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1. textuelle D Cam i Aan 3 Ac Ca C Sma CC E 7 a 9 lt ha faata aiie D R aneve Line 1 Col 1 Compilation success W Clear 51 Activit 14 D couverte de la programmation textuelle crire des commandes On y retrouve le code dd onevent buttons if button forward then call leds top 32 0 0 end if button center then call leds top 0 0 0 end Demandez leur ensuite de changer la couleur dont Thymio va s allumer c est dire de changer les valeurs au sein de la fonction leds top 32 0 0 Ils peuvent par exemple crire la place leds top 32 32 0 Une fois le programme dit 52 Demandez aux enfants de charger leur programme dans le robot Thymio en appuyant sur load puis de lancer le programme en appuyant sur run Execution step by step z Load Y Run S ils ont inscrit leds top 32 32 0 ils pourront voir que Thymio s allume en jaune lorsqu on appuie sur le bouton du haut ils ont donc modifi un programme et vu les r sultats de leurs modifications en direct Laissez les manipuler ce programme Pour les l ves qui avancent vite vous pouvez sugg rer l utilisation de l Annexe 7 Documentation du langage de Thymio R alisez un projet de groupe Si vous avez t tr s inspir s par l activit 12 et par la transformation de Thymio2. 20 et 21 Programmer Thymio Mode avanc Le vocabulaire conna tre Allumer et teindre le robot Pour allumer le robot il suffit d appuyer et de maintenir le doigt sur le rond qui se trouve au centre des fl ches jusqu ce que le robot mette un son et devienne vert Cela prend quelques secondes Pour teindre le robot il suffit de maintenir le doigt sur le rond central quelques secondes jusqu ce que le robot joue une m lodie et s teigne compl tement Recharger Thymio Pour recharger Thymio il suffit de le brancher un ordinateur avec le c ble micro USB fourni dans la valise Si vous disposez d un chargeur USB mural standard par exemple pour votre t l phone portable vous pouvez y connecter Thymio pour le charger La charge sera d ailleurs plus rapide Pour charger plusieurs Thymios la fois vous pouvez utiliser le hub qui se trouve dans la valise De plus si votre Thymio ne s allume plus m me en le branchant un ordinateur le brancher un chargeur mural peut le r animer Lorsque Thymio est en charge une lumi re rouge s allume pr s du port USB comme sur A S il est allum les LED d indication du niveau de batterie clignotera Vous pouvez charger Thymio lorsqu il est allum ou teint Lorsque Thymio est charg une lumi re bleue s allume pr s du port USB D couvrir le mat riel niveau batterie Li Po haut parleur microphone r c pteur t l commande infrarouge acc
3. 5 R OP A NS o Y G o 2 E o x KOX N ee P e UC K amp AT lt 2 RO S xO p FO SN NY lt SN ae SY RS o eS A S S RO AN Ne S SE v S8 KEET OU PAS POSSIBLE Pour cet exercice E aux enfants ce qu ils pensent de ces robots Parcourez al atoirement la liste et demandez aux enfants de dire s ils pensent que l homme peut ou pourra r aliser ces robots gt Les voitures qui conduisent toutes seules En fait elles sont presque pr tes Avec les satellites on peut suivre la position d une voiture et son programme lui suffit la diriger Elle est truff e de capteurs pour pouvoir viter les obstacles se placer sur la route et s arr ter en cas d urgence gt Les robots pour surveiller les maisons et appeler la police s il y a des voleurs Ces robots sont d j pr sents dans les maisons Pour l instant les syst mes sont aujourd hui des cam ras et un cerveau d tach Malgr tout on peut tr s bien imaginer qu un robot fera le tour de la maison pour d tecter les anomalies 39 gt Les robots pour aider les personnes g es manger ou prendre leurs m dicaments Ces robots arrivent grands pas dans les maisons de retraite Les robots Romeo et NAO ont t d velopp s en partie par les Japonais qui cherchent r soudre des probl matiques li es une population vieillissante gt Les robots pour tuer des gens Un robot fait ce qu on lui demande il ob it se
4. l rom tre 3 axes 5 capteurs de proximit d tection d obstacles 2 capteurs de sol suivi de lignes 39 LED visualisation des capteurs et des interactions D couvrir le mat riel 5 touches capacitives indication d activit et fonction ON OFF support crayon connexion USB programmation et recharge lecteur carte m moire crochet pour remorque 2 capteurs de proximit fixations m caniques 2 roues contr le en vitesse capteur de temp rature bouton reset un _ V G 2 capteurs support Un capteur est un dispositif qui transforme l tat d une grandeur physique observ e comme la temp rature la distance la luminosit le d bit le niveau la pression le son en une mesure utilisable Il permet donc d acqu rir des donn es des nombres comme une amplitude de courant ou de tension une hauteur de mercure pour un thermom tre ou encore une distance de d viation d une bulle pour un niveau Tout capteur doit tre associ un contr leur pour pouvoir donner une information manipulable par exemple dans le cas d un capteur de distance infrarouges le capteur envoie un faisceau infrarouge et d tecte la r flexion de ce faisceau par un objet Il faut alors qu un petit contr leur calcule le temps qu a mis le faisceau tre r fl chi pour pouvoir d terminer la distance laquelle se trouve l objet Cinq touches capacitives Ces c
5. la construction du programme Le programme sert au robot savoir comment se comporter Le compilateur 3 Cette ligne indique si les paires v nement action du programme sont correctes et compl tes Les blocs d v nements 4 d terminent quand le robot doit d marrer une action Ces blocs peuvent tre ajout s au programme en cliquant dessus ou en les glissant sur le carr orange qui appara t dans le programme Les blocs d action 5 Ces blocs d terminent comment le robot doit r agir Le programme texte 6 Si vous lancez directement le VPL le programme texte correspondant au programme graphique est g n r automatiquement dans cette zone Programmer Thymio Installer et lancer Aseba Studio 15 Assembler des paires On programme en associant des blocs v nement des blocs action Par exemple une paire compos e d un v nement bouton et d une action moteurs vous permettra de faire avancer le robot lorsque son bouton est press Plusieurs paires d instructions peuvent tre assembl es les unes en dessous des autres cliquez sur pour ajouter une nouvelle paire vide et sur x pour effacer une paire Une fois le programme cr il doit tre charg dans le robot en cliquant sur le bouton play Pour r sumer les tapes de la programmation visuelle sont gt D poser un bloc v nement sur la gauche de la paire v nement action gt D poser un ou plusieurs blocs action sur
6. avec plus de mat riel vous pouvez cr er un projet avec votre groupe Pour encadrer votre projet nous vous proposons ici les tapes de travail suivantes avec vos l ves gt R aliser un cahier des charges D finissez votre projet dans les d tails quoi sert notre robot Que sait il faire Que a t il falloir lui apprendre Comment valoriser ce projet Si cette tape est difficile franchir avec votre classe vous pouvez d cider de vous appuyer sur l un des projets expliqu s en ligne sur le site de Thymio Veillez alors ce que la construction du robot et des ressources n cessaires soient d taill s et que le programme soit disponible 53 gt D finissez les t ches en d tail Faites la liste de toutes les t ches qui sont n cessaires la r alisation de ce projet Y aura t il besoin de faire de l art plastique De construire des choses D emprunter du mat riel De programmer le robot Peut on programmer Thymio uniquement avec le VPL ou ara t on besoin de la programmation textuelle gt R partissez les t ches R partissez les t ches par affinit Tous sont ing nieurs mais il peut y avoir une quipe artistique une quipe de programmateurs une quipe de logistique qui s occupe de trouver le mat riel et les ressources n cessaires et une quipe medias qui va s occuper de cr er le contenu qui permettra de mettre ce projet en ligne sur le site de Thymio gt
7. combinaisons de plusieurs instructions qui fait que le programme va fonctionner Dans un premier temps expliquez le challenge aux l ves ils doivent faire un programme qui permet Thymio de se d placer entre des obstacles sans se coincer comme pour le comportement jaune ou explorateur Laissez les r fl chir au programme Pour construire un tel algorithme il faut faire le d tail de chacune des t ches ou conditions Y manipulation UN COUP DE POUCE Si besoin vous pouvez donner un peu d aide aux l ves en leur donnant le cahier des charges suivant gt Cr er une instruction pour que Thymio avance s il ne d tecte rien avec ses capteurs de devant gt Ajouter une instruction pour que Thymio tourne droite lorsqu il d tecte quelque chose gauche gt Ajouter une instruction pour que Thymio tourne gauche lorsqu il d tecte quelque chose droite gt Ajouter une instruction pour que Thymio recule l g rement en tournant un peu s il d tecte quelque chose devant lui gt Ajouter des instructions pour que Thymio s allume en rouge quand il d tecte un obstacle et en vert sinon facultatif Activit 10 Suite Programmer un parcours d obstacles Bien que plusieurs corrections soient possibles nous vous en proposons une 44 Facultatif Thymio s allume en rouge s il rencontre un obstacle en vert sinon Note pour l animateur Pour une s ance r ussie il faut que les enfa
