La page du challenge robotique

Une partie de la classe de 3H se lance dans l'aventure à raison de 2h00 par semaine le jeudi de 15h30 à 17h30 durant le cours de technologie.

Nous représenterons notre collège sous le nom "3H CHARLEMAGNE".

Introduction au monde de la robotique :

Une séquence de 7 séances a été consacrée à l'histoire des robots, leurs fonctions d'usage, les principes de base, les domaines d'application ainsi qu'une réflexion sur la coexistence avec l'Homme (questions de société).

Phase 1 : Budget et lecture et analyse du règlement

Budget :

Nous avons demandé un budget de 150,00€ à l'administration du collège réparti ainsi en date du 12/02/2014 :

50,00 € pour l'inscription à Planète science Picardie pour l'obtention du kit de démarrage
6,17 € pour une planche de sapin (réalisation des feux)
11,55 € pour 7m de Velcro
8,85 € pour 18 balles de pingpong

Total de 76,57 € TTC (hors prêt de matériel du lycée Pierre Méchain)

Tous les autres besoins ont été couverts grâce :

à de la récupération et des stocks de matériaux présents au laboratoire,
au soutien du lycée Pierre MECHAIN (câbles, moyeux, éléments de télécommande, moteurs, et module électronique de commande moteur pour un montant de 150,00 €, on prévoit d'acheter ce matériel pour l'an prochain, merci M. BRETON et M. ELIE enseignants au lycée).
au collège LENAIN (les roues, Merci Mme CADEAUX).
à M. BROCHETON, agent du collège pour les vis, la perche, et autres services,
à l'administration de notre collège.

La lecture du règlement nous a pris une séance complète pour l'assimiler dans ses grandes lignes et de pouvoir commencer le projet proprement dit. Il semblait assez compliqué au départ compte-tenu de la quantité d'information et des détails techniques. Cela nous paraissait irréalisable...

Lien pour consulter le règlement : Règlement_2014_-_Version_finale.pdf

Phase 2 : Organisation du projet, répartition des responsabilités par module et par thème :

Le châssis : Stanislas
Les feux : Oussama, Cléa, Jonathan
Les fruits : Maxime, Florian, Thibaut
Les lances : Jérôme, Tony
Le filet : Julian, Victorien, Innocente
Les fresques : Maureen
Responsables des prises de vue et des panneaux : Déborah et Wendy

Lien pour consulter notre organisation : Challenge_ROBOTIQUE__Organisation.pdf

Phase 3 : Réalisation des éléments du jeu, un impératif pour commencer le robot...

Les feux :

Les mammouths, les fresques...

Les lances (dès le départ nous nous sommes trompés en collant le coté crochet et non velours !)

Phase 4 : Investigation pour trouver les principes de base pour atteindre les cibles :

Exemple le lanceur de filet :
Filet_autre_type_de_filet_essai.swf

Phase 5 : Réalisation des premiers prototypes

Le module de lances :

Le cueilleur de fruits :

Le Châssis :

Le poussoir pour les feux

Le lanceur de filet :

Phase 6 : Validation des prototypes

Exemple pour le poussoir des feux, le principe est de pouvoir, grâce au crochet bleu, pousser ou tirer le feu selon la position des couleurs et donc de le faire tomber avec la bonne couleur vers le haut. Puis avec la raclette verte, pouvoir amener le feu sans abîmer la partie basse du châssis (moteur, câblage, modules électronique).

Phase 7 : Réalisation des modules

Le châssis réalisé dans une plaque de PVC de 3m pour assurer la rigidité avec une 2 moteurs à courant continu de 12V, 2 roues de skate et une roulette sur roulement à billes pour assurer 3 points d'appui :

Le module de cueillette des fruits basé à l'origine sur une boîte de coton tiges (pas encore fini) sa transmission par chaîne de la rotation du tambour et le moteur alimenté par une (peut-être deux) pile 9V 6F22 :

Le support et ses fresques (ni peintes ni illustrées), le principe est simple, 2 fresques portées par une vis suffisamment longues pour assurer le transport durant le déplacement du robot et suffisamment courtes pour les libérer une fois accrochées à la cible par le Velcro (pour information, VELCRO est la contraction de Velours et de Crochet) :

