Skip to main content
Portail des enseignants

Arrière-plan

Dans cette unité, les élèves exploreront l'évolution d'un bras robotique du manuel au motorisé puis à l'automatisé, et comment il peut être contrôlé pour accomplir une tâche à la main, avec des interrupteurs et en utilisant du code. Tout au long de l'unité, les étudiants auront l'occasion de réfléchir et de discuter des concepts liés à la mécanisation, à l'automatisation, au déroulement du projet et aux instructions conditionnelles, et d'établir des liens entre les processus humains et robotiques.

Constructions et fonctionnalités de cette unité

Il y a quatre builds dans cette unité :

  • Un bras robotisé manuel
  • Un bras robotisé motorisé
  • Un bras robotisé codé qui se déplace sur 1 axe
  • Un bras robotisé codé qui se déplace sur 2 axes

Ces builds peuvent être réalisées individuellement (construites à partir de zéro pour chaque laboratoire) ou sous forme de build de transition (la première build est modifiée dans les laboratoires suivants). Les principales caractéristiques de chaque build incluent :

Bras robotisé : Un bras robotisé à commande manuelle qui est contrôlé en déplaçant le long faisceau blanc pour le faire tourner d'un côté à l'autre, ou les boutons orange pour déplacer le bras de haut en bas. Cette construction utilise un aimant Nord-Sud pour soulever les disques.

Bras robotisé VEX GO

Bras robotisé motorisé: Un bras robotique qui utilise moteurs et switches bouger. Les moteurs et les interrupteurs sont connectés à une batterie. Cette construction utilise également un aimant Nord-Sud pour soulever les disques.

  • Remarque : Cette construction nécessite 2 kits GO pour compléter 1 bras robotique.

Bras robotique motorisé VEX GO

Bras de robot à code (1 axe): Un bras robotique avec des moteurs et un Cerveau qui est contrôlé à l'aide de VEXcode GO pour avancer 1 Axe - côte à côte. Cette version ajoute un Capteur oculaire, et utilise un Électro-aimant soulever les disques.

Vue de dessous du bras du robot Code 1-Axis, avec des flèches rouges pointant vers la gauche et la droite du bras, pour montrer l'axe 1 du mouvement.

Code Bras robotique (2 axes) : La construction finale du bras robotique qui ajoute un moteur pour soulever le bras sur un deuxième axe - de haut en bas. Cette construction continue d'utiliser le capteur oculaire et l'électro-aimant pour soulever les disques.

Vue latérale du bras robotisé Code 2 axes avec une flèche pointant vers le haut et vers le bas sur l'extrémité du bras indiquant l'axe de mouvement supplémentaire pour soulever le bras de haut en bas.

Bras robotisés dans la vie réelle

Un bras robotisé est un type de bras mécanique, généralement programmable, qui fonctionne de manière similaire à un bras humain.

Un grand bras robotique articulé jaune comme ceux utilisés dans les environnements industriels ou d'usine à grande échelle.
Bras robotisé

Les bras robotisés, qui peuvent se déplacer dans plusieurs directions différentes, peuvent être programmés pour effectuer de nombreuses tâches différentes. Certaines de ces tâches comprennent le soudage du métal, l’usinage, la peinture, l’assemblage d’objets, le placement d’objets dans d’autres machines et le tri d’objets. Ces robots effectuent souvent des tâches ennuyeuses, sales et dangereuses afin que les gens n’aient pas à les faire.

Plusieurs grands bras robotiques industriels le long d'une chaîne de montage manipulant et assemblant des pièces de châssis de voiture dans une usine.
Bras robotisés dans la fabrication automobile

Les bras robotisés peuvent être équipés de tout type d’outil. Ces outils sont utilisés avec une précision, une exactitude, une rapidité et une répétitivité qui ne peuvent être égalées par les humains. Dans cette unité de laboratoire STEM, les élèves équiperont leur bras robotique d'un aimant et plus tard, d'un électro-aimant.

Ces bras robotiques peuvent utiliser des capteurs et des informations provenant de capteurs pour prendre des décisions sur leurs comportements. Dans les derniers laboratoires de l'unité, les élèves exploreront le fonctionnement du capteur oculaire et comment il peut être utilisé pour contrôler le mouvement du bras du robot.

Les robots industriels et l’automatisation constituent une part importante de la fabrication de la plupart des produits fabriqués dans le monde d’aujourd’hui. Pour une activité d’extension, demandez aux élèves de faire des recherches sur les robots industriels et de dresser une liste des produits qu’ils utilisent et qui ont été fabriqués ou triés par un bras robotisé.

Les solutions de laboratoire expliquées

Dans les laboratoires 3 à 5, les élèves utiliseront VEXcode GO pour créer des projets qui contrôlent le mouvement du bras du robot à l'aide de l'électro-aimant, du capteur oculaire, des moteurs et du cerveau. Le laboratoire 3 présente la programmation de base pour alimenter l'électro-aimant et faire tourner le bras du robot. Les laboratoires 4 et 5 explorent comment contrôler le bras robotisé grâce à la prise de décision dans le code et explorent le flux du projet à l'aide de conditions booléennes, d'instructions conditionnelles et du bloc [Forever] pour déplacer les disques et prendre des décisions basées sur la détection des couleurs.

