... explore

Construis ton chercheur de traces

Voici à quoi ressemble un chercheur de traces une fois terminé. 

Matériel: 

1) 4 petits roues dentées vertes
2) 2 perles à repasser (différentes couleurs)
3) 1 boulon borgne
4) 3 écrous
5) 2 vis sans fin
6) 2 roues dentées jaunes
7) 1 baguette ronde (pique à brochette)

8) Papier quadrillé
 9) Plaque alvéolaire jaune, largeur 24 mm
10) Plaque alvéolaire noire, largeur 38 mm
11) Éléments de circuit droits et ronds
12) 1 bande de scotch double face

Note : Cette boîte contient également des éléments pour l'activité d'apprentissage Robotique 2, qui sera disponible à la fin de l'automne 2019. Il faut donc conserver le chercheur de traces et le reste du matériel dans un endroit sûr.

• Pour la construction de ton chercheur de traces, tu as aussi besoin du pilotage par lumière, des deux moteurs et d'un support de piles.
• Retire les deux plaques en mousse dure et les engrenages verts des moteurs.
• Tu auras besoin des deux plaques de mousse dure pour t'aider durant la construction.

• Découpe un morceau de 8 cm et un morceau de 5 cm dans la plaque alvéolaire noire.

• Découpe les deux coins de ta plaque alvéolaire noire de 8 cm, comme démontré sur l'image.

• Place les deux plaques de mousse dure et la plaque alvéolaire noire avec les coins découpés au dos du papier quadrillé. 
• Colle les plaques de mousse dure sur le dos du papier quadrillé avec le scotch double face. Utilise pour chaque plaque de mousse un morceau de scotch.
• Il est important que les plaques de mousse dure soient alignées avec les bords de la plaque alvéolaire noire.

• Colle deux morceaux de scotch double face de 1,5 cm de large sous le support de piles.
  ATTENTION : L'interrupteur se situe sur le côté opposé.

• Retire la feuille de protection des morceaux de scotch.
• Place le support de piles de manière à ce que les câbles et l'interrupteur soient dirigés vers le côté droit (avec encore les deux coins) de la plaque alvéolaire.
• Colle le support de piles sur la plaque alvéolaire noire.
  Un espace vide (alvéole) entier doit dépasser du côté où les coins ont été découpés.
• Les deux plaques en mousse dure assurent que le support de piles est aligné avec les bords de la plaque alvéolaire.

• Colle deux morceaux de scotch double face de 1,5 cm de large sur la plaque alvéolaire de 5 cm.

• Colle la plaque alvéolaire sur le support de piles.
• La plaque alvéolaire doit être alignée avec l'avant du support de piles.
• ATTENTION : La plaque alvéolaire ne doit pas dépasser du support de piles.

• Place la roue dentée jaune sur la vis. Le petit engrenage est dirigé vers la tête de la vis.
• Visse le petit engrenage vert sur la vis.

• Visse la roue dentée verte pour bien serrer la roue dentée jaune.
• Tourne ensuite la roue verte d'environ un quart de tour dans le sens inverse. La roue dentée jaune pourra alors très bien tourner.
• Construit une deuxième roue de la même manière. 

• Insére les deux roues dans le 10ème trou de la plaque alvéolaire inférieure (compté à partir de l'avant).

• Insére la baguette ronde (pique à brochette) dans la plaque alvéolaire noire, au milieu derrière le support de piles.
• Sers-toi de la mousse dure comme support.

• Visse la vis à travers le trou et serre à l'aide de l'écrou borgne. Serre solidement.
• Tourne la vis jusqu'à ce que la plaque alvéolaire noire soit parallèle au support.

• Découpe la plaque alvéolaire jaune de 2,4 cm de large au septième trou. 
• Fais-le deux fois. 

• Fixe le moteur sur la plaque alvéolaire jaune à l'aide du scotch double face.
• Veille à ce que la câble soit perpendiculaire aux trous de la plaque alvéolaire (comme sur l'image) 

• Colle un scotch transparent (scotch ménager) d'une longueur de 5 cm au dessous de la plaque alvéolaire (perpendiculairement aux trous de la plaque).

