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Séquence 8 – Les secrets du mBot · Activité 2
Analyse fonctionnelle du robot mBot
Durée : 1h30 — Le robot mBot peut détecter son environnement et se déplacer tout seul. Mais comment fait-il pour transformer une information (distance, lumière…) en mouvement ? Cette activité te fait découvrir les mécanismes de transmission du mouvement et les constituants de la chaîne d'information du robot.
🎯 Situation
Le robot mBot peut détecter son environnement et se déplacer tout seul, sans que personne ne le télécommande.
Le mBot possède des moteurs qui permettent de faire tourner les roues afin de se déplacer, et plusieurs capteurs capables de mesurer des grandeurs physiques comme la distance, la lumière, ou la présence d'une ligne noire.
⚙️ Le rôle des moteurs et des mécanismes de transmission
Un moteur transforme l'énergie électrique en mouvement de rotation, mais ce mouvement doit ensuite être transmis jusqu'aux roues. C'est le rôle d'un mécanisme de transmission : transmettre, et parfois transformer, un mouvement d'une pièce à une autre.
Trois mécanismes de transmission sont à connaître :
La fiche d'activité te montre trois images de mécanismes : à toi de reconnaître lequel est un engrenage, lequel est une courroie et lequel est une chaîne.
📡 Le rôle des capteurs
Un capteur mesure une grandeur physique de l'environnement et la transforme en information utilisable par le robot. Le mBot utilise notamment des capteurs de distance, de lumière, et de détection d'une ligne noire (pour suivre un tracé au sol).
🧠 La chaîne d'information
La chaîne d'information décrit comment un système traite les informations qu'il reçoit, avant de donner des ordres :
- Acquérir : les capteurs mesurent une grandeur physique (distance, lumière…) et la transforment en information.
- Traiter : le microcontrôleur analyse les informations reçues et décide de la réponse à apporter.
- Communiquer : le système transmet un signal à l'utilisateur (afficheur, voyant…) et/ou envoie un ordre vers la chaîne d'énergie.
Une interface entre l'humain et la machine (IHM) — boutons, afficheurs… — permet aussi à l'utilisateur d'échanger avec le robot.
🔋 La chaîne d'énergie
La chaîne d'énergie décrit comment l'énergie est transformée, étape par étape, jusqu'à produire un mouvement :
- Alimenter : fournir l'énergie électrique (ex : des piles).
- Distribuer : acheminer l'énergie au bon endroit (ex : des câbles).
- Convertir : transformer l'énergie électrique en énergie mécanique (ex : le moteur).
- Transmettre : transmettre ce mouvement jusqu'aux roues, grâce à un mécanisme de transmission (engrenage, courroie ou chaîne).
🦾 Le rôle des actionneurs
Un actionneur est le constituant qui réalise concrètement une action commandée par le microcontrôleur : dans le mBot, c'est par exemple un moteur qui fait tourner une roue, ou une LED qui s'allume.
🔗 Le lien entre chaîne d'information et chaîne d'énergie
Ces deux chaînes ne fonctionnent pas séparément : la chaîne d'information acquiert et traite des informations, puis envoie des ordres vers la chaîne d'énergie, qui les transforme en mouvement. C'est cette coopération qui permet au mBot de réagir seul à son environnement — par exemple, ralentir en détectant un obstacle avec son capteur de distance.
📚 Ressources complémentaires
Le robot mBot utilisé en classe est accompagné de notices d'utilisation. Tu trouveras également ci-dessous des ressources vidéo et des fiches complémentaires sur les notions de cette activité.
Activité 2 — Analyse fonctionnelle du robot mBot
VisualiserDéfinitions clés
- Mécanisme de transmission
- Élément qui transmet (et parfois transforme) un mouvement d'une pièce à une autre, par exemple du moteur vers les roues.
- Chaîne d'information
- Ensemble des fonctions qui permettent d'acquérir une information, de la traiter, puis de la communiquer.
- Chaîne d'énergie
- Ensemble des fonctions qui permettent d'alimenter, distribuer, convertir et transmettre l'énergie jusqu'au mouvement.
- Capteur
- Constituant qui mesure une grandeur physique (distance, lumière, présence d'une ligne noire…) et la transforme en information.
- Microcontrôleur
- Constituant qui traite les informations reçues des capteurs et élabore les ordres envoyés à la chaîne d'énergie.
Points essentiels
- Le mBot possède des moteurs qui font tourner les roues, et plusieurs capteurs qui mesurent des grandeurs physiques (distance, lumière, ligne noire…).
- Trois mécanismes de transmission existent dans les systèmes techniques : engrenages, courroies, chaînes.
- La chaîne d'information : Acquérir → Traiter → Communiquer.
- La chaîne d'énergie : Alimenter → Distribuer → Convertir → Transmettre → mouvement.
- La chaîne d'information envoie des ordres vers la chaîne d'énergie : les deux chaînes fonctionnent ensemble.
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