Download - Mini-projet « mécanisme
ACTIVITÉS PÉDAGOGIQUES SOUS FORME DE
MINI-PROJETS
ILLUSTRATION ET RETOUR D’EXPÉRIENCE
GILLES MOISSARD – DAVID VIOLEAU
Sommaire
- Définition des projets- Exemple 1 : mini projet « mécanisme » 1ère année- Exemple 2 : mini projet de fin d’année- Exemple 3 : mini projet « mécanisme » 2ème année
Des projets en cpge
- Contexte- Parcours de formation en cinq ans
- Structuré par des concours sélectifs au bout de deux ans-Programmes de SII
- « Le programme est élaboré en s’inspirant de l’approche projet,
sans pour autant prétendre former les élèves à la conduite de
projets »- « liberté pédagogique »
- Motivation- Activités guidées passivité
- Projet
Espace de liberté Travail collaboratif
Autonomie
- vertus potentielles de l’activité par projets- apprendre à s'organiser, individuellement et collectivement
- gagner en autonomie individuellement et au sein d'un groupe
- créer, inventer, innover
- Éléments clés- Objectif
- Doit être clair, motivant, accessible, nouveau- et répondre à une problématique crédible d’ingénierie
- Activité en groupe- L’activité doit être décomposable en plusieurs tâches
- Ressources- Documents explicites- Ressources matérielles et logiciels du laboratoire- L’enseignant (coaching positif)
- Restitution- Soutenance orale- Document de synthèse- Défis/challenge entre groupes ou classes
Mini-projet « mécanisme »
Problématique technique : Amélioration d’un système mécanique
Objectifs pédagogiques : • proposer un modèle mécanique d’un système• valider ce modèle• adapter le modèle en vu de répondre à une problématique d’amélioration
Organisation• Équipes de 3• Plusieurs systèmes dupliqués• Rôles à attribuer à chaque membre du groupe (expérimentation, simulation,
modélisation)• Rapport à rendre à la fin des 2 séances
Prérequis• Modélisation des liaisons, schématisation• Utilisation d’un logiciel de simulation numérique mécanique
Mini-projet « mécanisme »
Problématique technique : Amélioration d’un système mécanique
Besoin : renforcement des cuisses et hanchesNécessité de pousser latéralement et verticalement
Besoin : distribuer deux fois plus de savon pour un seul passage de main
Mini-projet « mécanisme »
AnalyserRapport élèves
Mini-projet « mécanisme »
Expérimenter
Analyser
Mini-projet « mécanisme »
Modéliser
Analyser
Expérimenter
Mini-projet « mécanisme »
Communiquer
Modéliser
Analyser
Expérimenter
Mini-projet « mécanisme »
Communiquer
Résoudre/Simuler
Modéliser
Analyser
Expérimenter
Mini-projet « mécanisme »
CommuniquerConcevoir
Résoudre/Simuler
Modéliser
Analyser
Expérimenter
Mini-projet de fin d’année
Problématique technique : Analyser et reproduire le retour à la base d’un robot aspirateur autonome
Objectifs pédagogiques : • Analyser une chaîne d’information• Analyser une chaîne d’énergie• Implanter un comportement
Organisation• Équipes de 4• 3 séances de 2h• 1 séance de revue de projet : présentation/compétition
entre groupes / classes
Matériel• 1 ou 2 bases émettrices • 1 robot par groupe (voire 2)• 1 oscilloscope par groupe• Arduino Uno, quelques composants électroniques
Documentations
Mini-projet de fin d’année
Documentation à disposition• Documentation électronique du Probot• Programmes Arduino, exemples
Mini-projet de fin d’année
Conduite du projet
3 séances de 2h
A chaque fin de séance :− par groupe avec l’enseignant− bilan de la séance− objectifs de la séance suivante
Séance 1− présentation du projet− les élèves s’approprient le projet, se répartissent les rôles− bilan
Séances suivantes− activités− bilan
Dernière séance− présentations en groupe− bilan
Mini-projet de fin d’année
Analyse de la chaîne d’information
Identifier les signaux émis par la base• À l’oscilloscope grâce à un circuit électronique à réaliser
Acquérir les signaux et les traiter• Librairie Arduino IRRemote
Identifier les zones d’émission
Représenter graphiquement le comportement attendu
Mini-projet de fin d’année
Analyse de la chaîne d’énergie
Analyser la logique de pilotage des moteurs• Câblage puis analyse d’un programme simple
Réaliser une bibliothèque de mouvements élémentaires• Avancer• Reculer• Tourner sur place de X ° à droite ou à gauche
Représenter graphiquement le comportement attendu
Mini-projet de fin d’année
Implantation et Mise en commun
Bilan :
Mini-projet « mécanisme »
Problématique technique : Justifier l’exigence de simplicité de montage et concevoir la loi de commande du simulateur
Mini-projet « mécanisme »
Organisation• Équipes de 3• Tout le monde travaille sur la même problématique• Rôles à attribuer à chaque membre du groupe (expérimentation, simulation, modélisation)
Prérequis• Modélisation des liaisons, schématisation• Utilisation d’un logiciel de simulation numérique mécanique
Réussite• Droit de tester 60 secondes la loi trouvée sur le jeu !
Matériel• Acquisition et pilotage multipostes indispensables• Plusieurs PCs en réseau• Logiciel de simulation numérique mécanique
Mini-projet « mécanisme »
Expérience 1 : test avec logiciel constructeur (lois inconnues)
Proportionnalité entre :• accélération longitudinale du véhicule et angle de tangage
du siège• accélération latérale du véhicule et angle de roulis du
siège
Mini-projet « mécanisme »
Expérience 2 : Détermination des coefficients de couplage
Système instrumenté et pilotable en multiposte
Loi de commande : trouver les coefficients tels que
Difficultés : • Quelles consignes appliquées pour obtenir les mouvements
souhaités ?• Tracés des lois entrée-sortie• Problèmes d’offsets, de gains à résoudre• Unité des grandeurs…
Mini-projet « mécanisme »Modélisation - Simulation
Maquette volumique et module cinématique donnés
Epure paramétrée
Schéma cinématique réalisé
Validation paramétrage et modèle simulé (mobilités internes et utiles)Choix des mouvements
Aucune contrainte de montage (isostatique)
Mini-projet « mécanisme »Comparaison expérience-simulation
Difficultés : • Unités !!!• Grandeurs tracées• Compromis physique
CI : Projet mécanisme
Implantation des lois en python
Test en situation des lois implantées
Amélioration avec filtrage si nécessaire
Bilan sur les mini-projetsPour l’élève : • Acteur de sa formation• Nécessité d’une auto-évaluation des connaissances et compétences acquises
Pour l’enseignant : • Nécessité de bien définir les objectifs de formation visés par les mini-projets• Nécessité de mesurer les compétences acquises entre le début et la fin d’un mini-
projet