• Colle les deux parties solidement sur le moteur.
• Prends un deuxième morceau de scotch transparent de 5 cm de long et fais la même chose de l'autre côté. 
• Le scotch transparent fixe le moteur à la plaque alvéolaire jaune. 

• Fixe également le deuxième moteur avec les morceaux de scotch transparents. 
• Place l'engrenage à vis sans fin sur les deux moteurs.

• Coupe ta baguette ronde pour qu'elle mesure 10,5 cm. Attention: Les deux extrémités doivent être arrondies (pas d'extrémité pointue).
• Place ta baguette de 10,5 cm dans le trou du fond de la plaque alvéolaire noire du haut. Elle doit dépasser de manière égale des deux côtés.

• Place les deux plaques alvéolaires jaunes avec les moteurs sur la baguette ronde. Les câbles doivent se trouver en haut. 
• Place un petit engrenage vert sur les deux côtés de la baguette.
• Les deux plaques alvéolaires jaunes avec les moteurs doivent pouvoir tourner facilement. 

• Enlève la protection du scotch double face qui se trouve sur le pilotage par lumière. 
• Colle le pilotage par lumière sur l'avant du support de piles au milieu. Il doit se trouver sur la plaque alvéolaire noire du dessous.
• L'image suivante te montre comment tu dois procéder pour avoir un bon résultat.

• Tiens le pilotage par lumière légèrement incliné.
• Pose le sur la plaque alvéolaire noire du dessous.
• Veille à ce qu'il se trouve au milieu. 
• Fixe le fermement en le poussant contre le support de piles pour qu'il soit bien stable. 

• Colle le boîtier pour les câbles sur la plaque alvéolaire noire du dessus avec du scotch double face.
• Courbe les deux longs câbles rouges du moteur au milieu.
• Places les deux câbles dans la cavité du boîtier. 

Vérifie que tout est assemblé correctement:
Place le chercheur de traces sur le support de mousse dure.

• La roue à vis sans fin doit s'engrener (s'insérer) dans les roues dentées jaunes (flèche verte de gauche)
• Le moteur ne doit pas toucher les roues dentées jaunes (flèche verte de droite)
• Si le moteur touche la roue dentée jaune, place la roue dans trou plus loin vers l'avant. 
• Contrôle également l'autre côté.

• La vis sans fin doit se placer au milieu de la roue dentée jaune. Déplace les roues jsuqu'à ce que la vis sans fin se trouve en plein milieu de la roue. 

• Vérifie si les têtes LED sont insérées le plus loin possible dans le support. Enfonce les morceaux de tuyau en silicone LDR avec les têtes d'aiguille jusqu'à ce que les extrémités du LDR touchent la mousse dure. Maintenant, les extrémités des LED et des LDR doivent toutes être à la même hauteur.

• Allume la batterie. Le chercheur de traces devrait avancer tout droit.
• Si, par exemple, il tourne à droite, tu peux incliner légèrement la LED gauche vers l'extérieur.

Construit un circuit et place le chercheur de traces et laisse-le se déplacer. Contrôle son déplacement. 

• Si le chercheur de traces dévie de la ligne noir, tourne l'écrou borgne vers le bas. Le pilotage par lumière se touvera alors plus près du circuit et sera donc plus précis.

• Si le véhicule roule de manière autonome et fiable, tu peux tourner la vis vers le haut pour que le devant du véhicule soit plus loin du circuit et que le véhicule puisse rouler un peu plus vite.

Amuse toi bien avec ton chercheur de traces.

Aperçu de Robotique 2:

Dès printemps 2020, la formation " Robotique 2" sera disponible. Un mini-ordinateur sera installé sur le chercheur de traces de "Robotique 1" et pourra être connecté avec un téléphone portable ou une tablette : Un parcours pour le robot peut être programmé, il peut dessiner et apprendre de lui-même. 

