Défi Robot - DRNE - Délégation Régionale du Numérique pour l'Éducation

Article proposé par Gilles Cholley, professeur de technologie au Collège Château Rance à Scey-sur-Saône-et-Saint-Albin

Cette compétition se déroule tous les ans depuis quelques années sur le bassin de Vesoul. Elle regroupe les collèges Jacques Brel, Jean Macé, René Cassin, le lycée du Luxembourg de Vesoul et le collège Château Rance de Scey sur Saône.

Ce concours se décline en quatre défis :
– le défi vitesse ;
– le défi adresse ;
– le défi design ;
– et dernièrement le défi palet.
Il s’adresse à des élèves de troisième, qui choisissent par groupe (3 à 5 élèves) un de ces défis. Ils préparent leur robot une bonne partie de l’année. Chaque école qualifie des équipes qui viennent concourir sur Vesoul en fin d’année scolaire pour remporter un des quatre titres mis en jeu.

Le cahier des charges

Dans un premier temps, les élèves travaillent à la découverte d’un cahier des charges qui représente le règlement du concours.
Ils décident de choisir leur défi parmi quatre.
Le défi vitesse :
Ils doivent fabriquer un robot complètement autonome qui doit parcourir un labyrinthe en forme d’escargot le plus rapidement possible sans aucune intervention.
La pièce maîtresse est un capteur de distance (capteur ultrason) qui fournit en permanence la distance entre le mur et le robot. Cette information est traitée par une carte avec un micro contrôleur et la programmation fait le reste.
Le défi adresse :
Ils doivent fabriquer un robot complètement autonome qui doit faire tomber six quilles le plus rapidement possible sans aucune intervention. La difficulté de ce défi réside dans la précision de la programmation et la longueur du programme.
Le défi design :
Ils doivent fabriquer un robot complètement autonome qui devra réaliser une chorégraphie sur une piste délimitée. Cet automate devra représenter quelque chose sur un thème précis (exemple en 2019 : Le fantastique). Ils seront évalués par un jury qui élira le robot qui répondra le plus au cahier des charges.

Le défi palet

Le dernier né de nos défis. Les élèves doivent réaliser un robot qui devra transporter un palet (rondelle de plastique) d’un départ jusqu’à une cible le plus rapidement possible. Ils devront créer une application sur un smartphone qui permettra de piloter l’automate et faire tomber le palet le plus prêt possible du centre de la cible pour gagner du temps négatif.

Choix des matériels et des matériaux

Les élèves réalisent des protocoles et font des essais pour choisir leur moteur et les dimensions des roues. Ils font aussi des prototypes en carton du châssis pour voir si toutes les pièces peuvent tenir dessus et s’ils ne dépassent pas la dimension maximale qui est de 20cm X 20cm.
Ils déterminent et choisissent les matériaux, l’épaisseur et la couleur des pièces.

Réalisation et fabrication

Les élèves dessinent les pièces soit avec le logiciel Charly Graal, soit avec le logiciel Solidworks. Dans le premier cas, les différentes pièces sont détourées par la micro fraiseuse à commande numérique (elles sont réalisées par enlèvement de matière). Dans le deuxième cas, les pièces sont imprimées avec une imprimante 3D (elles sont réalisées par ajout de couche de matière).

Commande numérique

Carte picaxe 28×1

Partie éléctrique et éléctronique

Le cœur du robot fonctionne avec une carte Picaxe 28X1. Elle commande deux moteurs, parfois un servomoteur. Elle est alimentée par 3 ou 4 piles de 1,5v selon les défis. On peut aussi utiliser un capteur de distance ainsi qu’une carte bluetooth si besoin.