotique (PICAXE) Bis

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Retour d'expérience 2 (technologie PICAXE)

Voici un petit moment, je vous avais décrit mes déboires avec le Pack découverte comprenant 3 robots en kit à base de technologie PICAXE. (Voir message précédent "Automatisme et robotique (PICAXE)")

Attention !!! Les liens qui étaient proposés ne sont plus valables.

Retrouvez tous les fichiers et la documentation sur A4 à cette adresse : RoboTribu (K-RT) — Wiki A4.fr

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Je pensais en avoir fini avec les problèmes mais non ! des surprises m'attendaient !!
Je me suis attaqué au RobotServo qui détecte un obstacle et effectue des manœuvres d'évitement.
Le plan de câblage n'étant pas clair, je vous propose une correction avec les repères et les références sur ce document en téléchargement ici :

Pour la partie câblage extérieur, le plan est encore faux : un des microrupteurs est mal câblé (la borne commune est inversée, seule la borne du milieu est bonne).

Pour le branchement des servomoteurs, il faut se référer à la photo car il n'y a pas de détrompeur ! Le fil noir est le 0V, le fil rouge V+ et le fil blanc pour la commande.

Automatisme et robotique (PICAXE)

Retour d'expérience (technologie PICAXE)

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Pour développer les automatismes au collège, ma femme (c'est du Colombo pour les plus vieux !) a acheté chez un de nos fournisseurs bien connus le Pack découverte comprenant 3 robots en kit à base de technologie PICAXE :
- 1 robot "Détection de ligne",
- 1 robot "Détection d'obstacles"
- 1 robot "Détection d'obstacles" avec servomoteurs.

Ces 3 robots semblent très efficaces pour se familiariser rapidement à la robotique et à la programmation.
L'offre comprenait donc les 3 robots en kit + 1 CD avec toutes les explications (je suppose) + 1 câble de programmation USB offert !

Attention !!! Les liens qui étaient proposés ne sont plus valables.

Retrouvez tous les fichiers et la documentation sur A4 à cette adresse : RoboTribu (K-RT) — Wiki A4.fr

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La première surprise au déballage du colis, pas de CD ! Il a donc fallu retrouver les fichiers sur le site du fournisseur.
-1 Le dossier technique
-2 Le driver pour câble USB (le bon ! car soucis avec celui mis en ligne sur le site pour w7). Vous le trouverez vers le bas de la page.
-3 Le dossier pour la procédure d'installation du câble USB
Ne sachant pas quel logiciel choisir, j'ai téléchargé :
-4 Le logiciel Programming Editor
-5 le logiciel version de démonstration PicLogicator
-6 Dossier Note d'application de la carte MotoPilot. (je vous expliquerai plus tard)
-7 Le dossier des programmes de l'exemple d'application
-8 J'ai déniché un travail très intéressant sur le site du collège de Sancerre portant sur la programmation des cartes Picaxe avec le logiciel "Programming Editor" sous forme de cahier numérique interactif.

Toutes ces recherches m'ont fait perdre un bon moment et beaucoup de mon calme. Nous avons contacté le fournisseur afin de signaler notre étonnement par rapport au CD non fourni et une charmante personne nous a simplement dit que le CD n'était pas finalisé (?) et qu'il nous restait la solution du téléchargement (avec la recherche difficile sur le site !)

J'ai enfin pu me lancer dans le montage des parties mécaniques de chaque robot :
- Le dossier technique présente tous les dessins de définition de chaque pièce (inutile à mon goût) mais n'explique pas certaines subtilités comme les axes de roues qui doivent être sciés dans une barre de 166 mm de longueur. Il faut comprendre !
- On nous parle d'un morceau de tube de longueur 12 mm pour l'emmanchement de l'axe. Pas trouvé !
- Dans les différentes nomenclature, nous trouvons des vis de différentes dimensions. Le nombre et les dimensions des vis fournies sont très aléatoires ! (au petit bonheur la chance).
- Sur le robotPilot, un interrupteur Marche/Arrêt mais pas d'emplacement pour le fixer. J'ai donc fait une encoche sur la platine.

Le reste est assez simple mais j'ai passé une après midi (3 heures) pour monter la partie mécanique des robots.
La semaine suivante, j'ai profité du mauvais temps afin de poursuivre mes montages de robots.