Important : A part le mini-ordinateur, le matériel pour "Robotique 2" est déjà inclus dans "Robotique 1". Le chercheur de traces et le reste du matériel de la première boîte doivent donc être conservés pour pouvoir travailler avec la deuxième boîte.

Construis ton laboratoire électrique!

Voici un laboratoire électrique une fois terminé.

Matériel
1) 1 papier quadrillé
2) 1 support de piles
3) 1 roue dentée verte
4) 1 Moteur électrique
5) 1 plaque de mousse dure
6) 1 bande de scotch double-face

 7) 4 diodes électroluminescentes
 8) 1 tuyau en silicone
 9) 1 vis longue de 4 cm lang avec une tête hexagonale
10) 3 aimants
11) 1 cosse à souder
12) 2 piles
13) 12 clous

Mets les matériaux dont tu n'as pas besoin dans le couvercle de la boîte afin de ne pas perdre de petites pièces.

• Raccourcis les cordons du support de piles à 13 cm.

• Raccourcis le cordon rouge du moteur à 26 cm.
• Raccourcis le cordon noirdu moteur à 13 cm.
  
  
• Tu trouveras un deuxième moteur dans la boîte. Fais la même chose pour le deuxième moteur.

Tu peux t'entraîner au dénudage avec les résidus des cordons :

• Marquer la plaque de mousse dure avec une ligne à 1,5 cm depuis l'extrémité.
• Dépose le cordon sur la plaque de mousse dure.
• Appuie fermement d'une main sur la lame du distributeur de scotch sur le cordon, là où il croise la ligne que tu as dessiné précédemment (flèche verte du haut).
• Retire le cordon avec ton autre main (flèche verte du bas) 
• Le cordon est maintenant dénudé.

• Retire l'isolation sur 1,5 cm à chaque cordon (également ceux du suport de batterie)et tord les câbles. 
• Range le deuxième moteur dans la boîte.

• Coupe des morceaux de tuyau en silicone. Assure-toi que la coupe est à angle droit :
  
  • 10 morceaux de 4 cm
  • 6 morceaux de 2.5 cm

• Enfonce un morceau de tuyau de 2,5 cm sur l'extrémité d'un cordon du moteur.
• Veille à ce que l'isolant pénètre d'environ 1 cm dans le tuyau en silicone.

• Enfonce le clou dans l'autre extrémité du tuyau.
• La meilleure méthode pour y arriver est de mettre le clou sur la table (flèche verte).
• Assure-toi que la tête du clou dépasse toujours du tuyau.
• Fais la même chose avec l'autre cordon du moteur.

• Fais la même chose pour les cordons du support de piles.

• Place un morceau de tuyau de 4 cm de long sur chaque pied des 4 LED et fixe le tuyau avec un clou.
• Assure-toi que la tête du clou dépasse toujours du tuyau.

• Positionne l'interrupteur d'alimentation sur "OFF".
  
  

Attention aux courts-circuits !

Si l'interrupteur d'alimentation est réglé sur "ON", un court-circuit se produit si les deux extrémités de câble dénudées se touchent. Cela peut rapidement créer beaucoup de chaleur : Risque d'incendie !

• Retire la vis située sous le support de piles.
• La meilleure façon de procéder est d'utiliser l'œillet à souder comme "tournevis" (flèche verte).

•  Ouvre le support de piles!
• Pour se faire, appuie sur le couvercle à l'extrémité où il n'y a pas de câble et pousse le couvercle dans la direction des câbles.

• Place la vis dans le compartiment du milieu : la tête de la vis est située avec le ressort.
• Place les deux autres piles dans les deux autres compartiments. Veille à la polarisation correcte des piles : Plus (+) et moins (-).
• Ferme le support de piles.

• Dépose le support de pile pour que l'interrupteur se trouve sur ta gauche.
• Fixe le câble noir et le câble rouge avec du scotch sur le boîtier comme indiqué sur l'image. Les câbles doivent être près du bord.
• Les morceaux de tuyau doivent dépasser du boîtier.

