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Version du 8 décembre 2018 à 17:53
Sommaire
Présentation générale
Nom du projet : Coupe de robotique des écoles primaires
Élèves : Thibault LEPOIVRE, Pierre FRISON
Encadrant : Emmanuelle PICHONAT
Description
Cette année, pour notre projet de filière IMA (Informatique Microélectronique et Automatique) de l'école Polytech Lille nous avons décidé de travailler à la mise en place de la Coupe de Robotique des Écoles Primaires (CREP). Dans ce but, notre travail sera découpé en plusieurs parties :
- Organisation et participation aux interventions.
- Réalisation d'un robot et d'une piste répondant au cahier des charges de la CREP avec des solutions utilisées dans le milieu professionnel et dans le cadre de notre formation.
- Organisation de la journée CREP.
Dans ce wiki vous trouverez l'avancée détaillée de nos travaux.
Objectifs
Dans le cadre de l'organisation des interventions nous devrons :
- Communiquer avec l'inspectrice de la circonscription de Lambersart (Mme François) et son Enseignant Référent pour les Usages Numériques (E-RUN) (M. Bourkache).
- Intervenir dans les douze écoles qui participent à la CREP. Avec deux interventions dans chacune des écoles.
Pour la partie technique de ce projet, notre robot et notre piste devra, en plus de répondre au cahier des charges de la CREP imposé aux écoles, offrir un véritable divertissement à présenter aux enfants le jour de la CREP.
Notre robot devra être capable de respecter le cahier des charges imposé par la CREP :
- Suivre un scénario prédéfini par nos choix (dans notre cahier des charges) dans un milieu proche du monde des maraîchers.
- S’arrêter devant un objet du décor et de l'admirer.
- Déplacer un objet du décor.
- Faire une marche arrière.
- D'esquiver un ou plusieurs objet ou personne en mouvement.
Notre piste devra respecter une certaine architecture :
- Posséder un triangle isocèle collé à triangle équilatéral avec un cotés de même longueur et un parallélogramme.
- Avoir trois volumes différents pouvant faire partis du décor.
- Et sera limitée en surface : de 4 à 6 m^2, en largeur < 2 m, en longueur < 3 m et en hauteur < 1 m.
Pour finir, la journée CREP s'organisera afin de répondre aux objectifs suivant :
- Chaque école aura 20 minutes de présentation comprise dans un amphithéâtre de 1H30: 10 minutes de présentation de la piste, de l'histoire, du code et 10 minutes de défi (réalisation du cahier des charges).
- Chaque école pourra découvrir la vie associatif de Polytech Lille au travers des activités organisés par différents clubs.
- Les élèves pourront aussi découvrir les divers domaines abordés à Polytech Lille (Agro-alimentaire, Matériaux, etc).
Analyse du projet
Positionnement par rapport à l'existant
Du côté des interventions, de multiples entreprises proposent déjà des activités dans les écoles pour faire découvrir aux enfants divers domaines.
Du côté de la visite, les grandes écoles (comme Polytech) ouvrent déjà leur portes au public. Cependant, ces visites ne sont généralement pas adaptées à un publique aussi jeune et les clubs ne sont pas présentés.
Aussi, un intérêt majeur de la CREP est la réalisation, par les écoles, d'un défi qui les suivra tout au long de l'année, offrant ainsi l'occasion aux enseignants de grouper plusieurs matières autour d'une seule thématique, rendant le tout plus ludique.
Analyse du premier concurrent
Notre premier concurrent est la société "Bricks 4 Kidz". L'entreprise propose des activités centrées sur la robotique aux enfants entre 5 et 13 ans. L'entreprise propose ces activités pendant les vacances scolaire ou sur demande (e.g. pour un anniversaire) aux particuliers, et intervient aussi dans les écoles primaires.
Le concept est assez similaire à celui de la CREP : faire découvrir aux enfants le monde de la robotique d'une manière ludique. Parmi les différences, on peut compter la visite de Polytech et ses Clubs, ainsi qu'un défi à réalisé par les écoles tout au long de leur année scolaire.