8. deux cas il est pr f rable de mener Thymio dans une salle polyvalente m me le sol ou de pousser les tables et chaises pour avoir de la place ATTENTION Pensez bien charger les robots en amont PUBLICS VISES gt Tous les enfants de 6 13 ans gt Les CP CE1 CE2 CM1 et CM2 en l mentaire Les activit s recommand es pour le p riscolaire a Hkk GORE projet de groupe Les activit s recommand es pour le scolaire E SOON BB Les activit s et leurs objectifs d apprentissage pS er er et 7 0 ee et ee 9 9 Re Re a amp 7 LE 7 7 LE A 7 LE A7 7 LE 7 7 L d EE LE LE LE LE LE LE LE LE LE LE LE LE gE Comprendre les notions d algorithme et programme Utiliser un nouveau langage pour cr er un programme et le tester sur le robot Analyser un programme ou un comportement pour anticiper les actions d un robot R soudre un probl me d bugger un programme Accro tre sa culture sa curiosit et son esprit critique l gard des robots Travailler en quipe collaborer Mode d emploi Sommaire Mode d Emploi Pages 8 et 9 D couvrir le mat riel Page 10 Les capteurs Page 11 Les actuateurs et autres l ments Page 12 Les comportements pr programm s Pages 13 14 et 15 Programmer Thymio Installer et lancer Aseba Studio Page 16 Programmer Thymio Les boutons de la barre d outils Pages 17 et 18 Programmer Thymio Explication des blocs Pages 19
9. deux premi res lignes de ce programme on peut changer la valeur de la variable en haut gauche avec les boutons tactiles du robot Lorsqu on appuie sur la fl che de gauche l tat est 0 et quand on appuie sur la fl che de droite l tat passe 1 Avec les deux derni res lignes de ce programme on g re ce qu il se passe lorsque le robot entend un fort bruit de claquement gt soit l tat est 0 et donc le robot s allume en bleu gt soit l tat est 1 et donc le robot s allume en rouge Programmer Thymio Mode avanc A 1 CE E EN i Due Eva Les 20 Version avanc e de certains blocs Les blocs suivants poss dent des versions avanc es Ils sont similaires leur version de base mais permettent de faire plus de choses capteurs de distance horizontaux inclinaison gauche droite tilt En plus des caract ristiques du mode de base ce bloc Cet v nement se d clenche en fonction de v nement permet de d tecter des objets proches l inclinaison gauche ou droite de Thymio mais pas trop Cela ajoute une zone de d tection De Par d faut les actions correspondantes plus il est possible de r gler les seuils de d tection voir amp seront lanc es si le robot est plat Vous exemple ci dessous pouvez r gler l orientation en d pla ant le triangle blanc au dessus de Thymio exemple A La barre du haut permet de r gler le seuil des objets inclinais
10. es farfelues en un v ritable projet 4 C est prendre des id es tr s complexes et les r duire en une s rie d id es tr s simples C est travailler ensemble pour construire des solutions nos probl mes N s dans l re num rique Aujourd hui on pourrait croire que les enfants et les jeunes plus g n ralement sont tr s l aise avec cette technologie car ils poss dent utilisent et consomment ces loisirs Cependant qu en est il lorsqu il s agit de prendre en main et de manipuler ces nouveaux outils pour cr er ou s exprimer Qu en est il lorsqu ils sont face un probl me technique Conseils d utilisation en fonction du contexte Les ateliers Thymio ont t con us pour diff rents usages dans des contextes ducatifs diversifi s Le livret propose un fonctionnement par activit s num rot es Ci contre nous vous recommandons certaines activit s en fonction de votre contexte d utilisation PERISCOLAIRE Pour travailler avec Thymio il est pr f rable de ne pas d passer un groupe de 12 enfants afin que chacun puisse r ellement manipuler z classe pour travailler avec Thymio l id al est diviser la classe en deux groupes qui manipulent chacun leur tour Un groupe d l ves travaille en autonomie pendant que l enseignant travaille dans une autre salle avec les l ves qui manipulent Thymio Les discussions sur les robots peuvent avoir lieu avec la classe enti re Dans les
11. et le code textuel Demandez aux enfants de faire des groupes de deux Chaque groupe a besoin gt d un Thymio gt d un ordinateur avec le logiciel Aseba install gt d un c ble USB A lt gt mini USB B 48 Les l ves vont cr er un programme simple en VPL et regarder le code textuel g n r automatiquement Ils essayent de faire du lien entre les instructions crites en VPL et les instructions textuelles PROGRAMMER FACILE Dans un premier temps demandez aux enfants de faire un programme simple gt Lorsqu on appuie sur le bouton du haut Thymio s allume en rouge gt Lorsqu on appuie sur le bouton du centre Thymio s teint BEURK DU CODE Une fois le programme termin demandez aux enfants de regarder la fen tre principale d Aseba Studio On peut y trouver la traduction en langage textuel du code qu ils viennent d crire avec le VPL onevent buttons if button forward then call leds top 32 0 0 end if button center then call leds top 0 0 0 end Activit 13 Suite D couverte de la programmation textuelle D couverte Les l ves essayent de d chiffrer le code Vous pouvez les aider en utilisant le petit lexique du code de la page suivante Note pour l animateur Tout cela peut vous sembler effrayant mais voyez plut t l attitude des enfants Eux qui n ont pas d appr hension sur ce qu est le code peuvent voir cet exercice comm
12. gt Les robots qui cr ent de l eau pour les gens qui meurent de soif Comment un robot cr erait il de l eau Malgr tous les progr s de la technologie ces derni res ann es il para t difficile de cr er de l eau partir de rien 40 K x S 5 RO ge Ko e gt A N TT LR W 2 r 0 x D L S KO UK ae Q 6 40 Ke T EN gt Les robots qui soignent tout le monde tout de suite Ici aussi on se questionne sur une caract ristique humaine qu est ce que la gu rison Peut on tout gu rir Qu est ce que la cicatrisation Peut on l acc l rer Des questions passionnantes autour d un robot qu on ne pense pas voir avant au moins une centaine d ann es au moins X O FO BY e Sy y e x ge N A e X amp KX IMPOSSIBLE LES ROBOTS DU FUTUR Et parce qu on aime cette r flexion voil quelques pistes de r flexion possibles Comment r soudre ces probl mes gt Les personnes g es qui sont seules gt Les probl mes de sant gt La s curit gt Les t ches m nag res gt Les cartables trop lourds l cole gt Les facteurs pendant la canicule Pensez aux fonctionnalit s du robot puis d taillez les capteurs n cessaires les actionneurs qu on peut utiliser et les programmes qu il va falloir r aliser Activit 9 40 min ces en groupe Programmer Thymio Aller plus loin Objectifs gt Programmer Thymio dans un but pr cis g
13. haut Ici la seule diff rence c est qu au lieu d avoir 32 dans la parenth se on retrouve 0 Activit 13 D couverte de la programmation textuelle D couverte PETIT LEXIQUE DU CODE DIGRESSONS SUR UNE FONCTION on lorsque event v nement button bouton if si then alors end fin forward en avant backward en arri re center centre right droite left gauche top haut bottom bas motor moteur sound son 50 En fait leds top est une fonction qui permet d allumer les LED du dessus de Thymio On dit qu elle prend comme argument trois valeurs l intensit des LED rouges l intensit des LED vertes et l intensit des LED bleues Dans notre premier exemple on avait leds top 32 0 0 on voulait que la lampe rouge s allume avec une intensit de 32 et que les lampes vertes et bleues s allument avec une intensit de 0 autrement dit ne s allument pas Note pour l animateur Pour d crire les couleurs de mani re num rique une des m thodes consiste voir une couleur comme la somme de trois couleurs rouge vert et bleu RGB en anglais pour Red Green Blue En m langeant ces trois couleurs on peut cr er toutes les couleurs que l on veut Par exemple pour faire du violet on peut utiliser le code rgb 9 4 13 on met assez de rouge un tout petit peu de vert et beauc
14. il recule sont utilis es il tourne gauche il tourne droite il ne fait rien Activit 6 40 min ces en groupe Programmer Thymio D couverte Objectifs gt Se familiariser avec l interface du logiciel gt Comprendre les bases du langage de programmation visuelle gt Cr er un programme sur l ordinateur et le tester sur le robot Demandez aux enfants de faire des groupes de deux Chaque groupe a besoin d un Thymio d un ordinateur avec le logiciel Aseba install e d un c ble USB A lt gt mini USB B Vous pouvez accompagner cette activit de la fiche Annexe 3 Et si on programmait 31 1ERE TAPE BONJOUR ASEBA Pour commencer demandez aux enfants de lancer le logiciel Aseba Studio Ils verront alors s afficher la fen tre de choix de robot illustr e ci contre Ils doivent connecter Thymio et cliquez dans la case Serial port ou Port S rie 1 puis choisir la ligne Thymio Il Robot 2 et enfin cliquer sur Connecter 3 Une fois qu Aseba est ouvert cherchez le bouton Charger VPL 4 en bas gauche de la fen tre documents a imprimer Y manipulation Intel R Active Management Technology SOL Thymio Il Robot COMS5 Activit 6 Suite Programmer Thymio D couverte Une fois le VPL d Aseba lanc hormis les diff rences de versions de logiciel peu import