Solution de la partie 1 du jeu Lab 3

Ce projet permettra de réaliser le bras du robot :

  • Faites tourner le bras du robot vers la droite (à 90 degrés).
  • Ensuite, attendez 2 secondes.
  • Ensuite, répétez ce processus 3 fois de plus pour retourner complètement le bras du robot et le ramener à sa position de départ.

Le projet VEXcode GO commence par un bloc When started et comporte 8 blocs attachés, alternant entre les blocs Spin for et Wait. Les blocs se lisent comme suit : Au démarrage, faites tourner la base à droite pendant 90 degrés ; attendez 2 secondes ; faites tourner la base à droite pendant 90 degrés ; attendez 2 secondes ; faites tourner la base à droite pendant 90 degrés ; attendez 2 secondes ; faites tourner la base à droite pendant 90 degrés ; attendez 2 secondes.

Solution de la partie 2 du jeu Lab 3

Ce projet permettra de réaliser le bras du robot :

  • Activez l'électroaimant pour récupérer le disque.
  • Ensuite, faites tourner le bras du robot vers la droite pour déplacer le disque.
  • Déposez le disque dans un nouvel emplacement.
  • Remettez le bras du robot à sa position de départ.

Le projet VEXcode GO commence par un bloc When started avec 5 blocs attachés. Les blocs indiquent : Au démarrage, alimentez l'électro-aimant pour booster ; Attendez 1 seconde ; Faites tourner la base vers la droite sur 90 degrés ; Alimentez l'électro-aimant pour descendre ; Faites tourner la base vers la gauche sur 90 degrés.

Remarque : Dans ce scénario, le disque heurtera le faisceau orange sur la tuile et devrait se séparer de l'aimant. C'est le comportement prévu.

Solution de la partie 1 du Lab 4 Play

Ce projet permettra de réaliser le bras du robot :

  • Attendez que le capteur oculaire trouve un objet.
  • Ensuite, alimentez l’électroaimant pour récupérer le disque.
  • Ensuite, faites tourner le bras du robot vers la droite pour déplacer le dis
  • Déposez le disque dans un nouvel emplacement.
  • Remettez le bras du robot à sa position de départ.

Le projet VEXcode GO commence par un bloc When started avec 6 blocs attachés. Les blocs indiquent : Au démarrage, attendez que l'œil trouve l'objet ; puis alimentez l'électro-aimant pour booster ; attendez 1 seconde ; faites tourner la base vers la droite sur 90 degrés ; alimentez l'électro-aimant pour qu'il tombe ; puis faites tourner la base vers la gauche sur 90 degrés.

Remarque : Dans ce scénario, le disque heurtera le faisceau orange sur la tuile et devrait se séparer de l'aimant. C'est le comportement prévu.

Solution de la partie 2 du Lab 4 Play

Ce projet permettra de réaliser le bras du robot :

  • Attendez que le capteur oculaire trouve un objet.
  • Ensuite, alimentez l’électroaimant pour récupérer le disque.
  • Ensuite, déplacez le bras du robot vers le HAUT pour soulever le disque.
  • Ensuite, faites tourner le bras du robot vers la droite pour déplacer le disque.
  • Ensuite, déplacez le bras du robot vers le bas pour qu'il puisse laisser tomber le disque.
  • Remettez le bras du robot à sa position de départ.

Le projet VEXcode GO commence par un bloc When started avec 8 blocs attachés. Les blocs indiquent : Au démarrage, attendez que l'œil trouve l'objet ; puis alimentez l'électro-aimant pour booster ; attendez 1 seconde ; faites tourner le bras vers le haut à 90 degrés ; faites tourner la base vers la droite à 90 degrés ; faites tourner le bras vers le bas à 90 degrés ; alimentez l'électro-aimant pour le faire descendre ; puis faites tourner la base vers la gauche à 90 degrés.

Ces projets utilisent le bloc [Attendre jusqu'à] pour contrôler le flux du projet afin d'attendre que le capteur oculaire détecte un objet avant d'activer l'électro-aimant. S'il n'attendait pas le capteur oculaire, l'électro-aimant se déplacerait sans capter le disque. Cela permet au robot de prendre une décision en fonction des données qu'il reçoit de son capteur oculaire.

Solution de la partie 1 du jeu Lab 5

Ce projet permettra de réaliser le bras du robot :

  • Attendez que le capteur oculaire trouve un objet.
  • Si l'objet est vert, il déplacera le disque comme il l'a fait dans le laboratoire 4.
  • Le bras du robot recherchera continuellement un objet vert en raison du bloc [Forever] autour de la pile.