Le lanceur de filet, basé sur le principe du ressort libérer par une gâchette positionnée sur l'axe d'un moto-réducteur (moteur électrique avec un mécanisme de réduction de la vitesse de rotation) :

Les lances dont le réservoir réalisé dans un emballage de papier sulfurisé contient 5 lances, un système d'arbre à cames et de levier qui assure la descente régulière des lances, un support qui assure la mise en position des lances et enfin un ressort (parti d'un réglet) qui percute chaque lance pour les éjecter. Un seul moteur assure tous ces mouvements :

La télécommande (réalisée par le professeur) :

Phase 8 : Mise en place des modules sur le châssis

En imposant dès le départ, aux équipes responsables de chaque module, la contrainte de minimiser la taille nous sommes parvenus à respecter les dimensions imposées par le règlement. C'est à dire 1,20 m de périmètre et 35 cm de haut. Il a tout de même fallu réduire la hauteur du réservoir de lances, ce qui a pour conséquence de ne pouvoir embarquer 5 lances ou lieu de 6, dommage...

Phase 9 : Le câblage et les premiers tours de piste !

Le câblage a été entièrement réalisé par le professeur.

Voir l'annexe tout en bas de cette page pour regarder la vidéo des premiers essais, quelle satisfaction de voir le robot enfin évoluer à l'aide de la télécommande et quel plaisir de le piloter !

Phase 10 : La stratégie, entrainement des pilotes

Jeudi 13 février, le challenge approche...

Il ne nous reste que 2 séances pour préparer les pilotes (Innocente, Oussama, Stanislas, Jérôme et Maxime font preuve de finesse dans le pilotage), rédiger des checklists, prévoir le matériel de réparation, les pièces de rechange, les piles... Nous stressons un peu mais l'important reste de participer et peu importe si l'on perd, on aura gagné une belle expérience en tout cas et sans regret...
Ce projet a tellement demandé de temps d'investigation et d'essais que nous ne serons pas tout à fait prêts pour le challenge. Il y aura une grande part d'improvisation dans le pilotage.

Ce qui impose la stratégie c'est tout autant la conception du robot que l'aire de jeu. Nous décidons les points suivant :

Un pilotage tout en douceur au démarrage (ne pas faire tomber la lance pré-armée et les fresques)
Projeter la lance pré-armée (l'utiliser avant qu'elle ne tombe du robot)
Déposer les fresques pour la même raison
Faire tomber des feux du bon coté sur le passage
Observer l'adversaire et s'adapter en projetant les lances ou cueillir les fruits.
Bien observer le chrono puis se positionner en face du mammouth le plus proche avant la fin des 90' et lancer le filet
Il nous faudra tout de même un peu de chance...

Wendy et Déborah réalisent les panneaux en dernières minutes, heureusement, notre "camérawoman" a filmé et photographié régulièrement chaque phase avec une tablette. Pour des raisons de droits à l'image nous ne les diffuserons pas toutes...

Le 20 février : Invitation des parents au collège pour présenter le projet et la robot

Le 11 mars : Challenge au lycée Pierre Méchain de LAON

Phase 11 : Bilan du challenge au lycée

Le matin :

Découverte du planning de la journée et du plateau de jeu, 10 équipes en lice, homologation et visite du lycée.
Premières évolutions et essais sur le plateau de jeu. On constate les problèmes suivants :

Surprise ! le plan est incliné, nous avons des difficultés pour accrocher les fresques...
En plus la piste est plutôt glissante à cause de la peinture, il faut rendre les roues plus adhérentes (nous les poncerons) surtout pour la marche arrière !
Le système de tir des lances est défaillant, on ne trouve pas la cause... on stresse et on perd confiance on s'énerve un peu. Plus tard on se rendra compte que la position des élastiques est en cause. On perd un peu de moyens et de vigilance mais on améliore au possible.

