Compresseur lego NXT

Nous utilisons 6 petits pistons pour la construction, c’est beaucoup plus efficace que d’utiliser les gros pistons avec les ressorts. Pour qu’un compresseur soit efficace, il est plus important de pomper l’air à grande vitesse que de pomper un grand volume d’air  à basse vitesse.

Compresseur Lego NXT

Le compresseur est assez efficace pour actionner un gros piston Lego en continue. Le capteur de toucher permet d’arrêter le moteur du NXT lorsque la pression d’air dans le réservoir est suffisante.

Nous avons tester un modèle utilisant 2 gros piston, mais la résistance était tellement grande que nous devions utiliser un moteur NXT par piston et il était impossible d’augmenter la vitesse des moteurs par des engrenages. Le système devait fonctionner avec l’adaptateur branché au NXT ou les batteries se déchargaient en moins de 45 secondes.

plan du compresseur

Image du programme compresseur en NXT-G

Colorimetre Vernier et le NXT

Tutoriel pour utiliser le colorimètre de la compagnie Vernier avec le NXT.

Un adaptateur est nécessaire pour utiliser les sondes Vernier avec le Lego NXT. Il permet d’utiliser 36 sondes différentes de la compagnie Vernier.

Vous devrez aussi installer le bloc vernier dans le logiciel Lego Mindstorms NXT

Nous utilisons le  colorimètre afin de vérifier la précision du travail de laboratoire des élèves lors des laboratoires de dissolution et de dilution en 3ième et 4ième secondaire.

Pour l’utiliser, vous devez premièrement préparer une série de solutions de différentes concentrations afin de tracer une courbe d’étalonnage. Utilisez préférablement de l’eau distillée. L’eau du robinet, dépendamment du temps de séjour dans la tuyauterie, peut contenir des minéraux en suspension qui peuvent altérer les résultats.

Voici deux différents programmes que vous pouvez utiliser pour faire l’acquisition de données. Le premier utilise la fonction moyenne du NXT-G, le deuxième utilise une moyenne programmée par l’utilisateur. La moyenne de NXT-G arrondie à l’unité, la moyenne programmée arrondie au millième.

Programme #1              Programme #2

Le blocs MEAN que vous devez installer dans NXT-G avec l’outil: assistant d’importation et d’exportation de blocs.

Dans notre exemple nous avons utilisé du NaCl coloré avec du colorant alimentaire bleu à raison de 4ml par 100g de NaCl. Des concentrations de 1, 5 ,7.5, 10, 15, 20, 25, 30, 40, 50, 75 g/L ont été préparées afin d’étalonner cette courbe.

Le colorimètre est conçu pour être précis dans une plage de données allant de 20% à 60 % de transmittance. Ce qui, sur notre courbe, équivaut à des concentrations de 6,5 g/L à 30 g/L. Vous devrez donc tronquer des données pour ne conserver que celles qui sont pertinentes. Ce qui vous donnera la courbe suivante. Celle-ci devrait être une fonction logarithmique.

Vous pouvez vous servir de la courbe directement pour évaluer la concentration d’une solution en fonction de sa transmittance, ou vous servir de l’équation de la courbe de tendance logarithmique fournie par Excel. Dans notre exemple nous devons transformer l’équation: y=-25,85ln(x)+106,66 ou x=la concentration en g/L et y=la transmittance en % pour pouvoir trouver la valeur de x. Ce qui donne la fonction suivante: x= e(y-106,6/-25,85)
Voici un exemple de comment appliquer cette formule avec Excel.

Vous pouvez travailler avec 4 longueurs d’ondes différentes pour analyser la concentration des solutions, soit le mauve à 430nm, le cyan à 470nm,le vert à 565nm et le rouge à 635nm.  Pour une solution bleue, vous devez utiliser la longueur d’onde de 635nm. Pour une solution rouge une longueur d’onde de 470nm.