15. imagination et d ing niosit on peut tracer toutes sortes de formes g om triques Bouton reset Si Thymio charge mal ou s il se comporte de mani re anormale vous pouvez le RESETER en appuyant longtemps sur ce bouton Laissez le ensuite charger deux heures Niveau de batterie Li Po Cet indicateur permet de savoir si le robot est charg Les actuateurs et autres l ments 11 Les 6 comportements pr programm s Ces comportements sont toujours pr sents dans le robot Pour en choisir un d marrez le robot et s lectionnez une couleur gr ce aux boutons fl ches le bouton central permettant de d marrer le comportement Ensuite le bouton central permet de revenir au menu de s lection des comportements aune explorateur 4 k E C Rouge peureux En jaune Thymio explore doucement le monde tout en vitant les obstacles En vert Thymio est amical II peut suivre une main ou un objet une certaine distance Si on s approche trop il reculera Il s arr te quand il est dans le vide En rouge Thymio fait du bruit quand on le touche il nous fuit et sonne l alarme quand il est coinc Il sait quand il est en l air et montre la direction de la gravit avec ses LED du dessus Bleu clair inspecteur Bleu fonc attentif se Rose ob issant VUS Les comportements pr programm s En bleu clair Thymio suit une piste La piste doit tre au minimum de 4cm de
16. l action Laissez chaque quipe travailler en autonomie en veillant leur apporter les cl s sur des sujets qui pourraient les bloquer gt On d brief Fini ou pas r ussi ou pas l important sur un projet c est d en discuter Demandez vous si tout a fonctionn comme vous l aviez pens dans le cahier des charges Quels probl mes avez vous rencontr Comment auriez vous pu pr voir ou pallier ces probl mes Note pour l animateur Il existe une grande communaut d enseignants et d animateurs qui travaillent avec Thymio Ils cr ent de la ressource p dagogique partagent sur leur exp riences en classe et d taillent le d roulement de leurs projets Rendez vous sur le site de Thymio dans l onglet Communaut ANNEXES Sommaire des annexes Annexe 1 Donner un nom chaque comportement Annexe 2 tablir des relations de cause effet Annexe 3 Et si on programmait Annexe 4 Carte de r f rence VPL Annexe 5 Robots r els et imaginaires Annexe 6 Exemples de projets avec Thymio Annexe 7 Documentation du langage de Thymio Relie chaque couleur son nom comme sur l exemple PEUREUX Indice quand il est coinc Thymio sonne l alarme OB ISSANT Indice Thymio change de direction lorsqu on touche les fl ches AMICAL Indice quand Thymio d tecte une main devant lui il la suit EXPLORATEUR Indice Thymio avance tout seul jusqu ce qu il
17. la droite de la paire v nement action gt R p ter 1 et 2 jusqu ce que le programme soit complet gt Cliquer sur le bouton charger et ex cuter et voir si le robot se comporte comme pr vu Les boutons de la barre d nouveau Ce bouton ouvre une nouvelle page vierge dans l diteur m ouvrir Ce bouton ouvre un fichier existant enregistrer enregistrer sous Ce bouton enregistre le programme dans le fichier courant ou externe screenshot Ce bouton permet de prendre une information Ce bouton charge cette page de documentation de r f rence capture d cran du programme VPL charger et ex cuter Ce bouton charge et ex cute le programme dans le robot arr ter Ce bouton arr te le robot Une fois qu on arr te le robot il faut cliquer nouveau sur charger et ex cuter pour red marrer le programme mode avanc Ce bouton permet de passer dans le mode d dition avanc Le mode avanc fournit des fonctionnalit s additionnelles Programmer Thymio Les boutons de la barre d outils 16 Blocs v nements boutons Cet v nement s active lorsque un ou plusieurs boutons sont touch s Pour chaque bouton gris signifie ignorer le bouton rouge indique que le bouton doit tre touch Si tous les boutons sont ignor s cet v nement s active p riodiquement 20 fois par seconde capteurs de distance horizontaux Cet v nement se d clenche lorsque le robot d tecte un ob
18. large et avoir un contraste lev id al en noir sur blanc En bleu fonc Thymio r agit au son On peut commander le robot avec des clappements de main 1 clap gt il tourne ou avance tout droit 2 claps gt marche arr t 3 claps gt il fait un cercle En rose Thymio suit les ordres donn s par les boutons tactiles sur son dos ou par une t l commande Si on appuie plusieurs fois sur le bouton haut Thymio acc l re 12 Installer Aseba propos d Aseba Pour programmer Thymio vous devez d abord t l charger gratuitement Aseba Aseba est un ensemble d outils open source qui permet aux novices de programmer facilement et efficacement Thymio Il est donc tr s adapt au milieu ducatif D marrer le logiciel de programmation visuelle VPL Pour d marrer le VPL branchez Thymio votre ordinateur l aide du c ble USB Vous pouvez ensuite lancer le VPL de deux fa ons diff rentes M thode A gt Lancer Thymio VPL Cliquez sur l ic ne suivante Le programme s ouvre automatiquement si votre robot est connect Sur la droite de la fen tre on peut voir le code texte qui correspond au code visuel s crire automatiquement M thode B gt Lancer Aseba Studio Cliquez sur l ic ne suivante Cela lance Aseba Studio le logiciel utilis pour programmer Thymio en mode texte Cliquez ensuite en bas gauche de la fen tre sur charger VPL names values event sourc
19. le comportement jaune si Thymio n avance pas c est que la surface n est pas assez claire Les comportements bleu ciel et bleu fonc ne sont pas trouver car ils n cessitent respectivement du mat riel et un environnement calme Activit 4 suite Les comportements pr programm s Es 3EME TAPE FORMALISATION Une fois la manipulation de Thymio bien avanc e faites un petit jeu Demandez aux enfants de deviner quel est le nom de chaque comportement Les enfants doivent associer les couleurs aux comportements Pour les aider on leur a donn un indice CORRECTION LOB ISSANT AMICAL EXPLORATEUR ces en groupe documents a imprimer Y manipulation Activit 5 SI Thymio ALORS il Objectifs gt tablir des relations de cause effet gt Aborder le paradigme de la programmation v nementielle Pour cette activit munissez vous de tous les Thymios qui sont dans la valise Vous aurez galement besoin d imprimer un exemplaire par l ve de la fiche de travail Annexe 2 tablir des relations de cause effet R partissez les l ves en petits groupes avec un Thymio par groupe l id al tant d avoir un Thymio pour deux enfants 29 1ERE TAPE THYMIO SI ALORS En groupes lancez un petit jeu L un des enfant le pr sentateur du jeu Thymio quizz tient la fiche SI ALORS Il est le seul pouvoir la lir
20. peut se servir d un bit pour dire 1 allum et 0 teint ou alors pour dire 1 porte ouverte et 0 porte ferm e etc Avec Thymio on dispose de 4 bits aussi appel s tats interne qui peuvent prendre la valeur 1 ou la valeur 0 Des LED internes plac es d sur le dos de Thymio montrent la valeur des tats internes Quand un tat est 1il est allum alors que quand l tat est 0 il est teint Dans le logiciel de VPL orange 1 allum blanc 0 teint gris pas pris en compte Utilisation en programmation L action du robot d pend la fois de l v nement et de l tat du robot par exemple gt On claque des mains et le robot est dans l tat 0 allumer le robot en bleu gt On claque des mains et le robot est dans l tat 1 allumer le robot en rouge Quatre boutons semblables se rajoutent droite de chaque bloc v nement dans chaque paire v nement action AD p Ces boutons fonctionnent comme des filtres gt lorsque le bouton est gris le bit est ignor gt lorsqu il est orange le bit doit tre 1 pour que l v nement s active gt lorsque le bouton est blanc le bit doit tre 0 pour que l v nement s active Programmer Thymio Mode avanc 19 Le mode avanc L exemple ci contre allume le robot en rouge ou bleu lorsqu il d tecte un clappement de mains en fonction de son tat Avec les
21. Guide d activit THYMIO pe k Une valise pour soutenir l apprentissage du code et d velopper un esprit logique avec les plus jeunes wwWw frequence ecoles org z U ENCE 20 Informations 04 72 98 38 32 ECO LES 15 infos frequence ecoles org Un guide d activit s THYMIO pour intervenir Thymio est un petit robot suisse issu de la recherche en robotique Il nous entend sent quand on le touche voit les distances suit des pistes mesure des temp ratures et r agit en fonction du programme qui l anime Quelques mots sur le dispositif Thymio est pr programm avec 6 comportements pour d couvrir ses capteurs et actionneurs On peut galement le programmer gr ce une interface graphique et textuelle accessible aux plus jeunes Et comme ses cr ateurs ont pens tout il peut aussi tre int gr dans une construction en Legos techniques 2 SOMMAIRE DU GUIDE Page 3 Pourquoi mener des ateliers robotiques programmation et code Page 4 Conseils d utilisation en fonction du contexte Page 5 Les activit s et leurs objectifs d apprentissage Page 6 11 Le mode d emploi en d tails Page 12 32 Les activit s en d tails Page 33 39 Annexes Page 39 propos et cr dits Int r ts p dagogiques du dispositif gt Comprendre que les machines fonctionnent avec de l nergie des capteurs des actionneurs et des programmes gt Comprendre que les machines fonctionnent av
22. Q sert D marrer le programme Arr ter le programme Le bouton Q sert D marrer le programme Arr ter le programme Les images dans le cadre en vert concernent les Actions Capteurs Les images dans le cadre en rouge concernent les Actions Capteurs Le bouton encadr en vert sert Supprimer un ordre Ajouter un ordre Le bouton x encadr en rouge sert Supprimer un ordre Ajouter un ordre C Licence Creative Commons CC BY Usage libre Mentionner T Guitard D Roy P Y Oudeyer quipe Flowers Inria ENSTA ParisTech Annexe 3 Et si on programmait 57 aa D Carte de r f rence VPL v nements Boutons touch s gris ignore le bouton rouge doit tre touch D tecteurs d obstacle gris ignore rouge objet proche blanc objet loin D tecteurs de sol gris ignore rouge sol blanc pas de sol Robot tap Le robot a re u un choc Claquement de main Vitesse des moteurs D fini la vitesse des moteurs et roues gauches et droites Couleur du haut Colore le haut avec un m lange de rouge vert et bleu Couleur du bas Colore le bas avec un m lange de rouge vert et bleu Jouer une musique Choisir la hauteur blanche deux fois la dur e de noire D marrer un minuteur 58 Le roobt a entendu un fort Un v nement temps coul lt RRES bruit se produira apr s un temps Temps coul D fini l tat du robot 0 Le temps du min
