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 : bras_manip_etincel

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)

Main robotisée

Développée au fablab de Vauréal (95) :

 

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J'avais commencé à développer une main robotisée (voir article précédent) mais de nombreux problèmes subsistaient (programmation Arduino, AppInventor).
J'ai travaillé sur une main robotisée qui m'a emmenée vers des solutions inattendues et de la programmation orientée objet (POO) avec Arduino.
L'ensemble est maintenant opérationnel.
Vous trouverez toute la documentation à cette page : Main robotisée

La vidéo suivante présente la main robotisée modélisée sous Fusion 360 et simulant les déplacements des doigts.

Prochainement, je réaliserai une vidéo présentant les essais et l'application créée sous AppInventor.

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/

Soufflerie

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La soufflerie

Deux élèves de première S du lycée de La Montagne de Valdeblore m'ont contacté pour utilisé le projet de soufflerie pour leurs Travaux Personnels Encadrés.

J'avais développé ce travail pour les élèves de 6ème dans l'article suivant : 6ème CI6 Réalisation collective.
La soufflerie est présentée dans cette vidéo :

La soufflerie est documentée sur le site du Volab de Vauréal à cette adresse.

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.

FabLab de Vauréal (95)

Quelques idées de développement :

 

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Je fais parti du fablab de Vauréal (95) et je me permets de vous soumettre quelques idées et documents de projets développés au sein de l'association : robots, tutos, documentations imprimantes 3D, modeleur 3D.
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 :

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 

 

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 : 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 :