Voiture robot en carton
Construis et programme un robot mobile en carton
Dans le cadre de ce projet, les élèves construisent leur propre « Robot Car » en carton, puis le font bouger à l'aide du Calliope mini ou du BBC micro:bit. Deux servomoteurs à 360° propulsent le véhicule. Grâce à l'application gratuite LOFI Control, la « Robot Car » peut ensuite être pilotée vers l'avant, vers l'arrière, ainsi que vers la gauche et vers la droite.
La programmation devient ainsi immédiatement tangible : une commande dans le programme entraîne directement un mouvement du véhicule. Les élèves apprennent comment piloter les moteurs, comment déterminer le sens de marche et la vitesse, et comment influencer le comportement d'un robot en modifiant le programme.
Une fois les bases de pilotage maîtrisées, des parcours de conduite, le robot-foot ou le robot-sumo peuvent constituer des défis passionnants.
Une vidéo de montage, des exemples de programmation, des idées d’activités pédagogiques, des applications LOFI et des conseils pour résoudre les problèmes sont disponibles en ligne sur le site de LOFI, où ils peuvent être visionnés et téléchargés .
Convient pour :
À partir de la classe : 5+
À partir de 11 ans environ
Travaux manuels et technologie, STEM, Maker Space
Travail en groupe
Laps de temps:
environ 3 à 5 heures de cours
En fonction de l’expérience en programmation et du défi choisi, le projet peut être étendu de manière flexible.
Domaine d'apprentissage :
- Construction en carton
- Fonctionnement des servomoteurs
- Événements et commandes de contrôle
- Programmation avec MakeCode
- Résolution de problèmes et débogage
Possibilités de différenciation :
La « Robot Car » peut être encore améliorée et rendue plus sophistiquée grâce au modèle Cardboard Robot « Extension Robot Car ». Le véhicule existant peut par exemple être transformé en chariot élévateur capable de saisir, soulever et transporter des objets, ou en robot peintre capable de créer ses propresdessins et motifs.
→ DÉCOUVREZ L'EXTENSION ROBOT CAR
Sinon, la différenciation s’opère en fonction des tâches à accomplir. Les débutants utilisent le code d’exemple fourni et modifient certaines valeurs. Les élèves plus avancés développent leurs propres manœuvres de conduite ou des fonctions de commande supplémentaires.
Quels sont les thèmes abordés lors de la formation ?
Ce modèle renforce particulièrement les domaines de compétence suivants :
expertise
- Commander des servomoteurs à 360°
- Programmer le sens de marche et la vitesse
- Traiter les commandes de contrôle
- Modifier les valeurs du programme et observer les effets
- Détecter et corriger les erreurs techniques
Créativité :
- Créer ses propres itinéraires et parcours
- Personnaliser sa Robot Car
- Programmer ses propres manœuvres de conduite
Comportement social :
- Travail en petits groupes
- Rotation des rôles entre la conception, la programmation et les tests
- débogage et optimisation en commun
- Travail d'équipe lors des épreuves de conduite et de compétition
Voici ce dont vous avez besoin :
Matériau :
Par Robot Car :
- 1 modèle de robot en carton « Robot Car » prédécoupé
- 1 x Calliope mini V3
- 1x carte servo Calliope mini V3
- 8 vis à tête bombée M3
- 8 écrous M3
- 8 vis à tête bombée à empreinte cruciforme pour tôle
- 3 agrafes multi-usages / clips à ressort
- 1 boule en bois
- 1 x tige ronde
- 2 élastiques
- 3 piles AAA
- En alternative au système Calliope : 1 × BBC micro:bit, 1 × ELECFREAKS ring:bit V2, 2 × servomoteurs sans fin à 360° FS90R
Roues alternatives : 2 × réf. 218863
Également utile :
- Smartphone ou tablette
- Ordinateur portable, Chromebook ou PC
- Accès à MakeCode
- Du ruban adhésif ou des marqueurs pour tracer les parcours
- Objets légers ou boule de papier pour les défis
Outils :
- Tournevis cruciforme PH 0
Déroulement du cours :
Dans un premier temps, l'accent est mis sur la construction de la Robot Car. Les pièces en carton prédécoupées sont détachées, pliées et assemblées à l'aide de vis. Ensuite, les deux servomoteurs sont installés et les roues montées. Pour le montage, LOFI met à disposition un guide détaillé étape par étape, accompagné d'une vidéo explicative . Une fois l'assemblage mécanique terminé, les moteurs sont d'abord testés. Pour cela, il est préférable de soulever la Robot Car afin que les roues puissent tourner librement.