23. T RETENIR AU Demandez aux enfants d essayer de d finir en trois mots un robot histoire de v rifier qu ils ont bien compris sa fonction Finalement un robot c est quoi Un robot c est une machine qui accomplit automatiquement des t ches Il a un programme qui lui dit ce qu il doit faire et il lui faut de l nergie pour fonctionner ces en groupe 15 min manipulation Activit 2 Et D couvrir Thymio 1ERE TAPE INTRODUCTION Commencez par poser tous les robots sur la table et pr sentez Thymio aux enfants Thymio est un petit robot qui peut rouler s allumer et faire du son Il sent quand on le touche nous entend voit les distance peut suivre des pistes et il peut aussi mesurer la Objectifs gt Decouvrir par soi m me les l ments du robot capteurs actionneurs memoire gt Comprendre que les couleurs sont associ es a des comportements Pour cette activit munissez vous de tous les Thymios qui sont dans la valise R partissez les l ves en petits groupes avec un Thymio par groupe l id al tant d avoir un Thymio pour deux enfants 24 temp rature Il peut s allumer de 6 couleurs diff rentes Chaque couleur correspond un comportement 2EME TAPE MANIPULATION Laissez les enfants manipuler librement en veillant bien que chacun puisse toucher tester Questionnez les qu est ce que Thymio peut ressentir Qu est ce qu il peut faire Il est int res
24. antes la fen tre ressemble l image ci dessous k r HE Events Compilation termin e avec succ s Actions e isi 5 Ao NN a I l Da ny a z lt wS Note pour l animateur Vous trouverez des explications d taill es sur le fonctionnement du VPL d Adeba Studio ainsi que sur chacun des blocs dans la partie mode d emploi pages 10 16 de ce guide 32 On retrouve gauche tous les v nements tous les SI respectivement de haut en bas lorsqu on appuie sur un bouton lorsqu un capteur voir quelque chose lorsque les capteurs du dessous voient quelque chose lorsqu on touche Thymio lorsqu on fait du bruit pr s de Thymio droite on retrouve toutes les actions tous les ALORS respectivement de haut en bas Thymio avance recule tourne le dessus de Thymio s allume le dessous de Thymio s allume Thymio joue une musique 2EME ETAPE ON PROGRAMME Expliquez aux enfants que pour programmer Thymio il suffit de mettre c te c te une carte prise dans la barre verticale de gauche et une carte prise dans la barre verticale de droite Une fois qu on a fini d crire son programme il faut appuyer sur play pour lancer le programme Quand on veut arr ter le programme de tourner on peut appuyer sur stop Laissez les enfants manipuler le logiciel et faire que
25. apteurs capacitifs sentent quand on les touche Pas besoin d appuyer c est tactile Cinq capteurs de proximit avant Ils mettent de la lumi re infra rouge en mesurant combien de lumi re leur est r fl chie Si un objet se trouve dans l axe de la lumi re infra rouge il r fl chit cette lumi re Ils permettent Thymio de mesurer la distance un obstacle qui se trouve devant lui en face de lui ou sur les c t s Deux capteurs de proximit arri re Ils mettent de la lumi re infra rouge en mesurant combien de lumi re leur est r fl chie Si un objet se trouve dans l axe de la lumi re infra rouge il r fl chit cette lumi re Ils permettent Thymio de mesurer la distance un obstacle qui se trouve derri re lui Les capteurs Deux capteurs de sol Ils fonctionnent comme les autres capteurs de distance Ils permettent Thymio de mesurer quelle distance il se trouve du sol et par exemple de s arr ter au bord d une table Ils lui permettent aussi de suivre des lignes Un capteur de temp rature Un thermom tre lectronique qui permet Thymio de mesurer la temp rature qu il fait Un acc l rom tre 3 axes Pour savoir dans quelle position Thymio se trouve Un r cepteur de commande infrarouge Pour recevoir les messages envoy s par la t l commande Un microphone Il permet Thymio de percevoir les sons 10 Les actuateurs Un actuateur ou actionneur est un dispo
26. aussi d cider de diriger Thymio gr ce ses touches tactiles gt Enfin on peut utiliser les capteurs de sol pour regarder la couleur du papier qui se trouve en dessous de nous Sachant que la couleur noir absorbe toutes les longueurs d onde le signal infrarouges mis par le capteur de distance ne sera pas r fl chi La distance sera donc per ue par Thymio comme tant infinie c est dire tr s loin Activit 11 Suite Programmer un suivi de piste PROGRAMMER Bien que plusieurs corrections soient possibles nous vous en proposons une D 6 Laissez les l ves voir la programmation des autres groupes Demandez leur alors de trouver quelle programme est le plus adapt en leur demandant de justifier leur choix Dans cette situation la meilleure programmation est celle qui utilise le moins d instructions SI ALORS Avec ce genre de programmation Thymio doit tre attentif tout instant ce qui se passe sur tous ses capteurs Plus il y a d instructions et plus il y a de possibilit s possibles pour Thymio d tre stimul Et plus on est stimul plus on se fatigue Pour les robots la meilleure programmation est souvent celle qui est la plus rapide la moins co teuse en nergie ou bien la plus s re Ici on va pr ner l conomie d nergie 30 min ces en groupe Y manipulation Activit 12 Transformer Thymio avec des LEGOS Objectif gt Stimuler sa
27. bas Cette action d fini la couleur du bas du robot en un m lange de rouge vert et bleu RGB musique Cette action joue une m lodie de 6 notes d finies par l utilisateur Pour chaque note sa hauteur d pend de sa position verticale Un point blanc produit une note qui dure deux fois plus longtemps qu un point noir Pour d finir une note cliquez sur la barre o vous voulez qu elle apparaisse Un clic sur un point le change de blanc noir et vice versa Timer Cette action permet de d marrer un compte rebours de 0 4 Cette action r gle l tat 4 bit du robot Gris secondes d fini par l utilisateur en cliquant sur l horloge Lorsque le signifie laisser la valeur actuelle blanc signifie compte rebours arrive z ro un v nement Timer coul est mettre l tat 0 jaune signifie mettre l tat 1 d clench r gler la variable d tat Programmer Thymio Explication des blocs 18 Le mode avanc Cliquer sur le bouton mode avanc dans la barre d outils permet de construire des programmes avec un tat interne Cela permet galement d utiliser des versions avanc es de certains blocs ainsi que de nouveaux blocs Qu est ce que l tat interne Vous savez que les ordinateurs fonctionnent avec des bits n est ce pas Mais qu est ce qu un bit Un bit est une unit qui ne peut prendre que deux valeurs O ou 1 Les bits ont plein d utilisations possibles Par exemple on
28. cr ativit gt R soudre des probl mes Pour cet activit vous aurez besoin des Thymios des LEGO technics et des ordinateurs si vos l ves souhaitent travailler sur des projets qui requi rent de la programmation 47 Thymio est un robot qui sait faire plein de choses mais cela ne s arr te pas l avez vous remarqu les prises LEGO pr sentes sur son dos et ses roues On peut y attacher des LEGO et r aliser des robots qui sont jolis qui savent faire d autres choses qui peuvent r soudre d autres probl mes Vous pouvez vous inspirer des exemples de projets disponibles sur le site internet de Thymio https www thymio org Nous avons choisi quelques exemples de projets qui nous paraissent int ressants que vous pouvez retrouver en Annexe 6 Exemples de projets avec Thymio Montrez ces projets aux enfants pour les inspirer et laissez les cr er leur propre projet Note pour l animateur Cet activit peut tre tendue sur plusieurs s ances si certains l ves ont beaucoup d id es Il est possible que certains enfants ne souhaitent pas utiliser les LEGO Dans la mesure o ils ont d autres id es pour transformer ou augmenter Thymio laissez les s exprimer et faites place la cr ativit 20 min ces en groupe Y manipulation Activit 13 D couverte de la programmation textuelle D couverte Objectif gt Faire le lien entre la programmation VPL
29. e Annexe 4 Carte de r f rence VPL 34 1ERE TAPE PR SENTATION DU JEU Demandez aux enfants de lancer le logiciel Aseba Studio en autonomie Une fois le logiciel lanc organisez un grand jeu Vous proposerez des d fis aux l ves comme par exemple Thymio doit s allumer en rouge quand on le touche L quipe qui arrivera le plus vite r aliser ce programme gagnera des points Vous pouvez distribuer des points interm diaires aux l ves qui font avancer la r flexion du groupe Chaque groupe poss de un exemplaire de la carte de r f rence VPL pour l aider dans sa r flexion N oubliez pas chaque carte peut avoir besoin de r glages Il faut pr ciser quels capteurs on veut utiliser ou bien dans quelle direction on veut que les roues aillent ou encore de quelle couleur on souhaite que Thymio s allume 2EME TAPE L ACTION Voil les d fis que vous pouvez proposer et leur correction respective gt Thymio s allume en rouge quand on le touche Un premier d fi facile pour s chauffer On doit ici r aliser le programme SI Thymio est touch ALORS il s allume en rouge On peut d cider la couleur dont va s allumer Thymio en faisant glisser les petits sliders RVB Rouge Vert Bleu de gauche droite La carte prend la couleur qui est g n r e par nos r glage des sliders Activit 7 Suite Programmer Thymio D fis gt Le chien qui se mord la