• Coupe 3 morceaux de scotch double face de 1,5 cm de large.
• Assure-toi que les coupes soient aussi droites que possible.

• Divise en deux, deux des morceaux coupés.
• De cette façon, tu auras 4 petits morceaux.

• Prends la grande plaque de mousse dure et coupe un morceau de 10 et 2 cm de long. A quoi va servir la pièce de 2cm ?
• Sers-toi de la plaque jaune alvéolaire comme règle.
• Tiens le couteau comme un crayon. Tire la pointe du couteau plusieurs fois à travers la mousse avec peu de pression jusqu'à ce que la lame traverse.

• Colle trois petits morceaux de scotch sur la plaque en mousse dure.
• Veille à ce que les languettes du papier de protection soient dirigées vers l'intérieur.
• Tu colles deux morceaux dans les coins de la plaque de mousse dure.
• La troisième se trouve au milieu de la longeur de la plaque (comme indiqué sur la figure à l'aide de la flèche verte).

• Colle pour chaque morceau de scotch un aimant. Il doit se trouver dans l'angle du morceau de scotch.
• Les aimants se trouvent sur les bords de la plaque de mousse dure.

• Colle le grand morceau de scotch double face découpé préalablement sur le panneau de mousse dure.
• Il doit être au milieu du côté de la largeur.
• La languette du papier de protection est dirigée vers l'intérieur.

Expérience: Circuit électrique

• Prépare le laboratoire électrique comme indiqué sur la photo.
• Ton laboratoire électrique est maintenant prêt pour que tu puisses mener des expériences.

• Branche le moteur à la source d'alimentation.
• Fais glisser l'interrupteur du support de piles sur "ON".
• Maintenant tu as un circuit électrique fermé. Tu peux voir l'effet du courant sur le moteur.

• Pour que tu puisses comprendre où le courant circule, le support de piles est ouvert.
• Les deux piles et l'interrupteur sont visibles.
• La vis relie les deux batteries.

• Le circuit électrique est représenté de manière simplifiée.
• Le schéma éléctrique correspondant est dessiné.

Expérience: Circuit série

• Insére un moteur et une LED dans le circuit. Si la LED ne s'allume pas, change les connexions.
• Tu devras peut-être pousser un peu la roue dentée pour faire démarrer le moteur.
• On dit : "Le moteur et la LED sont connectés en série".

• Que constates-tu en ce qui concerne la luminosité de la LED et la vitesse du moteur ?
• Si tu utilises une autre LED, à quelle vitesse le moteur tourne-t-il ? 

• Que se passe-t-il si tu connectes deux LED en série?
• Que se passera-t-il si deux moteurs sont connectés en série?

xpérience: Circuit parallèle 

• Connecte un moteur et une LED de façon à ce que les deux soient en contact direct avec la source d'alimentation.
• Qu'observes-tu en ce qui concerne la luminosité de la LED et la vitesse du moteur ?
• On dit : "Le moteur et la LED sont connectés parallèlement". 

• Schéma éléctrique:
  Source d'alimentation - Moteur - LED - Interrupteur

• Connecte deux LED parallèlement 
• Combien de pièces (LED, moteur) peuvent être connectées en parallèle ?

• Schéma éléctrique:
  SOurce d'alimentation - LED - LED - Interrupteur

Ton expérience

• Que peux-tu expérimenter avec les différentes pièces (LED, moteur)?
• Parviens-tu à transformer l'énergie chimique en énergie sonore, est-ce possible ?
• Présente tes expériences à tes camarades de classe.

Expérience : Apprends à connaître la photo-résistance

• Place un morceau de tuyau en silicone de 4 cm de long sur chaque jambe du LDR et fixe-le avec un clou.
• Assure-toi que la tête du clou dépasse toujours du tuyau.

• Raccorde la photo-résistance en série avec le moteur.
• Comment la vitesse de rotation du moteur change-t-elle lorsque la lumière tombe sur la photorésistance (lumière du soleil, lampe) ?
• Tu remarques : La photo-résistance réagit à la lumière et laisse passer plus ou moins de courant. Quelle est la règle ?