Je suis donc passé à la partie électronique :
- J'ai commencé par le robot "Détection d'obstacles" qui me semblait plus simple car la carte déjà câblée.
- Le plan de câblage est très sommaire et truffé d'erreurs : le + et le - de alimentation de la carte sont inversés, les microrupteurs sont mal câblés (la borne commune est inversée, seule la borne du milieu est bonne).
- Aucune explication par rapport aux condensateurs qui me semble être faits pour être soudés aux bornes des moteurs si des problèmes de rotation se présentent (?)
En fin d'après midi, j'étais prêt pour les premiers essais.

Voici le grand moment de programmation, de chargement du programme sur le robot et le premier fonctionnement.
- Je branche le câble USB fourni et mon ordinateur me demande le driver. Malheureusement, le driver téléchargé sur le site du fournisseur de robots (et autres) ne fonctionnait pas. Encore une perte de temps et enfin,, j'ai trouvé le bon driver (voir plus haut dans le message).
- J'installe le premier logiciel Programming Editor et je recherche le fichier ARRET.cad qui est introuvable. Je finis donc par le faire moi-même. (j'ai trouvé bien plus tard le fichier Le dossier des programmes de l'exemple d'application)
- Je branche le robot "Détection d'obstacles" et je charge le programme sans problème !
- Que faire maintenant ? Je mets l'interrupteur sur Marche : Rien ! Encore un bon moment avant de trouver le fichier explicatif Dossier Note d'application de la carte MotoPilot qui montre un petit dessin anodin mais très important expliquant l'utilité du cavalier RUN/PROG qui doit être sur la position PROG afin de charger le programme et sur la position RUN pour exécuter le programme.

Si vous êtes arrivez au bout de mon article, vous pouvez vous rendre compte que j'ai déjà passé 2 après-midi complètes pour enfin faire fonctionner 1 microrobot (les autres ne sont pas encore câblés). Je suis d'une formation industrielle et je suis encore capable de m'en sortir, mais ma femme (voir le début du message) est d'une formation éco-gestion et je ne vous raconte pas le gros souci. Elle était prête à abandonner. Je rappelle le peu de moyens dont nous disposons et le prix du Pak découverte de 103,00 € HT + frais annexes. Même si le service après-vente est très disponible, agréable et à l'écoute, il me semble qu'un tel produit doit être entouré de plus de sérieux dans les dossiers explicatifs.
Une chose très positive : une fois le robot monté, je maintiens ce que je disais en préambule, ces 3 robots semblent très efficaces pour se familiariser rapidement à la robotique et à la programmation.
 

4ème : Mise en place des séances

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Centres d'Intérêts 1,2 et 3

Depuis que je développe ce blog, je n'ai pas eu de classe de 4ème ! Voilà la raison pour laquelle le programme de ce niveau est le maillon faible de mon travail !
Mon épouse a bien voulu m'aider et accepter de publier une partie de son travail. Nous avions déjà mis en ligne une ébauche du programme de 4ème dans un message du 25 Aout 2010.
Le document que nous vous présentons présente les 3 premiers Centres d'Intérêt :
CI1 Comment le contexte historique et géographique influe-t-il sur la conception ?
CI2 Comment les contraintes sont-elles prises en compte dans la conception d'un objet technique ?
CI3 Quelle est la source d'énergie extérieure utilisée par l'objet technique et quel élément permet-il de la convertir ?
Le document, en fichier Open Office, est en téléchargement ici :

4ème : Programme 2010-2011

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Avec ma femme (aussi professeur de technologie !), nous avons étudié, à nouveau, le programme de 4ème. Lequel nous a donné beaucoup de difficultés.
Je signale que nous ne faisons aucune publicité, que nous ne sommes pas à la solde de quelques éditeurs et que les repères de livres de technologie ne sont que des aides et des possibilités de supports. Nous avons travaillé avec les spécimens envoyés par les éditeurs dans nos établissements (aucun favoritisme de notre part !).
Le travail que nous vous proposons découpe l'année en Centres d'Intérêts avec les capacités à acquérir, les besoins, la durée (indicative) et le matériel.
Nous nous sommes aidés du document "Ressources pour faire la classe en 6ème, 5ème, 4ème et 3ème" dont j'ai déjà parlé dans un message "4ème : Programme" du Jeudi 18 Juin 2009.

4ème : Par quoi et comment est commandé un objet technique ?