30. e gt event args button backward button left button center button forward button right gt prox horizontal prox comm rx prox comm tx prox ground ambiant prox ground reflected prox ground delta co FR 23000 TYY M Filter Native Functions Local Events de Local Tools Launch VPL Programmer Thymio Installer et lancer Aseba Studio 13 Si Thymio n est pas connect Si Thymio n est pas connect lorsque vous lancez un de ces programmes ou si vous lancez Aseba Studio pas la version pour Thymio vous verrez s afficher la fen tre de choix de robot ci contre Connectez Thymio et cliquez sur T Serial port Si Thymio est connect par USB Thymio Il Robot Connecter tep localhost 33333 3 mas E Programmer Thymio Installer et lancer Aseba Studio 14 le logiciel de VPL La programmation visuelle est un des composant d Aseba Cet environnement VPL pour Visual Programming Language a t con u pour programmer Thymio facilement avec des images On crit un programme en assemblant des pairs de blocs d v nement et d action La fen tre ressemble l image ci contre Voici le d tail de ses l ments La barre d outils 1 contient les boutons pour ouvrir et sauvegarder des fichiers lancer ou arr ter l ex cution du programme et changer de mode d dition Le programme 2 Cette zone est d di e
31. e et doit la cacher des autres Il pose des devinettes aux autres enfants Commencez par le comportement vert Le pr sentateur pose la premi re question Si Thymio d tecte un objet devant lui ou s il reformule que fait Thymio lorsqu il d tecte un objet devant lui Pour le comportement vert les enfants ont 4 choix de r ponses gt il tourne gauche gt il tourne droite gt il avance gt il s arr te cf sch ma page suivante Une fois que le s autre s enfants ont test chacune des possibilit s pour trouver la r ponse ils peuvent relier les points sur la fiche et passer la question suivante L objectif est de remplir toute la fiche Ce travail permet aux enfants d aller vers la programmation conditionnelle de Thymio Ces comportements sont programm s avec une logique de la cause effet SI Thymio voit entend sent ALORS il roule fait du bruit s allume Chaque comportement de Thymio correspond un ensemble d instructions conditionnelles Sur la fiche que les enfants remplissent on peut presque retrouver toutes les instructions du programme qui correspond au comportement Dans l activit suivante on verra comment retranscrire ce programme dans le logiciel Aseba pour programmer Thymio Activit 5 suite Si Thymio alors il 2 ME TAPE QUELS CAPTEURS Pour finir cette activit et v rifier que les enfants ont bien sais
32. e sans trop la d tailler car les enfants la comprendront en manipulant lors des activit s suivantes 30 min ces en groupe documents a imprimer Y manipulation Activit 4 Les comportements pr programm s Objectifs gt D crire ce qui est observ gt Nommer un comportement observ gt Trouver les l ments du robot qui ont un impact sur son comportement Pour cette activit munissez vous de tous les Thymios qui sont dans la valise R partissez les l ves en petits groupes avec un Thymio par groupe l id al tant d avoir un Thymio pour deux enfants Il s agit ici de d couvrir les programmes pr enregistr s dans le robot 27 1ERE ETAPE QUELQUES EXPLICATIONS Expliquez qu il existe des programmes pr enregistr s dans Thymio que les fl ches servent faire d filer les comportements et que le bouton rond sert valider Chacun de ces programmes correspond un comportement amical peureux explorateur ob issant attentif inspecteur 2EME ETAPE MANIPULATION Demandez maintenant aux enfants de se munir d un Thymio et d essayer de comprendre les comportements vert jaune rouge et violet dans un premier temps Que fait Thymio Par exemple s il fuit c est qu il est peureux Note pour l animateur Si les comportements semblent ne pas fonctionner v rifier que la surface sur laquelle est le Thymio est suffisamment clair Un test lancez
33. e une petite nigme int ressante D chiffrer ce bout de code c est comme tre capable de d chiffrer du morse de d crypter des messages cod s Expliquez aux enfants que ce bout de code correspond au programme qu ils ont crit avec les images Ce texte c est la mani re dont on traduit le programme crit en image dans un langage que le robot Thymio pourra comprendre On retrouve tout ce qu on a programm plus haut et en voici le d tail 49 if button forward 1 Dans ce bout de code on voit le mot button qui veut dire bouton et forward qui veut dire avant Sachant que l on a dit si on appuie sur le bouton avant dans notre programme on peut en d duire que A ce bout de code est celui qui traduit l image lt gt ci contre y then call leds top 32 0 0 Dans ce bout de code on peut reconna tre le mot leds pour LED ou diode lectro luminescente et le mot top qui veut dire dessus Avec cette image on a demand Thymio de s allumer en disant alors le dessus de Thymio s allume en rouge if button center 1 Dans ce bout de code on retrouver le mot button qui veut dire bouton et le mot center qui veut dire centre Ce bout de code traduit donc si on appuie sur le bouton du centre then call leds top 0 0 0 On a d j vu ce bout de code plus
34. ec des algorithmes et que les mouvements sont pr vus a l avance gt tre capable d observer de mani re scientifique pour en tirer des conclusions gt Programmer un robot pour de vrai gt Comprendre ce qu est un bug et apprendre les identifier pour ensuite les r soudre Ce que contient la valise Thymio Cette valise contient Un guide d activit Le livre LES ROBOTS Fleurus 1 piste loutre roul e 5 Thymios 1 hub 5 cables USB lt gt micro USB L quipe de construction Lego 42023 3 Pourquoi mener des ateliers robotiques programmation et code Le code la programmation et les automatismes font d sormais partie de notre quotidien Ces derni res ann es l homme est parvenu concevoir des machines qui font ce qu elles n avaient jamais encore t capables de faire comprendre parler entendre voir r pondre crire Nombreux sont les exemples Voitures qui se conduisent toutes seules douches qui d tectent des cellules canc reuses ou anomalies cardiaques robots pour assister les personnes g es dans leur quotidien v rifier la prise de m dicaments la nourriture et alerter en cas de probl me Pourquoi le code et la robotique Apprendre a coder ce n est pas simplement apprendre a coder Apprendre coder c est apprendre comprendre les machines qui nous entourent C est avoir les capacit s de transformer des id es minuscules ou des id
35. ez leur la Indice il faut utiliser la carte avec le r veil 2 D correction ci dessous en d taillant son dessus Voici la correction W explication en vous aidant de la partie du mode emploi qui traite du mode avanc X G 2 x a gt Thymio acc l re quand on appuie deux fois de suite sur le bouton haut C est ici que les ennuis commencent Dans gt Si Thymio d tecte un choc il devient un premier temps laissez les enfants rouge pendant 3 secondes puis redevient r fl chir et tester Une fois qu ils sont vert coinc s donnez leur un indice pour ce d fi Ici il faut un v nement qui permet il faut utiliser le mode avanc d allumer Thymio en rouge puis un qui permet de l allumer en vert une fois que le Timer s est coul cf correction ci contre 42 Activit 10 40 min ces en groupe Programmer un parcours d obstacles Objectif gt Programmer Thymio dans un but pr cis avec des SI ALORS Demandez aux enfants de faire des groupes de deux Chaque groupe a besoin gt d un Thymio gt d un ordinateur avec le logiciel Aseba install gt d un c ble USB A lt gt mini USB B gt d un exemplaire de la fiche Annexe 6 Carte de r f rence VPL 43 Ici il faut inventer un algorithme pour viter les obstacles Cet exercice est plus complexe car une ou deux instructions ne suffisent pas pour le parcours d obstacle c est la
36. i la notion de capteur demandez leur maintenant de remplir la derni re case du tableau Sur le dessin de Thymio ils doivent entourer les capteurs qui sont utilis s dans ce comportement Par exemple pour le comportement violet les capteurs de distance ne sont pas utilis s puisque Thymio ne r agit pas lorsqu on s en approche Seule l int raction avec les capteurs tactiles ont un effet sur le comportement de Thymio 30 CORRECTION s il d tecte un objet devant lui s il d tecte un objet droite s il arrive au bord d une table s il d tecte un objet devant lui s il d tecte un objet droite si on tapote son dos s il d tecte un objet derri re lui s il d tecte un objet devant lui s il d tecte un objet droite s il d tecte un objet gauche s il d tecte un objet derri re lui s il arrive au bord d une table si on appuie sur la fl che avant si on appuie sur la fl che arri re si on appuie sur la fl che de droite si on appuie sur la fl che de gauche il tourne gauche Capteurs utilis s pour ce il tourne droite comportement il avance Tous les capteurs de distance DMX il s arr te lavant de Thymio il recule capteurs de sol sent quand on le il avance ous il tourne droite il recule gauche il fait du bruit il recule il s arr te il tourne gauche il tourne droite il ne_ fait rien il avance Seules les touches capacitive
