L’utilisation du pack NXT comme support pédagogique ne se limite pas à la journalisation des données et à l’initiation à la robotique. La conception de prototypes ou de maquettes de systèmes automatisés complets est mise en œuvre au collège Roqua, en classe de 3ème, dans le cadre d’une démarche de projet.
Plus modestement, une réalisation collective peut être l’occasion de finaliser une maquette de système automatisé puis de configurer ce système à l’aide des éléments du pack NXT et du logiciel LME.
Voici des idées de maquettes de portail automatique commandées par la brique NXT. Elles ont été conçues et modélisées à l’aide du logiciel de CAO SolidWorks.
C’est à partir de ces modèles virtuels qu'une réalisation collective par équipes en 3ème a été mise en place en laissant une large place à l’investigation. Une façon de traiter le centre d’intérêt "Conception et réalisation d’un système automatisé".
Les places de parking d’une résidence de tourisme sont souvent occupées par des véhicules n’appartenant pas à leurs clients. Cet exemple de contexte peut amener nos élèves à rechercher et à comparer des solutions techniques pouvant être mises en œuvre pour limiter et contrôler l’accès des véhicules au parking d’une résidence.
Une application Portails développée à l’aide du framework Flex Open Source présente ces systèmes automatisés dans leur contexte d'utilisation sous forme de vidéos. Les élèves peuvent observer le fonctionnement réel de ces systèmes.
Après avoir choisi et étudié le fonctionnement d’une solution technique, les équipes doivent l’adapter à une maquette de clôture déjà existante.
Vous trouverez ci-dessous les éléments de cette clôture à télécharger au format SolidWorks :
En tenant compte de certaines contraintes (largeur de l’accès, hauteur de la clôture, etc.), les élèves créent une représentation numérique des battants, du coulissant ou de la barrière à l’aide du logiciel SolidWorks et d’une bibliothèques de composants disponibles. Les phases d’usinage sont ensuite préparées avec le logiciel EFICN sous la forme d’un fichier ISO. Les pièces sont alors usinées avec une fraiseuse à commande numérique (Charly4U). Il ne reste plus qu’à assembler ces pièces sur la maquette.
La configuration de la chaîne d’énergie et de la chaîne d’informations est ensuite réalisée à l’aide des servomoteurs et des capteurs de la brique NXT. Plusieurs essais sont nécessaires pour positionner correctement les différents éléments. Ces essais sont effectués en choisissant des programmes préétablis en NXT-G. Après avoir testé le bon fonctionnement de leur système, les élèves peuvent modifier un programme pour l’adapter à un nouveau besoin.
Solution n°1 : le portail battant avec signalisation
Les éléments des portails battants à télécharger au format SolidWorks :
Exemple de programme en NXT-G réalisé par les élèves :
Solution n°2 : le portail coulissant avec signalisation
Les éléments des portails coulissants à télécharger au format SolidWorks :
Exemple de programme en NXT-G réalisé par les élèves :
Solution n°3 : la barrière levante avec signalisation
Les éléments de la barrière levante à télécharger au format SolidWorks :
Exemple de programme en NXT-G réalisé par les élèves :
Ci-dessus, les mises en plan des maquettes de clôture, de coulissants ou de battants usinés par les élèves de 3ème :