Spectre lumineux

Avant le premier test, sélectionnez la bonne longueur d’onde sur le calorimètre et attendez une dizaine de minutes afin que le système se stabilise. Insérez la cuvette remplie d’eau distillée et appuyez sur la touche cal pour calibrer le système. Vous devriez toujours utiliser la même cuvette pour tester les solutions. Comme elles sont en plastique, les cuvettes laissent passer la lumière de façon différente  l’une de l’autre et ceci a tendance à fausser les résultats. Rincez à l’eau distillée et asséchez la cuvette entre chaque échantillon.

Pour de meilleurs résultats vous pourriez  utiliser du CuSO4, ou tout autre produit chimique coloré, au lieu du NaCl coloré.

Analyse graphique du MRU et MRUA

Une série de démonstrations afin d’aider les élèves a faire la représentation graphique de la position en fonction du temps et de la vitesse en fonction du temps.

Le robot est programmé pour faire différents types de mouvements; des accélérations, décélérations, vitesse constante et arrêt. Après avoir observé le mouvement du robot, ils doivent faire les représentations graphiques appropriées.


Courbe 1

courbe1 from Robotique NXT on Vimeo.

Programme de la courbe 1

Courbe 2

courbe2 from Robotique NXT on Vimeo.

Programme de la courbe 2

Courbe 3

courbe3 from Robotique NXT on Vimeo.

Programme de la courbe 3

Courbe 4

courbe4 from Robotique NXT on Vimeo.

Programme de la courbe 4

Courbe 5

courbe5 from Robotique NXT on Vimeo.

Programme de la courbe 5

Courbe 6

courbe6 from Robotique NXT on Vimeo.

Programme de la courbe 6

Mission robotisée

Une situation d’apprentissage qui ne viens pas de nous et qui s’adresse plus aux enseignants de mathématique de 4e secondaire qu’à ceux de physique.

La SAÉ a été développer en partenariat par la Commission scolaire de Montréal (CSDM), La Commission scolaire Marguerite-Bourgeois (CSMB) et L’École de technologie supérieure (ETS) et réalisé par Annie Elgbeili (CSMB), Brigitte Cognard, Marc-André Sévigny et Frédéric Prud’homme (CSDM), Claude Blais (ÉTS).

Bien qu’elle aie été conçu pour les mathématique de 4e secondaire, elle peut vous servir d’inspiration pour une SAÉ sur les vecteurs en physique de 5e secondaire.

Merci à Monsieur Frédéric Prud’homme de la CSDM qui nous a généreusement permis de diffuser cette SAÉ.

Le premier document est la mise en situation, le deuxième le document de l’élève, le troisième un aperçu du plan, le quatrième le plan du robot odin, le cinquième une vidéo du robot et les deux dernier sont les programmes.

MissionRobotisée_MS_20 aout 2010

MissionRobotisée_CE_20 aout 2010

plan

Robot_Odin

La vidéo

Programme Dirbec

Programme Géotek

La chute libre

Un laboratoire sur la chute libre.

Nous cherchions depuis quelque temps un détecteur de rotation précis au degré près avec une friction minimale du mécanisme. Le détecteur de rotation légacy ne permettait pas une assez grande précision pour pouvoir calculer l’accélération d’un corps en chute libre et le détecteur de rotation du moteur des nxt, bien qu’assez précis, offrait trop de résistance pour pouvoir faire cette expérience.

Nous avons finalement trouvé  ce détecteur d’angle chez la compagnie Hi-Technic.

Le premier document est le plan du montage, le deuxième le document de l’élève, le troisième la programmation avec le NXT2.0 . Notez que la programmation serait la même avec le NXT 1.0 puisqu’il n’est pas possible de faire la journalisation des données pour le nombre de degrés de rotation total du détecteur d’angle de la compagnie Hi-Technic.

montage_Chute_libre

chute_libre

programme_chute_libre

2e loi de newton

Deux laboratoires sur la deuxième loi de newton. Dans le premier on étudie la relation entre la masse d’un chariot et son accélération lorsque la force exercée sur le système reste constante. Dans la deuxième, lorsque la masse du système reste constante.

Le premier document est le plan du robot, le deuxième et le troisième documents sont ceux de l’élève, le quatrième la programmation avec le NXT 2.0

montage_2e_loi_newton

2e_loi_newton_force

2e_loi_newton_masse

programme_2e_loi_newton