37. jet proche ou loin du robot max 8 12 cm Pour ces capteurs le gris signifie que le capteur n est pas pris en compte blanc signifie que l objet est proche noir signifie que l objet est d tect mais pas proche du robot Si tous les capteurs ne sont pas pris en compte tous gris cet v nement sera lanc automatiquement 10 fois par seconde capteur de distance au sol Cet v nement se d clenche lorsque le robot voit un sol sombre ou clair II mesure la quantit de lumi re r fl chie par le sol S il n y a pas de sol il n y a pas de r flexion Pour ces capteurs gris signifie que le capteur n est pas pris en compte blanc signifie que le sol est clair noir signifie que le sol est sombre Si tous les capteurs ne sont pas pris en compte tous gris cet v nement sera lanc automatiquement 10 fois par seconde Timer coul Cet v nement se d clenche lorsque le compte rebours arrive z ro d tection de claquement Cet v nement s active lorsque le robot d tecte un fort bruit comme un claquement de main proximit d tection de choc Cet v nement s active lorsque le robot d tecte un choc ex si on tape dessus Programmer Thymio Explication des blocs 17 Blocs action moteurs Cette action d fini la vitesse des moteurs gauche et droite et donc des roues couleur du haut Cette action d fini la couleur du haut du robot en un m lange de rouge vert et bleu RGB couleur du
38. lques programmes Assurez vous que les enfants testent les instructions qu ils crivent en appuyant sur play de temps en temps Questionnez les groupes un par un sur le sens de leur programme quoi ce bloc sert il du coup que fait ce programme Activit 6 Suite Programmer Thymio D couverte 3EME TAPE UN DERNIER D FI ET C ES Pour clore cette premi re s ance de programmation demandez aux enfants d essayer de reproduire le comportement violet C est dire cr er les instructions suivantes Thymio est touch gt il s allume en violet On appuie sur la fl che du haut gt il avance On appuie sur la fl che droite gt il tourne droite On appuie sur la fl che de gauche gt il tourne gauche On appuie sur la fl che du bas gt il recule On appuie sur le rond au centre gt il s arr te La correction pour le comportement violet est donn e ci contre 33 i D 410P y D A 40 D V 2 D or y D x Lol y D 1 i ces E manipulation E jeu Activit 7 Programmer Thymio D fis Objectif gt Programmer Thymio dans un but pr cis gt Cr er un programme comportant plusieurs instructions Demandez aux enfants de faire des groupes de deux Chaque groupe a besoin gt d un Thymio gt d un ordinateur avec le logiciel Aseba install gt d un c ble USB A lt gt mini USB B gt d un exemplaire de la fich
39. mio et actionnent deux leviers qui sont reli s au bout pour y accrocher la pince Le d placement des leviers est assur par les deux roues de Thymio par l utilisation de r ducteurs vis sans fin qui g n rent un mouvement lin aire et font bouger un levier Un syst me permet m me de savoir dans quelle position se trouve le levier La r alisation de ce projet le code n cessaire et une vid o de cette grue en fonctionnement sont disponibles sur le site internet de Thymio La porte automatique Une construction assez simple dont la programmation pose question La structure est bas e sur un rail auquel une porte coulissante est suspendue Thymio actionne la porte par une roue sur laquelle il y a un levier li la porte par une barre Annexe 6_SUITE Exemples de projets avec Thymio Variablesfindices v nements Fonctions explication condition ou fr quence de l v nement plage de valeurs unit variable mise jour automatiquement timer period 0 1 ms timerO every timer period 0 ms timer1 every timer period 1 ms prox comm tx 0 2047 prox comm rx prox 10Hz u prox comm enable state 0 1 prox horizontal 0 4 0 4300 prox 10Hz button forward 0 1 button forward pressed or released button left 0 1 button left pressed or released button center 0 1 button center pressed or released temperature 1 10 C temperature 1Hz bu
40. nts puissent tester un grand nombre de fois leur programme et le debugger petit petit Activit 11 40 min ces E Programmer un suivi de piste Objectif gt Programmer Thymio dans un but pr cis avec des probl matiques de distance ou de temps gt R soudre un probl me Pour cette activit munissez vous de la piste loutre qui se trouve dans la valise Demandez aux enfants de faire des groupes de trois Chaque groupe a besoin gt d un Thymio gt d un ordinateur avec le logiciel Aseba install gt d un c ble USB A lt gt mini USB B gt d un exemplaire de la fiche Annexe 6 Carte de r f rence VPL 45 e e Tel Aol Dans un premier temps laissez les Thymios et les ordinateurs l cart Commencez par pr senter leur d fi aux enfants ils doivent programmer Thymio pour qu il se d place sur la piste noire Demandez aux enfants de r fl chir en groupe leur programme pendant 5 minutes puis d expliquer la classe comment ils vont programmer Thymio pour r aliser le d fi Ici les mani res de proc der sont multiples gt On peut par exemple choisir d utiliser le programme de parcours d obstacles en pla ant des obstacles de fa on judicieuse sur la piste manipulation gt On pourrait aussi imaginer que tout se r gle avec le Timer on dira Thymio d avancer un peu puis de tourner pendant un certain temps etc gt On peut
41. on avant arri re pitch proches alors que la barre du bas permet de r gler le Cet v nement fonctionne de fa on roo seuil des objets lointains La zone entre ces deux seuil similaire l inclinaison gauche droite mais est la fameuse zone de d tection suppl mentaire cette fois ci pour l inclinaison avant ou arri re du robot capteurs de distance horizontaux exemple La barre du haut permet de r gler le seuil des objets proches alors que la barre du bas permet de r gler le seuil des objets lointains La zone entre ces deux seuil est la fameuse zone de d tection suppl mentaire Programmer Thymio Mode avanc 21 en groupe F discussion Activit 1 Qv est ce qu un robot Objectifs gt Comprendre ce qu est un robot gt Comprendre quoi sert un robot Pour cette activit vous pouvez vous servir du livre LES ROBOTS qui se trouve dans la valise Vous pouvez vous adresser tout le groupe pour entamer une discussion sur les robots 22 Cette activit vise introduire le travail sur les robots que vous tes sur le point d entreprendre avec vos l ves Il est important de s interroger sur les robots ce qu ils sont quoi ils servent et pourquoi ils existent ETAPE 1 QUELS ROBOTS CONNAISSEZ VOUS Dans un premier temps demandez aux enfants de lister les robots qu ils connaissent que ce soit dans les films les dessins anim s les jeux vid o ou dans la
42. ontrer qu on peut utiliser le m me v nement d clencheur pour provoquer plusieurs actions Ici lorsque les capteurs du dessous voient une grande distance cela provoque en m me temps gt l arr t des roues gt l allumage du dessus de Thymio en vert gt l allumage du dessous de Thymio en vert Note pour l animateur Ce d fi est une bonne occasion pour aborder les notions d instructions concourantes et incompatibles 36 Avec le programme que l on vient de cr er on a trois instructions concourantes d clench es par le m me v nement SI Thymio sent un choc gt ALORS il s arr te gt ALORS il s allume en vert dessus gt ALORS il s allume en vert dessous l inverse imaginons que l on ait le programme suivant On dit que ces deux instructions sont incompatibles lorsque Thymio ressent un choc il est cens s allumer la fois en rouge et en vert Comment saura t il ce qu il doit faire 15 min ces en groupe F discussion Activit 8 Les autres robots et les robots dans le futur Objectif gt Prendre du recul sur le r le des robots dans notre quotidien gt Consolider les l ments caract ristiques d un robot capteur d cider et agir Pour cette activit vous pouvez vous servir du livre LES ROBOT pour illustrer vos propos Rangez les Thymios et adressez vous tout le groupe pour entamer une discussion sur les robots Quels son
43. oup de bleu Vous pouvez vous dire du rouge plus du bleu a ne fait pas du marron Vous avez tout fait raison lorsqu on fait de la peinture on fait des m langes de couleur qu on appelle soustractifs Mais lorsqu on travaille avec la lumi re on fait des m langes additifs Soustractif RGB CMY Activit 14 20 min ces en groupe manipulation D couverte de la programmation textuelle crire des commandes Objectif gt Apprendre lire et diter du code textuel Demandez aux enfants de faire des groupes de deux Chaque groupe a besoin gt d un Thymio gt d un ordinateur avec le logiciel Aseba install gt d un c ble USB A lt gt mini USB B Ici les l ves cr ent un programme simple en VPL et regardent le code textuel g n r automatiquement Une fois qu ils arrivent se rep rer dans ce code textuel ils tentent de l diter et voient le r sultat en testant directement sur le robot Thymio 1ERE ETAPE PROGRAMMATION VPL Dans un premier temps demandez aux enfants de reproduire le programme simple de la s ance pr c dente gt Lorsqu on appuie sur le bouton du haut Thymio s allume en rouge gt Lorsqu on appuie sur le bouton du centre Thymio s teint 2EME TAPE ON CODE Demandez maintenant aux enfants de fermer la fen tre du logiciel VPL Ils se retrouvent sur la fen tre principale d Aseba Studio avec leur code crit sous forme
