Maison intelligente Cardboard
Programmation, conception et automatisation
Dans le cadre de ce projet, les élèves construisent une maison connectée fonctionnelle en carton. Ce modèle minimaliste est plié, assemblé et décoré de manière créative. Des composants techniques sont ensuite ajoutés et contrôlés à l'aide d'un microcontrôleur.
Convient pour :
Notions de base en programmation et technologie : à partir de la 5e
Capteurs, automatisation, commande par application : à partir de la 7e
Matières enseignées: technologie, informatique, STEM, arts, travaux manuels
Formes d'enseignement : travail en groupe, projets pédagogiques, clubs, makerspace
Laps de temps:
2 à 3 heures de cours : pour assembler la maquette en carton et mettre en place les premières fonctionnalités, comme l'éclairage ou la porte
4 à 6 heures de cours : ajout de capteurs, d'automatismes et de conception
Domaine d'apprentissage :
- Programmation et codage
- Robotique et automatisation
- Sciences, technologie, ingénierie et mathématiques (électronique, informatique, technologie)
- Éducation numérique
- Éducation au développement durable (upcycling)
Possibilités de différenciation :
Le projet est conçu de manière modulaire et s'adapte de manière flexible aux différentes conditions d'apprentissage. Selon le groupe d'apprentissage, l'accent peut être mis sur la conception, la construction de modèles ou les fonctions techniques. L'étendue de la programmation peut également varier, de sorte que les élèves de différents niveaux peuvent travailler sur le même projet.
Quels sont les thèmes abordés lors de la formation ?
Ce modèle renforce particulièrement les domaines de compétence suivants :
expertise :
- Logiques de programmation (par ex. si-alors)
- de capteurs et d'actionneurs
- des systèmes d'automatisation simples
- compréhension de base des processus de commande et de régulation
- relations entre le matériel (moteur, LED, capteurs) et le logiciel
Éducation aux médias
- utilisent les applications, le Bluetooth et les commandes numériques
- comprennent la mise en réseau au quotidien
- réfléchissent aux chances et aux limites de la technologie smart home
- reconnaissent les modes de fonctionnement des systèmes numériques dans la vie quotidienne
- évaluent les avantages et les risques éventuels de la technique automatisée
Créativité
- personnalisation du modèle en carton
- solutions créatives en matière de fonction & de design
- combinaison de la technique et de l'esthétique
- développement d'idées personnelles pour les fonctions smart home
- conception individuelle et extension du modèle
Voici ce dont vous avez besoin :
Matériau :
- Carton pour le modèle Smart-Home (environ 2,5-3,5mm)
- vis et écrous
- Pinces à échantillons/papier
- Elastiques
- Calliope mini v3
- Carte d'asservissement Calliope Mini V3
- Servomoteur à 180
- Bande LED ou LED pour l'éclairage
- Câbles de connexion ou pinces crocodiles
- Modules et capteurs selon l'extension
Également utile :
- Tablette ou smartphone pour le contrôle de l'application et Bluetooth
- Ordinateur/portable pour la programmation
- Crayons de couleur, marqueurs ou peinture acrylique pour la création
- support de découpe
- carton supplémentaire pour les transformations et les extensions
- découpeuse laser (en option, par ex. pour les Makerspace ou les AG)
Outils :
- Ciseaux
- Règle
- Crayon à papier
- Tournevis
Déroulement du cours :
L'entrée en matière se fait par le biais de l'environnement de vie des élèves. Une brève discussion permet de clarifier ce que l'on entend par maison intelligente et où l'on rencontre déjà de telles fonctions dans la vie quotidienne (par ex. lumière, chauffage, alarme). L'accent est mis sur l'utilité et les fonctions, et non sur les détails techniques. Cette phase se prête bien à une brève discussion en classe ou à un brainstorming afin d'activer les connaissances préalables et de mettre en évidence les différents niveaux d'expérience.
Questions possibles pour commencer : avez-vous chez vous des appareils qui se commandent automatiquement ? Que se passe-t-il lorsqu'il fait nuit ou que quelqu'un ouvre la porte ? Quelles tâches une "maison intelligente" pourrait-elle assumer ? Où voyez-vous des avantages et des problèmes potentiels ?
Ensuite, les élèves construisent le modèle en carton de la maison (voir modèle à télécharger) et le personnalisent. Cette phase permet de s'orienter, favorise la réflexion spatiale et permet d'avoir de premières idées sur les endroits où les fonctions techniques pourraient être utilisées de manière judicieuse.
L'étape suivante consiste à mettre en œuvre des fonctions Smart-Home individuelles, par exemple la lumière, la porte ou l'alarme. Les fonctions sont programmées et testées les unes après les autres. Avec Calliope mini, les apprenants découvrent directement comment la logique de programmation a un impact réel. Tu trouveras ci-dessous une structure de projet détaillée en plusieurs phases, accompagnée de vidéos.
Pour finir, les groupes présentent leur maison intelligente, expliquent ses fonctions et réfléchissent aux idées qui ont bien fonctionné et aux domaines où la technologie de la maison intelligente est utile ou critique dans la vie quotidienne.
Conseils pour la forme sociale & l'organisation
Le travail en groupe de 2 à 4 personnes a fait ses preuves. Une répartition des tâches entre la conception, la technique et la programmation favorise la collaboration et allège la charge de travail des apprenants.
Structure du projet par phases - du modèle à la maison intelligente
La Cardboard Smart Home est construite étape par étape - de la construction du modèle aux fonctions programmables de la Smart Home. Sur le site Web de Calliope, tu trouveras un concept d'enseignement détaillé avec des vidéos, des exemples de codes et des diapositives d'enseignement au format PDF qui accompagnent chaque phase du projet.
Vers le concept pédagogique complet de Calliope X Lofi
- Phase : Introduction et assemblage du modèle
Contenu et matériel :
- Modèle de maison au format PDF à télécharger gratuitement - TÉLÉCHARGER MAINTENANT !
- Vidéo d'assemblage (en anglais, sous-titrée) - REGARDER MAINTENANT ! - Phase : bases de programmation pour la maison connectée
Contenus et ressources :
- Vidéo d'introduction aux bases de la programmation pour ce projet - REGARDER MAINTENANT !
- Programmer avec Calliope mini
- premiers tests directement sur le modèle - Phase : extensions et automatisations
À partir de là, chaque fonction peut être complétée individuellement et indépendamment. Pour chaque extension, des vidéos de programmation spécifiques ainsi que des transparents Calliope adaptés sont disponibles :
Éclairage automatique – commande de l'éclairage en fonction de la luminosité ambiante - REGARDER MAINTENANT !
Climatisation – Commande d'un moteur en fonction de la température - REGARDER MAINTENANT !
Système d'alarme – Surveillance des fenêtres avec alarme visuelle -REGARDER MAINTENANT !
Porte automatique – Ouverture et fermeture par interrupteur ou touche tactile - REGARDER MAINTENANT !