Le projet VEXcode GO commence par un bloc When started, avec une boucle Forever attachée. À l'intérieur de la boucle éternelle se trouve un bloc Attendre jusqu'à ce que l'œil ait trouvé l'objet. Ci-joint un bloc Si alors avec le paramètre défini sur l'œil détecte le vert, qui indique Si l'œil détecte le vert alors : alimentez l'électro-aimant pour booster ; attendez 1 seconde ; faites tourner le bras vers le haut à 90 degrés ; faites tourner la base vers la droite à 90 degrés ; faites tourner le bras vers le bas à 90 degrés ; alimentez l'électro-aimant pour le faire descendre ; faites tourner la base vers la gauche à 90 degrés.

Solution de la partie 2 du jeu Lab 5

Ce projet permettra de réaliser le bras du robot :

  • Attendez que le capteur oculaire trouve un objet.
  • Si l'objet est vert, le bras du robot soulèvera le disque et le déplacera vers la droite de 90 degrés, puis laissera tomber le disque et reviendra à sa position de départ.
  • Si l'objet est rouge, le bras du robot soulèvera le disque et le déplacera vers la droite de 180 degrés, puis laissera tomber le disque et reviendra à sa position de départ.
  • Si l'objet est bleu, le bras du robot soulèvera le disque et le déplacera vers la gauche de 90 degrés, puis laissera tomber le disque et reviendra à sa position de départ.

Le projet VEXcode GO commence par un bloc When started avec une boucle Forever attachée. À l'intérieur de la boucle éternelle se trouve un bloc Attendre jusqu'à ce que l'objet soit détecté. À cela sont attachés 3 blocs Si alors pour amener le robot à effectuer différents comportements en fonction de la couleur détectée par le capteur oculaire. La première lecture dit : Si l'œil détecte du vert, alors alimentez l'électro-aimant pour booster, attendez 1 seconde, puis faites tourner le bras vers le haut à 90 degrés ; faites tourner la base vers la droite à 90 degrés ; faites tourner le bras vers le bas à 90 degrés ; alimentez l'électro-aimant pour qu'il descende ; puis faites tourner la base vers la gauche à 90 degrés. La deuxième lecture dit : Si l'œil détecte du rouge, alors alimentez l'électro-aimant pour booster, attendez 1 seconde, puis faites tourner le bras vers le haut à 90 degrés ; faites tourner la base vers la droite à 180 degrés ; faites tourner le bras vers le bas à 90 degrés ; alimentez l'électro-aimant pour qu'il descende ; puis faites tourner la base vers la gauche à 180 degrés. La troisième lecture dit : Si l'œil détecte du bleu, activez l'électro-aimant pour booster, attendez 1 seconde, puis faites tourner le bras vers le haut à 90 degrés ; faites tourner la base vers la gauche à 90 degrés ; faites tourner le bras vers le bas à 90 degrés ; activez l'électro-aimant pour qu'il descende ; puis faites tourner la base vers la droite à 90 degrés.

Ces projets ajoutent des instructions conditionnelles pour permettre au robot de prendre des décisions répétées en fonction des données du capteur oculaire. Ils sont répétés car le bloc [Forever] est utilisé pour indiquer au robot de vérifier continuellement les objets.

Pour plus d'informations sur les blocs individuels utilisés dans ces projets, utilisez le Aide fonctionnalité dans VEXcode GO. Pour plus d'informations sur les formes de blocs et leur signification, consultez le Bloc Formes et significations article dans la bibliothèque VEX. Si vous souhaitez en savoir plus sur le Les concepts informatiques derrière ces solutions de code, leFondamentaux de l'informatique Cours de certification d'éducateurça pourrait être pour toi. 

Qu'est-ce que Project Flow ?

Le flux de projet décrit l'ordre dans lequel les blocs sont exécutés dans un projet. Tous les projets se déroulent de haut en bas, en commençant par le bloc chapeau [Quand démarré]. Un seul bloc est exécuté à la fois, et une fois qu'un bloc a terminé ses actions ou comportements, le projet passe automatiquement au bloc suivant. Certains blocs de contrôle (de couleur orange) peuvent modifier le flux du projet, en fonction d'une condition ou d'une valeur de paramètre. Dans ce projet, par exemple, le bloc [Attendre jusqu'à] arrêtera le déroulement du projet et « attendra jusqu'à ce que » la condition (dans ce cas, le capteur oculaire ait trouvé un objet) soit remplie. Une fois cette condition remplie (le capteur oculaire a trouvé un objet, donc le bloc signale une valeur VRAI), le bloc [Attendre jusqu'à] se terminera et passera au bloc suivant du projet.

Diagramme montrant le flux du projet avec le bloc Attendre jusqu'à. Une fois démarré, le projet se déplace vers le bloc Attendre jusqu'à ce qu'un objet soit trouvé et que cette condition soit signalée comme Vrai, puis il se déplace vers les blocs suivants de la pile, pour alimenter l'électroaimant et déplacer le disque.

Pièces VEX GO

Pour plus d'informations sur les pièces du kit VEX GO et l'électronique utilisées dans l'unité de bras du robot, voir le Pièces dans le kit VEX GO Article de la bibliothèque VEX.

<  Arrière Retour aux laboratoires Suivant  >