44. queue Quand on appuie sur un bouton Thymio tourne en rond sans s arr ter Sur la correction ci dessus on a ajout un moyen d arr ter les roues de Thymio en disant si on appuie sur le bouton du milieu alors les roues sont l arr t Car si personne ne dit Thymio comment s arr ter il ne sait pas le faire tout seul 35 gt La disco bowl Thymio peut s allumer de toutes les couleurs Indice on le transforme en lampe disco en associant chaque capteur une couleur Il s agit ici d associer chaque capteur une couleur Avec les 3 sliders RGB tout est possible Rappel sur les capteurs Les capteurs peuvent tre programm s pour trois tats diff rents gt en rouge l v nement est d clench si le capteur voit un objet proche gt en blanc l v nement est d clench si le capteur voit un objet loin gt en gris le capteur ne d clenche jamais l v nement Ici aussi on peut donner des points en plus aux quipes qui ont pens ajouter une instruction qui permet d teindre Thymio comme la derni re ligne de notre correction ci contre Activit 7 Suite Programmer Thymio D fis gt Le bord du gouffre Thymio fonce Mais quand il arrive au bord du vide il s arr te Indice on peut faire le test au bord d une table Sur la correction ci contre on a ajout le fait que Thymio s allume en vert lorsqu il rencontre le vide Cela permet de m
45. rencontre un obstacle Annexe 1 Donner un nom chaque comportement 55 s il d tecte un objet devant lui s il d tecte un objet droite s il arrive au bord d une table s il d tecte un objet devant lui s il d tecte un objet droite si on tapote son dos s il d tecte un objet derri re lui s il d tecte un objet devant lui s il d tecte un objet droite s il d tecte un objet gauche s il d tecte un objet derri re lui s il arrive au bord d une table si on appuie sur la fl che avant si on appuie sur la fl che arri re si on appuie sur la fl che de droite si on appuie sur la fl che de gauche il tourne gauche il tourne droite il avance il s arr te il recule il avance il tourne droite il recule gauche il fait du bruit il recule il s arr te il tourne gauche il tourne droite il ne fait rien il avance il recule il tourne gauche il tourne droite il ne fait rien Annexe 2 tablir des relations de cause effet Capteurs utilis s pour ce comportement Tous les capteurs de distance l avant de Thymio Entoure les capteurs utilis s pour ce comportement Entoure les capteurs utilis s pour ce comportement Entoure les capteurs utilis s pour ce comportement 56 Trouveles bonnes r ponses et entoure les Pour cela tu peux cr er le programme ci dessous avec deux cartes au centre Le bouton
46. rie et il va alors s asseoir avant de s endormir Robot Asimo Asimo est un robot cr e uniquement pour la recherche Il peut utiliser tous ses doigts avec un capteur tactile sur la paume et un d clencheur de force incorpor dans chaque doigt Cela lui permet par exemple de prendre une bouteille d eau dans ses mains et d en d visser le bouchon Il peut aussi reconna tre des objets et des personnes Robot Kodomoroid Ce robot est destin ressembler fid lement aux humains c est ce qu on appelle un andro de Les Kodomoroid seraient capables de parler avec les visiteurs des mus es de mani re tr s naturelle 38 De mani re g n rale plus un robot semble similaire la race humaine et plus ses imperfections paraissent monstrueuses C est pour cela que cet andro de vous mettra peut tre mal l aise LES IMAGINAIRES Bumblebee Bumblebee est un personnage de l univers de fiction des Transformers Ce qu il y a d trange avec les Transformers c est qu on ne sait pas qui les a programm s Eve dans Wall E Eve pour Evaluatrice de la V g tation Extraterrestre est un personnage du film d animation Wall E Dans le film c est un robot nouvelle g n ration programm par les humains pour trouver des preuves de vie sur la plan te Terre Activit 8 Suite Les autres robots et les robots dans le futur d a x st amp Pa SE Fa O w Na O es
47. s yeux du robot sont des cam ras Comme les humains les robots ont besoin d au moins deux cam ras s ils veulent voir en 3 dimensions On peut imaginer que les yeux de certains robots peuvent voir plus de choses que nos yeux en captant m me les longueurs d ondes invisibles pour les hommes Mais les robots peuvent avoir de nombreux autres capteurs des micros leur permettent d entendre ils peuvent mesurer les distances gr ce des capteurs photo lectriques capter la lumi re et le champ magn tique qui les entourent et une s rie de capteurs comme des niveaux et des acc l rom tres leur permettent d avoir conscience de la position des diff rentes parties de leur corps c est ce qu on appelle la proprioception Quant au toucher ils utilise ce qu on appelle des interfaces haptiques qui mesurent la pression qui s exerce sur leurs doigts quand ils en ont lorsque la pression est plus forte ils sentent qu ils touchent quelque chose f Activit 3 suite Comment fonctionnent les robots QUELS CAPTEURS POUR THYMIO Maintenant que vous avez fait le tour des capteurs interrogez les enfants sur les capteurs de Thymios gt pour entendre Thymio a un micro On ne le voit pas car il est cach l int rieur gt pour voir Thymio n a pas vraiment des yeux Il peut seulement voir les distances c est dire qu il pourra savoir s il se trouve plut t pr s ou plu
48. sant que les enfants essayent de comprendre par eux m me ce que fait le robot pour chacune des couleurs ce qui fera l objet de l activit 4 Comment faire Pour allumer ou teindre le robot il suffit d appuyer et de maintenir le doigt sur le rond qui se trouve au centre des fl ches Cela prend quelques secondes Pour choisir un comportement il suffit de d marrer le robot et de s lectionner une couleur gr ce aux boutons fl ches le bouton central permettant de d marrer le comportement Lorsque le comportement est actif le bouton central permet de revenir au menu de s lection des comportements 20 min ces en groupe F discussion Activit 3 Comment fonctionnent les robots Objectifs gt Se questionner sur les m thodes d information des robots gt Faire l analogie entre le robot et l homme gt Se familiariser avec la notion de capteur Pour cette activit vous pouvez vous servir du livre LES ROBOTS pour illustrer vos propos Vous pouvez vous adresser tout le groupe pour entamer une discussion sur les robots 25 L ANALOGIE DES 5 SENS Pour comprendre la notion de capteur il est int ressant de parler des sens Comment un robot fait il pour voir Qu est ce qui lui sert d yeux D oreilles Comment sait il o il se trouve pour ne pas se prendre un mur En bref comment les robots per oivent ils le monde qui les entoure 3 p lt 9 Le
49. sitif d une machine moteur v rin speaker lampe etc qui permet une machine de transformer l nergie qui lui est fournie en un ph nom ne physique utilisable Un actionneur ex cute les ordres qui lui sont envoy s par la partie commande de la machine Un haut parleur Comme une enceinte le haut parleur permet Thymio de faire du bruit ou de la musique Trente neuf LED Situ es dessus dessous et proximit les LED de Thymio peuvent s allumer de toutes les couleurs Deux roues Anim es par deux moteurs vitesse variable ces deux roues permettent Thymio d avancer de reculer et de tourner Les autres l ments La connexion USB On branche Thymio sur ce port micro USB pour le recharger ou bien pour le brancher l ordinateur et le programmer Le lecteur de carte m moire Avec une carte microSD il est possible d utiliser d autres sons pour Thymio en format wav que ce soit des sons de la musiques ou des mots Il est galement possible de sauvegarder des donn es internes sur la carte Attention Toutes les cartes micro SD ne fonctionnent pas avec Thymio Choisissez de pr f rence une carte SD et non SDHC ou SDXC plut t lente speed class 2 ou 4 de petite capacit Le crochet pour remorque Un crochet qui permet Thymio de se transformer en locomotive ou autre Support crayon On peut glisser un feutre dans ce trou pour dessiner avec Thymio Avec un peu d
50. t Se familiariser avec la programmation avanc e Demandez aux enfants de faire des groupes de deux Chaque groupe a besoin gt d un Thymio gt d un ordinateur avec le logiciel Aseba install gt d un c ble USB A lt gt mini USB B gt d un exemplaire de la fiche Annexe 6 Carte de r f rence VPL 41 1ERE ETAPE PRESENTATION DU JEU Demandez aux enfants de lancer le logiciel Aseba Studio en autonomie Comme dans l activit 7 vous proposez des d fis aux l ves l quipe qui arrivera le plus vite r aliser ce programme gagnera des points Vous pouvez distribuer des points interm diaires aux l ves qui font avancer la r flexion du groupe Avec ces d fis on introduit l utilisation du Timer et du mode de programmation avanc du VPL Y manipulation 2EME ETAPE A VOS CLAVIERS Voil les d fis que vous pouvez proposer et leur correction respective Ces d fis permettent de d couvrir le timer Sugg rez aux enfants d utiliser le timer en expliquant que l action timer de droite d clenche l v nement timer coul gauche On peut r gler le d lai sur le timer action C1 v nement Action Timer coul Timer coul Activit 9 Suite Programmer Thymio Aller plus loin gt Thymio s allume en vert 5 secondes apr s Laissez les enfants tester et essayer de qu on ait appuy sur le bouton rond LA comprendre puis pr sent
51. t t loin d un mur d une personne etc Attention ce ne sont pas des yeux comme les n tres ils ne mesurent que la distance Par exemple Thymio ne pourrait pas savoir si un mur est de couleur rouge ou bien de couleur verte ou bien reconna tre quelqu un 26 gt pour ne pas tomber quand il arrive vers un trou Thymio peut mesurer la distance qui se trouve entre le sol et lui C est dire que s il arrive au bord d une table il peut voir que la distance est beaucoup plus grande et d cider de s arr ter s il est programmer pour gt pour sentir qu on le touche Thymio a 5 touches sur le dessus qui sont tactiles gt pour mesurer la temp rature Thymio a un Thermom tre dans son ventre On ne peut pas le voir mais il mesure la temp rature qu il fait dans la pi ce gt pour savoir s il est pench ou pos plat Thymio a un acc l rom tre C est un petit appareil qui lui permet de savoir dans quelle position il est pos Il s agit ici de faire comprendre aux enfants que chez les robots rien n est naturel et qu ils ont besoin d un petit outil pour sentir chacune de ces choses Par exemple s ils n ont pas de cam ras ils ne peuvent pas voir ET SON CERVEAU ALORS Finissez l activit en demandant aux enfants ce qui sert Thymio de cerveau Comment fait il pour r fl chir pour r agir Tout cela est g r par son programme Vous pouvez ici introduire la notion de programm