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J'ai découvert deux sites internet qui présentent beaucoup de programmes d'usage libre et gratuit dans les domaines scientifique et technique.
http://admr.cad.free.fr met à disposition des programmes développés par un professeur de construction mécanique : Le logiciel "LOGI" permet la simulation de portes logiques (et bien d'autres !!)
http://assoft.free.fr/ diffuse des logiciels gratuits, ou des versions gratuites de logiciels commerciaux : le logiciel "ALGOSTUD" permet le développement graphique à base d'algorigramme.
Tous ces logiciels semblent fonctionner sous Windows mais je n'ai pas encore eu le temps de les essayer.
Il me semblent que certains logiciels pourront être de bons outils pour nos élèves.

4ème : Programmation d'un robot

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Un ami (professeur de technologie aussi) m'a fait découvrir un petit bijou ! Pour les collègues qui n'ont pas les moyen d'acheter un robot, voici un petit programme gratuit permettant de commander un robot virtuel. "RobotProg" permet un apprentissage progressif de la programmation par niveaux successifs. Un tutoriel permettant une progression par étapes dans "RobotProg" est disponible sur ce site http://www.physicsbox.com/indexrobotprogfr.html

Confort & domotique

[Plan du site]

Des ressources sont accessibles en ligne. Le site est constitué d'un espace "enseignant" et d'un espace " élèves". Pour y accéder, vous devez vous inscrire via le site du RNR technologie
http://ww2.ac-poitiers.fr/rnrtechno/ (lien ressources "Confort et domotique") en utilisant votre adresse de messagerie professionnelle.

4ème, 3ème : Maquette portail automatique

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La fin de l'année s'approche et je me pose beaucoup de questions pour les programmes de 4ème et de 3ème de l'année prochaine. (Je n'ai pas eu de 4ème cette année).
Classe de 3ème :
Je réfléchis à mettre en place un travail de recherche sur l'automatisation du portail du collège (même s'il existe déjà !) en classe de 3ème. Les centres d'intérêts sont confondus avec les étapes du projet. Le travail doit aboutir à une maquette du portail.
Classe de 4ème :
La maquette que j'ai réalisée pour mes essais va servir comme support en classe de 4ème dans le Centre d'Intérêt "Conception et réalisation d'un système automatisé"
Une petite application très simple en plus pour compléter le travail trouvée sur le net à télécharger ici : portail-auto.zip
Le dossier avec le schéma électrique, quelques photos et la vidéo sont en téléchargement ici : dossier_portail.zip.

Programmes et capacités

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Il semble que des problèmes de téléchargement se produisent avec Internet Explorer. J'ai fait des essais et effectivement, quelques soucis !
J'ai ensuite essayé avec Mozilla et OH SURPRISE, plus de problèmes.
Je vais tout de même essayer de réparer le problème sous IE.
Les fichiers se décompressent et s'ouvrent avec OpenOffice 3.
J'ai mis les différents dossiers en téléchargement à une nouvelle adresse. Chaque dossier comprend les capacités et le découpage annuel.
Programme 6ème
Programme 5ème
Programme 4ème
Programme 3ème
Merci pour m'avoir prévenu.
Les problèmes sont normalement corrigés

4ème, 5ème : Mur décoratif éclairant

[Plan du site]

Depuis quelques temps, j'écoute l'émission "Votre maison" sur RMC (pas de pub !) le Samedi de 8h00 à 10h00, qui peut être très intéressante autant en cinquième qu'en quatrième.
Une présentation de mur éclairant m'a attirée et j'ai donc essayé d'en faire une maquette pour voir si on pouvait l'utiliser en classe. Le résultat est très simple, ne coûte pratiquement rien (plein de LED dans nos tiroirs) et rapide à mettre en oeuvre avec la possibilité de personnaliser le produit.
J'ai préparé un dossier complet : document de montage, maquettes SolidWorks, fichiers eDrawing. L'ensemble des documents est téléchargeable en cliquant sur ce lien.

4ème : Présentation de la technologie

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Je viens de rentrer de vacances (Massif central puis Baie de Somme !) et je remercie les collègues qui ont apprécié mon travail.
Je m'empresse donc de poursuivre et de mettre en ligne le document expliquant la technologie en 4ème comme je l'ai fait dans les autres niveaux (6ème, 5ème).

Le fichier est en téléchargement à cette adresse au format .odt (OpenOffice)
http://pagesperso-orange.fr/gilles.lecorsier/presentation_annee4.zip

Certains collègues préfèrent le format Word à l'adresse suivante
http://pagesperso-orange.fr/gilles.lecorsier/presentation_annee4.doc