La programmation
Pour commencer , le pilotage via l’application LOFI Control est idéal . Les élèves connectent la Robot Car à un smartphone, une tablette ou un ordinateur et la pilotent dans un premier temps à l’aide de touches de direction simples :
avant – arrière – gauche – droite – arrêt
Ils comprennent ainsi rapidement comment une commande numérique se traduit par un mouvement réel.
À l’étape suivante, le code MakeCode existant peut être modifié. Il est par exemple possible d’ajuster la vitesse de déplacement ou le comportement en virage. Les élèves découvrent ainsi un principe fondamental de la programmation :
modifier le programme → tester → observer → améliorer.
De la programmation au défi de conduite
Dès que les commandes de base fonctionnent, la Robot Car est testée en pratique. À l’aide de ruban adhésif, il est possible de mettre rapidement en place un parcours de conduite dans lequel les élèves doivent, par exemple, effectuer un slalom, se garer, contourner des obstacles ou atteindre une ligne d’arrivée avec la plus grande précision possible. Ce faisant, ils observent le comportement de conduite et réfléchissent à la manière d'améliorer la vitesse, la direction et la commande du moteur. La programmation, les tests et l'optimisation technique sont ainsi directement liés les uns aux autres.
Défi : Robot Football
Lors du « Robot Football », les élèves pilotent leurs véhicules à l’aide de l’application LOFI Control et tentent de faire entrer un ballon léger en papier dans le but adverse. Ce faisant, ils s’entraînent au pilotage, à la maniabilité et à la stratégie d’équipe.
En option : Défi robot sumo
Pour conclure, deux voitures robotisées peuvent s'affronter dans une arène délimitée. L'objectif est de pousser le véhicule adverse hors de l'arène. On constate alors rapidement l'influence de la vitesse, du poids, du frottement et du style de conduite sur le résultat.
Conseil : le Sumo Robot Challenge est particulièrement adapté pour clôturer le projet, car la construction en carton peut être soumise à des contraintes plus importantes lors d’une compétition.
Astuce :
Il est recommandé de travailler par équipes de deux. Pendant qu'une personne programme ou modifie des valeurs, l'autre teste la voiture robotisée et observe le résultat. Les rôles sont ensuite inversés.
ROBOT CAR : étape par étape
Pour chacune des étapes du projet, LOFI propose des notices de montage, des vidéos, des exemples MakeCode et des idées pédagogiques adaptées.
- Assembler la Robot Car → Voir la vidéo LOFI « Build »
- Détacher les pièces en carton, les plier et les visser
- Insérer les servomoteurs et monter les roues
- Insérer le Calliope mini ou le micro:bit à l’aide du ring:bit
- Brancher l'alimentation électrique - Programmer et tester
- Commander les servomoteurs individuellement dans MakeCode
- Tester le sens de rotation et la vitesse
- Vérifier que les roues tournent librement et les ajuster si nécessaire
- Observer le lien entre le programme et le mouvement - Télécommander la Robot Car → Voir LOFI « Remote Control »
- Transférer l'exemple MakeCode
- Ouvrir l’application LOFI Control et établir la connexion
- Rouler en avant, en arrière, à gauche et à droite
- Tester la fonction d'arrêt - Modifier le programme
- Régler la vitesse et la réactivité de la direction
- Synchroniser les moteurs
- Tester et comparer les modifications - Défi de conduite → Voir les idées pédagogiques LOFI
- Mettre en place un circuit ou un parcours et définir ensemble les tâches à accomplir
- Effectuer un premier essai et identifier les problèmes
- Optimiser le programme ou la conduite si nécessaire, puis refaire un test
- Lancer le Robot Football ou le Robot Sumo Challenge
Les connaissances acquises sont ensuite mises en pratique dans le cadre d’un défi ludique en équipe.
Possibilités de différenciation
Programmation pour avancés
Suiveur de ligne
Grâce à l'appareil photo d'un smartphone et à l'application LOFI Color Tracker, la Robot Car peut être programmée pour suivre une ligne.
→ Voir « Suiveur de ligne LOFI »
Robot de téléprésence
Un smartphone placé sur la Robot Car transmet une image filmée par l'appareil photo. Le véhicule peut ainsi être piloté à distance.
Ces projets constituent des exercices complémentaires particulièrement adaptés aux groupes rapides ou ayant déjà de l'expérience en programmation.
→ Voir le robot de téléprésence LOFI
Extension Robot Car
Grâce à cette extension, la Robot Car se transforme en chariot élévateur ou en robot de dessin. Les groupes avancés peuvent ainsi programmer des fonctions de servomoteurs supplémentaires, transporter des objets ou créer leurs propres motifs de dessin.
Conseil pour résoudre le problème :
Si la Robot Car ne roule pas comme prévu :
