Set de base MINDSTORMS EV3

Couleurs et lignes

Utilisez le capteur de couleur pour détecter et suivre des lignes.

45 à 90 min.
Intermédiaire
Niveaux 6-8
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Plan de cours

1. Préparer

  • Lisez la documentation destinée aux élèves dans l'application Salle de classe EV3.
  • Recueillez des informations sur le fonctionnement du capteur de couleur ainsi que sur l’utilisation des modes Couleur et Intensité de la lumière réfléchie.
  • Vous aurez besoin de ruban adhésif noir pour tracer une ligne noire épaisse.
  • Pour cette leçon, les élèves devront avoir préalablement construit le modèle de base motrice. Cela prend environ 30 minutes.

2. Éveiller (5 min)

  • Utilisez les idées évoquées dans la section Lancer une discussion ci-dessous pour engager une discussion en lien avec cette leçon.
  • Répartissez les élèves en binômes.

3. Explorer (20 min)

  • Demandez à chaque binôme de construire l'extension de capteur de couleur orienté vers le bas pour la base motrice.
  • Donnez-leur un peu de temps pour tester les piles de programmation fournies, afin de découvrir comment utiliser le capteur de couleur pour détecter et suivre une ligne.

4. Expliquer (10 min)

  • Demandez à vos élèves d'utiliser les piles de programmation pour étalonner le capteur de couleur, puis d’observer ce qu’il se passe.
  • Engagez une discussion sur les raisons pour lesquelles il est important d’étalonner le capteur de couleur.

5. Enrichir (10 min)

  • Demandez à vos élèves de créer un meilleur programme de suivi de ligne.
  • N'oubliez pas de prévoir un peu de temps pour tout ranger.

6. Évaluer

  • Commentez les performances de chaque élève.
  • N’hésitez pas à utiliser les rubriques d'évaluation fournies.

Lancer une discussion

Coder les mouvements exacts qu'un robot doit faire n'est pas très efficace. Il existe par conséquent différents systèmes de guidage pour aider les robots à naviguer dans leur environnement. Une option simple mais efficace est d'utiliser des lignes de couleur peintes au sol, que les robots peuvent suivre à l'aide d'un capteur.

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Lancez une discussion sur les robots capables de détecter des couleurs. Posez des questions pertinentes, telles que :

  • Pouvez-vous citer des robots capables de détecter des couleurs ?
  • Quels sont les avantages et les limites de l'utilisation de lignes de couleur comme moyen de navigation ?
  • Qu'est-ce l'intensité de la lumière réfléchie, et comment fonctionne un capteur de couleur ?

Astuces de construction

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Instructions de montage

Laissez la base motrice assemblée après utilisation, plutôt que de la démonter.

Mise en place du parcours
Demandez à vos élèves d’utiliser le ruban adhésif noir pour tracer une ligne noire épaisse à détecter et à suivre. Laissez-les essayer différents types de lignes, mais indiquez-leur que les angles très aigus sont difficiles à suivre.

Utilisation du capteur de couleur
Pour relever ce défi, le capteur de couleur peut être utilisé selon deux modes différents (mode Couleur ou mode Intensité de la lumière réfléchie).

Le mode Intensité de la lumière réfléchie du capteur de couleur apportera une précision maximale. Pour suivre une ligne, le capteur doit détecter alternativement deux couleurs ou deux intensités de lumière réfléchie. Avec vos élèves, consacrez un peu de temps à explorer les façons dont le capteur rapporte les valeurs.

Astuces de codage

Programme principal

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Idée de solution

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Différenciation

Pour simplifier :

  • Expliquez le mode intensité de la lumière réfléchie du capteur de couleur.
  • Simplifiez le parcours (ligne) que la base motrice doit suivre.

Pour aller plus loin :

  • Demandez à vos élèves de modifier le programme pour suivre des lignes de différentes tailles, couleurs et formes.
  • Présentez le programme Suiveur de ligne proportionnelle (voir la section Astuces de codage ci-dessus) et demandez à vos élèves d’en décoder le fonctionnement.

Opportunités d’évaluation

Checklist d’observation de l’enseignant
Créez un barème adapté à vos besoins, par exemple :

  1. Objectif partiellement atteint
  2. Objectif atteint
  3. Objectif dépassé

Utilisez les critères suivants pour évaluer la progression de vos élèves :

  • Programmer la base motrice pour réagir à des lignes à l’aide du capteur de couleur
  • Étalonner le capteur de couleur et expliquer l'importance de cet étalonnage
  • Optimiser le programme de suivi de ligne pour gagner en précision

Auto-évaluation
Demandez à chaque élève de choisir le niveau qui représente le mieux ses performances.

  • Bronze : J'ai fait arrêter la base motrice au niveau d’une ligne.
  • Argent : J’ai programmé la base motrice pour qu’elle suive une ligne.
  • Or : J'ai programmé la base motrice pour qu’elle suive une ligne, et étalonné le capteur de couleur pour tenir compte de l'évolution des conditions de lumière.
  • Platine : J'ai non seulement programmé la base motrice pour qu’elle suive une ligne et étalonné le capteur de couleur pour tenir compte de l'évolution des conditions de lumière, mais j'ai également optimisé le programme pour déplacer la base motrice plus rapidement et plus efficacement.
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Extension Arts du langage

Pour intégrer des notions d’arts du langage :

  • Demandez à vos élèves de créer le programme Suiveur de ligne proportionnelle (voir la section Astuces de codage ci-dessus), puis de créer une présentation comparant l’exécution de ce programme à celle de leurs programmes de suivi de ligne.

Remarque : cela étend la durée du cours.

Monde professionnel

Les élèves qui ont apprécié ce cours pourraient être intéressés par les secteurs professionnels suivants :

  • Technologies de l’information (applications informatiques)
  • Fabrication et ingénierie (technologie des machines)
  • Fabrication et ingénierie (pré-ingénierie)

Support pour l’enseignant

Les élèves vont :

  • Programmer la base motrice afin qu’elle s’arrête au niveau d’une ligne noire
  • Programmer la base motrice afin qu’elle suive une ligne noire

Technologie en 6ème, 5ème, 4ème

  • Matière, mouvement, énergie, information
  • Matériaux et objets techniques
  • Dimensions développées en 5ème et 4ème :*
  • dimension d'ingénierie - design : comprendre, imaginer et réaliser de façon collaborative des objets.
  • dimension socio-culturelle : discuter les besoins, les conditions et les implications de la transformation du milieu par les objets et systèmes techniques.
  • dimension scientifique pour résoudre des problèmes techniques, analyser et investiguer des solutions techniques, modéliser et simuler le fonctionnement et le comportement des objets et systèmes techniques

Mathématiques en 6ème, 5ème, 4ème

  • Grandeurs et mesures
  • Espace et géométrie
  • Organisation et gestion de données, fonctions (5ème et 4ème)

Physique-chimie en 5ème et 4ème

  • Mouvements et interactions
  • Des signaux pour observer et communiquer

Informatique en 5ème et 4ème

  • Acquérir des méthodes qui construisent la pensée algorithmique et développent des compétences dans la représentation de l’information et de son traitement, la résolution de problèmes, le contrôle des résultats.

Matériel pour les élèves

Téléchargez, consultez ou partagez la fiche de travail de l’élève sous la forme d’une page HTML ou d’un fichier PDF à imprimer.

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