• Raccorde une LED en parallèle à la source d'alimentation.
• Utilise la carte avec la bande noire pour réfléchir plus ou moins de lumière sur la photo-résistance.
• Tu peux maintenant contrôler la vitesse du moteur. A quoi ça pourrait servir ? 

• Et voici le schéma électrique.
• Quel symbole de circuit affiche le LDR ?

Construis ton pilotage par lumière

C'est à ça que va ressembler ton pilotagepar lumière. 

Sélectionne les LED rouges

• Vérifie la couleur de tes LED.
• Pour le pilotage par lumière, tu n'as besoin que des deux LED rouges.
• Tu peux remettre les deux autres LED dans la boîte.

Démonte le laboratoire électrique

Parce que tu as besoin de tous les composants pour le contrôle de l'éclairage, tu démontes ton laboratoire électrique :

• Mets l'interrupteur de la batterie sur "Off".
• Enlève les clous et les tuyaux en silicone de toutes les LED, LDR et du moteur.
• Retire les trois aimants du bloc de mousse dure.

Matériel:

1) 1 bande de papier avec une ligne noire
2) 1 panneau de mousse dure
3) 1 tige en mousse dure
4) 1 support de piles avec connexions par câble
5) 1 plaque de mousse dure avec moteur et une roue dentée
6) 1 roue dentée verte
7) 1 moteur
8) 1 bande de papier de couleur (rouge, bleu, jaune ou vert)

  8) Papier quadrillé
  9) 2 LED rouges
10) 2 photorésistances (LDR)
11) 8 pièces de tuyau en silicone de 4 cm
12) 8 aiguilles
13) 2 clous
14) 1 plaque alvéolaire (3 cm, rouge, bleue, jaune ou verte)
15) Scotch double face
16) 1 double câble torsadé noir et 1 double câble torsadé rouge

• Prends la plaque alvéolaire de 3 cm de large. Elle peut être rouge, bleue ou verte.  
• Coupe la au huitième trou pour avoir une pièce avec 7 trous.
• Coupe un deuxième morceau d'égale grandeur.

• Coupe 2 morceaux de scotch double face de 1,5 cm de largeur.
• Colle un scotch double face sur la plaque. Le bout doit arriver au milieu d'une cavité creuse.
  Retire la feuille de protection.

• Colle les deux morceaux de plaques alvéolaires avec du scotch double face. Cela fonctionne mieux lorsque les plaques sont en position verticale.
• Note que les cavités s'emboîtent exactement l'une dans l'autre.

• Applique un morceau de scotch double face à ras du bord (comme indiqué sur la photo).
  ATTENTION : Ne pas décoller le film protecteur !

• Place les plaques alvéolaires comme indiqué sur l'image.
  Dans le premier et le dernier trou , tu places un morceau de tuyau de silicone de 4 cm dans chaque trou.
  Insére les jambes de la LED dans les morceaux de tuyau.
  ATTENTION : La longue jambe doit être au fond des deux LED !

• Pousse la LED et le tuyau en silicone dans les trous le plus loin possible.

• Mets dans les trous inférieurs quatre morceaux de tuyau en silicone de 4 cm.
• Attention: Le trou du milieu reste vide.
• Insère une jambe de chaque LDR dans les tubes.
  Pousse le LDR dans les tubes le plus loin possible.

• Coupe 2 morceaux de câble double rouge et un morceau de câble double noir d'une longueur de 14 cm.

• Retire 1,5 cm d'isoltation au bout de chaque câble.
• Sépare un côté du câble sur 4,5 cm.
• Tords les câbles de chaque côté.

• Retourne la plaque alvéolaire. Le scotch doit se trouver en dessous.
• Insère un câble double noir dans les tubes inférieurs de la LED et fixe chacun d'entre eux avec une aiguille. Veille à ce que l'isolant soit inséré dans le tube sur environ 5 mm.
• Tiens fermement la LED pour que les tubes ne soient pas déplacés et insère entièrement les aiguilles.