Phase d'homologation, on ne présente que 5 lances de chaque couleur (capacité maximum de notre robot) au lieu de 6 obligatoires pour l'homologation, ATTENTION donc pour le challenge régional ! En ce qui concerne les dimensions et les fresques c'est validé. Part contre, premier coup de stress, notre robot n'avance plus, rien ne s'allume alors que tout fonctionnait 2 mn avant... Oussama vérifie l'alimentation, tout est bien branché... Un professeur du lycée jette un œil et se rend compte que le problème vient de l'alimentation, un interrupteur mal positionné... ça démarre...OUF. On déclare avoir réalisé les panneaux et les pages du blog. NOTRE ROBOT EST HOMOLOGUE !

L'après-midi :

Phase éliminatoire 1 : COULEUR ROUGE, Oussama pilote, Stanislas prend la perche
On passe en premier face au vainqueur de l'an passé. Oussama assure bien le pilotage et Stanislas le port de la perche (l'équipe de Marle nous en prête une MERCI !) Verdict : toujours pas moyen d'accrocher les fresques, on perd une lance du réservoir dès le départ mais on réussit à faire tomber quelques feux du bon coté. On place une lance pour la collaboration, on perd une fresque sur l'aire de jeu pilotage trop saccadé... 2 lances ratent la cible et tombent au sol... fin des 90 secondes, arrêt devant un mammouth pour tirer le filet, on manque... Nous marquons 16 points, l'adversaire 35.

Retour au stand, on change de technique pour le transport des fresques et on utilise le scotch double face à la place des vis. On vérifie le système de tir et on règle les élastiques de retour, ça a l'air de mieux fonctionner.

Phase éliminatoire 2 : COULEUR JAUNE, Jérôme pilote, Oussama prend la perche
La phase de préparation cafouille, on perd du temps pour accrocher les fresques de la bonne couleur, on se rend compte que l'on a oublier de vérifier tous les éléments du robot... perte d'attention et démobilisation de l'équipe... On n'est pas prêt et on oublie de mettre en place le filet !
Bon début malgré tout, les fresques tiennent avec le scotch double face, on fait tomber 2 ou 3 feux du bon coté, cette fois on réussit à accrocher les fresques. Oussama ne tient pas la perche suffisamment haut, le câble bloque le système de tir de lances et ça dysfonctionne ! On roule sur une de nos lances puis sur un feu ce qui bloque notre évolution. Avec les vibrations le robot perd une vis... 90 secondes on ne peut lancer le filet... 11 points, l'adversaire 16. La compétition s'arrête là, avant dernier, et on regagne le collège sans attendre la fin du challenge. On reçoit une coupe de première participation.

Phase 12 : Amélioration en vue des régionales

L'essentiel des amélioration réside dans l'installation du module de ramassage des fruits, du pilotage et des réglages de la lances.

Samedi 15 et dimanche 16 mars : Challenge Régional !!!

Excellente ambiance, plus de 600 personnes avec un podium digne d'un accueil de stars ! Tout s'est très bien déroulé, excellent moral et motivation au rendez-vous pour Jérôme, Oussama, Stanislas, Julian et Thibaut. Un grand merci au papa de Jérôme qui est venu nous encourager et qui a assuré le transport des élèves durant les deux journées.

Déroulement du trophée :
4 séries de matchs, de la première à la dernière nous sommes passés de la 56è à la 43è place sur 100 équipes inscrites (France et Belgique comprises)et à la 30è place sur 70 équipes françaises (et des lycées derrière nous !), malheureusement seuls les 19 premières équipes françaises étaient retenues pour les nationales de St QUENTIN en avril. Dommage mais pas mal tout de même pour une première.

Les problèmes ont été les suivants :

Le module de fruits trop lourd durant la première série, et placé à l'avant du robot cela a perturbé radicalement le pilotage.
Quant aux fresques, on a dû abandonner la solution du maintien par vis pour prendre celle du double face, à cause de l'inclinaison du plateau et du filetage des vis, les fresques se décrochaient difficilement voire pas du tout.
Les interrupteurs à levier dysfonctionnaient et finissaient par rester sur la position "ON" durant la dernière série, les lances et le filet partaient aléatoirement...

Pour plus de détails consulter le site de planète sciences Picardie (voir liens utiles).

Notre robot au stand :

Les plateaux de jeux et les tribunes :