Supports peda:Technologie - Projet OpenWoodChair avec Micro:bit

Origine du projet

Cette séquence pédagogique fait partie du projet pilote expérimental mené au Collège des Hautes Ourmes à Rennes (35). Ce projet mis en oeuvre du 14 janvier 2019 à juin 2020, est co-construit par le conseil départemental d'Ille et Vilaine, les collèges sélectionnés, leurs partenaires ainsi que l'association My Human Kit. Il vise à sensibiliser les collégiens au handicap via la fabrication numérique. Cette séquence a été co-construite avec Séverin Druart (professeur de technologie) et testé en classe de 5ème au Collège des Hautes Ourmes, Rennes.

Description de la séquence pédagogique

Démarche de projet cycle 4 (testé en classe de 5ème) cours de technologie

Ce projet s'inspire de l'aide technique OpenWoodChair, une chaise roulante électrique faite à partir de matériaux de récupération développé par My Human Kit.

Les collégiens seront amenés à rechercher une solution technique pour commander à distance une maquette de l'OpenWoodChair.

Situation problème :

Une fois dans son lit, avant de dormir, un jeune en situation de handicap veut pouvoir mettre son fauteuil roulant électrique en charge sur sa borne pendant la nuit. Trouvez une solution peu coûteuse et adaptée à un enfant n’ayant pas de motricité fine.

Compétences travaillées

• Imaginer des solutions en réponse aux besoins, matérialiser des idées en intégrant une dimension design
• Réaliser, de manière collaborative, le prototype d’un objet pour valider une solution.
• Lire, utiliser et produire, à l’aide d’outils de représentation numérique, des choix de solutions sous forme de dessins ou de schémas.
• Mesurer des grandeurs de manière directe ou indirecte.
• Imaginer des solutions pour produire des objets et des éléments de programmes informatiques en réponse au besoin.
• Écrire, mettre au point (tester, corriger) et exécuter un programme commandant un système réel et vérifier le comportement attendu.
• Écrire un programme dans lequel des actions sont déclenchées par des événements extérieurs

Ressources existantes

Micro:bit

Fonctionnalités de la carte Micro:bit

Documentation de l'éditeur de code Makecode

Editeur de code Makecode

Logiciel de modélisation 3D Tinkercad

Equipe encadrante

• Professeur

Participants

• classe entière organisée en six îlots

Matériel nécessaire

fabrication de 6 maquettes de l'OpenWoodChair

• 6 cartes Micro:Bit
• 6 shields Grove pour Micro:Bit
• 6 batteries 5000mAh
• 12 servo-moteurs à rotation continue
• 12 roues
• 6 Roues libres 3/8
• 12 câbles Grove
• contreplaqué ep.3mm
• filament pour impression 3D

matériel pour 6 télécommandes

• 6 cartes Micro:Bit
• 6 supports de piles LR03
• 12 piles LR03
• filament pour impression 3D

Outils nécessaires

• découpeuse laser :

fabrication des maquettes de l'OpenWoodChair par le professeur

• imprimante 3D :

fabrication des maquettes de l'OpenWoodChair par le professeur

fabrication des télécommandes par les élèves en classe

• ordinateur et connexion internet pour programmer sur le site Makecode

Fichiers source

Programme avec Makecode : Fichier:Technologie-openwoodchair-microbit-makecode.zip

File:Dossier fauteuil - Activités élèves 2019 (N&B).pdf

File:trace écrite.pdf (ce que les élèves écrivent dans leur cahier et qu'ils doivent retenir, voir déroulé)

Maquette :

• modèles 3D des supports de batterie et de la carte programmable Micro:bit : Fichier:Supports-maquette-openwoodchair.zip
• découpe laser : Fichier:Maquette-openwoodchair-laser.zip

Le fichier de découpe laser a été conçu pour du contre plaqué de 3mm d'épaisseur, des moteurs, des roues et une roue libre de dimensions suivantes :

• servo: 41 x 38 x 20 mm
• roue: Ø38 x 20 mm
• roue libre : 19 x 12,5 x 10 mm, diamètre bille: 3/8 ou 9,5 mm

Étapes d'assemblage :

Assemblage des éléments de la chaise découpés au laser :
La colle a bois est recommandée. Vous pouvez utiliser du ruban adhésif de peintre pour faire tenir les pièces le temps du séchage.

• 

  Ensemble des pièces découpées

• 

  Etape 1 : prendre ces trois pièces

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  Etape 1 : monter et coller les pièces ensemble

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  Etape 2 : prendre ces deux pièces

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  Etape 2 : retourner le fauteuil et monter et coller les pièces

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  Etape 3 : prendre ces deux pièces

• 

  Etape 3 : monter et coller les pièces ensemble

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  Etape 4 : prendre ces deux pièces

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  Etape 4 : monter et coller les pièces

• 

  Etape 5 : prendre cette pièce

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  Etape 5 : glisser le dossier sans le coller. Le montage des éléments découpés au laser est terminé

Coût

Dans le cas où le collège n'aurait pas les moyens d'acheter le matériel, il est possible de se faire prêter des cartes et des shields micro:bit par la fondation "CGénial" dans le cadre de l'action "Yes we code"

https://www.cgenial.org/82-nos-actions/162-yes-we-code

• carte Micro:Bit = 20 €
• shields Grove pour Micro:Bit = 10,80 €
• batterie 5000mAh = 12 €
• Servo-moteur à rotation continue + roue S04NFW = 10 €
• Roue libre 3/8 = 2,20 €
• lot de 5 câbles Grove : 1,85 €
• plaque de contreplaqué de peuplier ep.3mm 2,5m x 1,22 m = 28,90 €
• 1 bobine de filament PLA = 13 €
• support de piles LR03 = 1,35 €
• 12 piles LR03 = 10 €

Coût total estimé pour une classe entière = 270,75 €

+ prêt des cartes et shields Micro:Bit par la fondation "CGénial" ou achat cartes et shields Micro:Bit (304,80 €)

+ éventuels frais de découpe laser dans un makerspace (Il est aussi possible d'adapter la maquette à sa fabrication par un CharlyRobot, ou autres fraiseuses à commande numérique)

Durée estimée

Fabrication des maquettes

deux jours

Durée de la séquence

classes test (5ème en classe entière) 8 séances de 1h30

Déroulé de la séquence pédagogique

• Reformulation de la problématique par les élèves

• Identification du besoin

• Lister les contraintes à respecter

• Structuration des compétences - trace écrite - évaluation

• Recherche de solutions sous forme de planches tendances, croquis, dessins, schéma, algorithme (exemple de File:planche tendance.zip)

• Structuration des compétences - trace écrite - évaluation

• Répartition des tâches au sein des îlots

• Mise en œuvre des solutions (modélisation 3D et programmation par blocs) - évaluation formative

• Évaluation sommative (programmation et modélisation 3D)

• Impression 3D, assemblage, test

• Communication - revue de projet