Analyse du second concurrent
Notre second concurrent est "Les savants fous". Tout comme "Bricks 4 Kidz", l'entreprise propose des activités aux enfants de 5 à 12 ans, mais est plus axé sur les sciences générales que sur la robotique.
De par ses différences avec la CREP (pas de visite de l'école, axée sur les sciences plutôt que sur la robotique), "Les savants fous" sont des concourants relativement éloignés.
Scénario d'usage du produit ou du concept envisagé
La CREP a déjà plusieurs années d’existences (de 2014 à nos jours). Elle permettait aux écoles volontaires d'initier ses élèves à la robotique et de visiter notre école d'ingénieur.
Cette année, nous aimerions montrer aux enfants la réalisation du cahier des charges, qu'ils auront respecté, par des élèves ingénieurs avec des contraintes supplémentaires :
- La piste sera robotisée.
- Le robot et la piste communiqueront pour déclencher des événements.
- La position du robot sur la piste sera affichée sur un écran.
Réponse à la question difficile
Question : Est-ce nécessaire d'avoir une piste intelligente ?
Non : avec la connexion au robot la piste n'aura pas besoin d'être complètement autonome. Du coup la piste ne comportera pas de capteur, de ce fait le robot devra connaître sa position en permanence afin de pouvoir déclencher les événement liés à la piste.
Préparation du projet
Cahier des charges
Après avoir étudier plusieurs scénario (Minecraft, à bord d'une station spatiale ...), nous avons décider de réaliser le scénario "à bord d'une station spatiale". Comme dis dans les objectifs notre cahier des charges se décompose en deux parties : la piste et le robot.
Pour le robot :
- Devra avoir une forme de 'U' inversé afin de pouvoir parcourir les parcelles et les arroser par le dessus.
- Posséder un bumper robotisé pouvant s'abaisser et pousser la caisse de fruit que l'on souhaite déplacer.
- Devra connaître sa position sur la piste en temps réel.
- Devra se déplacer avec une importante précision.
- Être esthétique.
Pour la piste :
- Comportera plusieurs jeux lumineux afin de nous plonger dans un univers spatial.
- Comportera 3 portes motorisées reliant les différentes pièces de la station.
- les trois solides seront fabriqués en plexiglas, indépendant et décorés de façon électronique.
- Au vue de la charge de travail déjà présente, l'esquive de l'usager se déplaçant sur la piste sera optionnelle.
- Afin que notre piste et notre robot correspondent à un univers spatial, notre piste ne comportera malheureusement pas de parcelles triangulaires.
Choix techniques : matériel et logiciel
Liste des tâches à effectuer
Nos tâches à effectuer vont se diviser en deux parties tout d'abord le design de notre robot et notre piste et ensuite la programmation de ces derniers, tout d'abord le robot :
- Modélisation 3D du socle du robot en 'U' inversé et impression.
- Montage du robot (assemblage moteur,roue,...).
- Modélisation,impression et assemblage du bumper.
Ensuite la piste :
- Modélisation 3D des jointures des plaques de contreplaqué et impression.
- Teste et assemblage des plaques entre-elle.
- Design des murs sur Inskape et fabrication à l'aide de la découpeuse laser.
- Branchage du circuit leds et implémentation sur la piste.
Pour finir pour la programmation :
- Programmation du robot afin de parcourir la piste.
- Programmation de la piste : jeux de lumière et ouverture des portes.
- Redirection de la position du robot vers un serveur web afin de l'afficher sur un site.
Calendrier prévisionnel
Réalisation du Projet
Feuille d'heures
| Tâche | Prélude | Heures S1 | Heures S2 | Heures S3 | Heures S4 | Heures S5 | Heures S6 | Heures S7 | Heures S8 | Heures S9 | Heures S10 | Total |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Analyse du projet | 0 |