52. t les robots du pass du pr sent et du futur Nombreux sont les exemples de robots dans le monde qui est le notre qu ils soient r els ou imagin s 37 VRAI ROBOT OU ROBOT IMAGINAIRE Dans un premier temps munissez vous de ce guide d activit s et montrez aux enfants les robots de l Annexe 5 Robots r els et imaginaires Lancez un d bat Ces robots sont ils r els ou bien imaginaires Si ces robots existent en vrai comment fonctionnent ils Que peuvent ils faire Qui les a programm s Comment fonctionnent les robots imaginaires Qui les a programm s Qu est ce qui est impossible chez eux Voici quelques l ments de r ponse glisser dans la discussion LES VRAIS ROBOTS Robot aspirateur Le robot aspirateur ainsi que d autres robots domestiques sont apparus en 2009 sur le march balayeur repasseur tondeuse gazon robotis e etc Ce robot peut se rep rer dans l espace pour tre autonome aspirer et aller se ranger avant des teindre Robot NAO NAO est un petit robot humano de ce qui veut dire qu il a t con u pour ressembler un humain il a un corps une t te deux bras et deux jambes Activit 8 Les autres robots et les robots dans le futur Il est capable de marcher de danser de reconna tre des personnes et de faire la conversation m me si celle l est limit e Il sait quand il est fatigu c est dire lorsqu il n a plus de batte
53. t pwm motor command motor 100 Hz sound finished 2 sound finished playing sound system N N 0 7 play system sound N N 1 stop playing sound freq Hz ds Hz 1 60 s sound wave wave 142 change primary wave waveli 128 127 sound play N N 032767 play pN wav N 1 stop playing sound replay N N 032767 replay rN wav N 1 stop playing 62 PROPOS CR DITS QUI SOMMES NOUS Avec la cr ation de valise p dagogique autour du code et de la programmation Fr quence coles souhaite gt Appuyer le d veloppement d une offre de formation culture num rique pour les acteurs ducatifs intervenant lors des temps p riscolaires gt Cr er des quipements clefs en mains complets favorisant l autonomie des professionnels de l ducation gt Construire des passerelles pertinentes entre les diff rents temps de l ducation autour de l ducation au num rique DES QUESTIONS NOUS CONTACTER Si vous avez des questions des remarques et des soucis dans le cadre de l utilisation de cette valise nous souhaiterions vous entendre N h sitez pas nous contacter infos frequence ecoles org 04 72 98 38 32 Retrouvez des documents traduits les derniers retours des utilisateurs sur le site de Fr quence coles www frequence ecoles org EN SAVOIR PLUS SUR THYMIO Thymio a t d velopp dans le cadre d une collaboration entre l EPFL l cal et l associa
54. tion Mosyba contribue a son d veloppement et sa production Il est destin s rendre la programmation et la robotique accessibles et ludiques Afin d aller plus loin dans la d couverte de Thymio rendez vous sur le site ressource www thymio org Production Fr quence coles R alisation Julie Borgeot Dorie Bruyas de Fr quence coles Cr dits image studio KO J Borgeot LICENCE DE CE GUIDE Suivant une licence proposee par Creative Commons nous mettons la r daction de cette publication a disposition du public Vous etes donc libres de copier de modifier et de distribuer ce travail selon les conditions suivantes gt Attribution Vous devez citer les auteurs de sa conception sans pour autant sugg rer qu ils approuvent votre utilisation gt Partage a l identique Si vous reproduisez diffusez modifiez cette publication vous le ferez sous les memes conditions ou alors vous demanderez l autorisation prealable des auteurs DO BY SA 63 thymo Guide d activit THYMIO Une valise pour soutenir l apprentissage du code et d velopper un esprit logique avec les plus jeunes wwWw frequence ecoles org z U ENCE 20 Informations 04 72 98 38 32 ECOLES 15 infos frequence ecoles org
55. tton backward 0 1 button backward pressed or released prox horizontal 5 6 0 4300 prox 10 Hz leds prox h ledO led1 led2 led3 led4 led5 led6 led7 0 32 leds buttons ledO led1 led2 led3 0 32 leds circle ledO led1 led2 led3 led4 led5 led6 led7 0 32 leds bottom left red green blue 0 32 leds temperature red blue 0 32 motor left target desired speed 500 500 500 20 cm s motor left speed actual speed motor left pwm motor command motor 100 Hz iedo He NE qi k V4 HE leds top red green blue 0 32 leds prox h led0 led1 led2 led3 led4 led5 led6 led7 0 32 Actuateurs Annexe 7 Documentation du langage de Thymio prox ground delta 0 1 reflected ambiant prox ground reflected 0 1 0 1023 prox ground ambient 0 1 01023 prox 10 Hz buttons 20 Hz button right 0 1 button right pressed or released rc5 address rc5 command rc5 signal received mic threshold 0 255 mic intensity 0 255 M C mic intensity gt mic threshold sound record N N 0 32767 record as rN wav N 1 stop recording acc 0 2 32 32 23 19 acc 16Hz tap shock detected leds prox v ledO led1 0 32 leds rc led 0 32 leds bottom right red green blue 0 32 leds sound led 0 32 motor right target desired speed 500 500 500 20 cm s motor right speed actual speed motor righ
56. ulement la mani re dont il est programm Si un jour quelqu un d cide de programmer un robot pour tirer d s qu il reconna t quelqu un il sera possible que les robots tuent des gens retenir L avantage des robots c est qu ils font tout ce qu on leur dit de faire l inconv nient avec les robots c est qu ils font tout ce qu on leur dit de faire gt Les robots pour analyser nos motions et trouver des solutions nos probl mes Cet exemple est int ressant car il questionne sur l motion Qu est ce qu une motion Comment est il possible de la d tecter avec des capteurs On peut facilement mesurer la temp rature le rythme cardiaque m me le d bit des flux nerveux d un tre humain Mais sait on reconna tre les motions Pour ces robot disons peut tre gt Les robots qui font de la politique Pour faire de la politique il faut avoir des opinions Dans un futur tr s lointain les robots auront peut tre des opinions mais personnellement je ne crois pas que je serai toujours parmi vous Activit 8 Suite Les autres robots et les robots dans le futur gt Les robots qui aiment ou d testent des gens M me chose pour aimer il faut avoir des motions On pourra toujours programmer un robot pour qu il dise des choses gentilles et qu il offre de l affection Mais de l ce qu il ressente des motions on ne sait pas faire et on ne voit pas comment faire
57. uteur est D fini les 4 bits de l tat coul interne du robot Construire votre programme sons Glissez d posez des v nements dans le carr gauche des actions dans le carr droite Lorsque l v nement se produit le robot fait l action Les capteurs sont combin s avec ET dans un v nement Si deux capteurs sont s l ctionn s les deux conditions doivent tre vraies pour que l v nement se produise Gauche et droite doivent tre touch s avoir un objet proximit M Ben Ari S Magnenat J Shin CC BY SA fonctionnalit du mode avanc Annexe 4 Carte de r f rence VPL Bumblebee Kodomoroid Annexe 5 Robots r els et imaginaires Robot Aspirateur EVE 59 Thymio ultrarapide Cette construction utilise un mode de base L ob issant mauve mais va plus vite qu un Thymio II de base gr ce une multiplication de vitesse entre les roues du Thymio Il et les roues au sol Avec un tel syst me on peut faire des courses entre le robot ob issant et le robot ob issant augment PR L oiseau qui marche Voici un oiseau marcheur Vu que les oiseaux normalement volent il marche lentement Le m canisme fonctionne dans le mode ob issant sans besoin de programmation sp cifique Annexe 6 Exemples de projets avec Thymio 60 Grue avec structure parall le Il s agit d une grue avec une structure parall le les deux moteurs se trouvent sur Thy
58. vraie vie a plupart des enfants connaissent au moins un robot Vous pouvez trouver des exemples de robots dans le livre LES ROBOTS pour illustrer les propos des enfants ou bien leur faire d couvrir d autres robots Optimus Prime la star issue de la s rie de films Transormers Le robot aspirateur exemple de robot du quotidien g n ralement connu par les enfants Activit 1 suite Qu est ce qu un robot ETAPE 2 A QUOI SERT UN ROBOT Faites un petit sondage dans l assembl e pour savoir selon eux quoi sert un robot Une fois que chacun s est exprim passez aux explications Le terme robot vient du tch que robota qui signifie travail besogne corv e Le robot est une machine cr e par l homme pour accomplir des t ches Elles peuvent tre gt Dangereuses existe des robots qui sont capables de soulever des charges tr s lourdes d teindre les incendies ou de manipuler des d chets nucl aires gt R p titives Par exemple les robot aspirateurs permettent de se d charger de cette t che r p titive gt P nibles Pour les manipulations tr s pr cises ou les t ches qui impliquent des conditions d sagr ables on utilise parfois des robots pour nous remplacer 23 Impossibles C est le cas par exemple de l espace o l on envoie des robots pour faire des choses que l humain ne pourrait pas faire TAPE 3 CE QUIL FAU
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