• Insère un câble double rouge dans les tubes supérieurs de la LED et fixe-les avec une aguille.
• Tiens la LED fermement et insère les aiguilles entièrement.

• Insère un câble double rouge dans les deux tuyaux intérieurs du LDR et fixe-les avec une aiguille chacun.
• Tiens le LDR fermement et insère les aiguilles entièrement.

• Raccourcis le câble rouge du moteur à 26 cm.
• Raccourcis le câble noir du moteur à 13 cm.
  
  
• Dans la boîte, tu trouves un deuxième moteur. Fais la même chose pour celui-là.

• Dépose un moteur de chaque côté de la plaque alvéolaire, à droite et à gauche.
• Insère les câbles rouges du moteur dans les tuyaux du LDR qui sont encore vide.
• ATTENTION: Le moteur de gauche sera relié avec le LDR de gauche et le moteur de droite avec le LDR de droite.
• Tiens le LDR fermement et insère les aiguilles entièrement.
  
  

• Mets l'interrupteur du support de piles sur "OFF"
  Décolle le morceau de scotch.

• Retire les clous et le tuyau en silicone des câbles du support de piles.
  Les câbles sont raccourcis à 13 cm et dénudé lors de la construction du laboratoire éléctrique.

• Tords tous les câbles noirs ensemble.
• Tords tous les câbles rouges ensemble.

• Insère les faisceaux de câbles dans un morceau de tuyau en silicone de 2,5 cm de long.

• Découpe la plaque alvéolaire (rouge, bleue, verte) de 3 cm de large au quatrième trou.

• Insère les deux tuyaux en silicone qui contiennent les faisceaux de câbles rouges et noirs dans la plaque alvéolaire.

• Découpe un morceau de 10 cm de long de la plaque de mousse dure à l'aide d'un couteau.
• Utilise la plaque alvéolaire jaune comme règle pour t'aider à découper.
• Tiens ton couteau comme un crayon papier et coupe la plaque alvéolaire en plusieurs découpes en pressant légèrement le couteau.

• A l'aide d'un couteau, découpe deux cubes d'une longueur de 2 cm à partir de la plaque en mousse dure.
• Tiens le couteau à l'horizontale pour cette coupe et appuie légèrement dans un mouvement de va-et-vient jusqu'à ce que la plaque soit fendue.

• Coupe avec des ciseaux deux morceaux de 8 cm de la bande de papier (la bande peut être rouge, bleue, jaune ou verte).

• Colle le deuxième moteur avec du scotch double sur la plaque en mousse dure (sur le petit côté).).
• Colle les cubes de mousse dure de 2 cm avec du scotch double face sur les plaques de mousse de 10 cm (sur le petit côté opposé).

• Coupe les deux cubes de mousse dure avec le couteau jusqu'à la moitié.

• Glisse les bandes dans les incisions des cubes et place-les de façon à ce qu'elles touchent les roues dentées.

• Coupe en deux la bande de papier avec la ligne noire.
• Coupe un morceau de 9 cm de mousse dure et colle-le sur le papier.

• Ton pilotage par lumière est maintenant terminé et prêt à être testé.

Expérience : Comment peut-on contrôler des moteurs avec de la lumière ?

• Place la bande de papier sur une feuille quadrillée devant la LED et la LDR de ton pilotage par lumière.
• Si tu allumes maintenant la batterie, tu entendras un bruit très fort.
• Tu devras peut-être déplacer les bandes de papier de couleur pour qu'elles appuient plus ou moins fortement sur les roues dentées.

En déplaçant la bande de papier avec la ligne noire, tu peux influencer le fonctionnement des moteurs.

• Que se passe-t-il si la bande de papier est très proche de la LED et de la LDR ?
• Que se passe-t-il si la bande de papier est très éloignée de la LED et de la LDR ?
• Que se passe-t-il si tu déplaces la bande de papier sur la droite ou la gauche?
• Comment dois-tu placer la bande de papier pour que les sons soient à peu près d'intensité égale ?