Le détecteur de niveau

C’est en étudiant l’I.L.S. que m’est venu cette simple idée. Vous pouvez d’ailleurs consulter l’article le concernant. Même si j’exploite ce composant en classe et montre son intérêt, les “A quoi ça sert, monsieur ?” m’ont aussi incité à développer ce montage.

Branchez votre casque ou vos haut-parleurs pour profiter pleinement de la vidéo.

Circuit très simple mais adapté au collège !

Á quoi ça sert ?

  • Á montrer l’utilité de l’I.L.S.
  • Á schématiser un montage concret et utile.
  • Á présenter les actions à distance, des aimants …
  • Á débattre sur les signaux pour communiquer.
  • Á mettre en œuvre la masse volumique.
  • Á changer de signal. Enfin autre chose qu’une DEL ou une lampe !

Matériels nécessaires

  • un Interrupteur à Lames Souples
  • un buzzer
  • une pile bouton
  • un petit aimant
  • des fils
  • support pile bouton
  • support de l’aimant
  • support de l’I.L.S.

Télécharger les supports à imprimer en 3D. J’ai fait une deuxième version plus solide que celle présente sur les photos et vidéos.

Si on le souhaite :

  • un support pour coller le buzzer et la pile bouton. J’ai choisi une plaque en MDF de 3mm d’épaisseur et de taille 12x12cm. Télécharger le fichier de découpe laser (logiciel gratuit : RDWorksV8)
  • des connectiques pour désolidariser les modules afin de faciliter la manipulation.

Réglages et précautions

  • Si les buzzers proviennent de récupération, il faut, bien sûr, vérifier qu’ils vibrent correctement même sous 3V (tension de la pile bouton). Ils fonctionnent sous 6V mais en deçà les vibrations peuvent ne pas se déclencher pour certains. J’ai choisi 3V car le volume sonore est alors plus modeste et il n’y a besoin que d’une pile.
  • Il faut imprimer le support de l’aimant à 10% de remplissage pour qu’il flotte facilement.
  • L’aimant est collé dans son support mais reste visible pour les élèves.
  • J’ai laissé beaucoup de jeu entre le support de l’aimant et le support de l’I.L.S. afin de pouvoir serrer l’écrou assez fort. Le plastique se déforme un peu, mais sans casser.
  • Vérifiez la largeur des béchers ou verres. Le support de l’I.L.S. est prévu pour des bords standards. Attention à ne pas forcer, c’est tout de même fragile.
La largeur est différente pour accueillir différents récipients.
  • J’ai collé les fils sur la plaque pour rendre le circuit encore plus clair.
  • La connectique noire est collée à plat pour orienter les “pics” à l’horizontale. Sécurité avant tout ! 😉
  • Le fil soudé à l’I.L.S. est collé pour éviter qu’il ne tourne lors de son utilisation :
Un peu de colle (en bas à droite) sur le fil permet de maintenir le fil et l’ILS.

Combien ça coute ?

  • un buzzers : soit de la récupération d’anciens matériels de technologie. C’est écolo, et ça coute zéro ! Soit 1,80 euro
  • un I.L.S. à 0,70 euro
  • un petit aimant : 0,5 euro
  • l’impression en 3D de tous les supports : environ 0,3 euro.
  • la connectique : , ici et environ 0,1 euro.
  • des fils et une pile bouton : environ 1 euro.
  • support en MDF de 3mm : environ 0,1 euro.

Cout total : 4,5 euros et avec de la récupération environ 2 euros !

Exploitations possibles avec les élèves

J’ai testé le montage avec des élèves de 5e. Il faut une séance complète pour finir le document (voir plus bas pour le télécharger). Certains finissent un peu avant, on peut alors leur demander :

  • Comment placer une DEL pour obtenir aussi un signal lumineux ?
  • Quel est l’avantage d’un signal sonore ?
  • Pourquoi l’aimant est-il orienté de la sorte ?
  • Quel est l’inconvénient de ce montage ?

J’ai proposé cette activité en ayant au préalable, au cours de l’année (le spiralaire avant tout ! 😉 ), abordé :

  • les circuits électriques et la schématisation,
  • la masse volumique,
  • et enfin l’ILS (voir mon article).

Je n’avais pas encore étudié la notion de mouvement. Pourtant les activités 6 et 7 du document n’ont posé aucun problème.

Conditions pédagogiques

  • REP+, avec une proportion non négligeable d’élèves en difficulté, surtout pour la lecture et l’écriture.
  • Classe en 1/2 groupe avec 12 élèves. 1 montage pour 2.
  • 55 minutes suffisent.
  • Les activités 1 et 2 demandent environ 10/15 minutes. Il faut du temps pour que les élèves appréhendent le montage et expérimentent, c’est normal. Si blocage, ils viennent me demander de l’aide.
  • Forcement, ils s’amusent avec le buzzer, il faut donc accepter une ambiance assez sonore.
  • L’activité 6 me semblait assez difficile mais en demandant de relire le cours sur la masse volumique, il n’y a eu que des précisions de vocabulaire à apporter. Si nécessaire, on peut reprendre aussi les objets en plastique que j’avais proposés dans un autre article. Là encore, tout devient plus simple pour les élèves.
  • Pour l’activité 7, une utilisation du compas est la bienvenue. Les élèves sont aussi obligés de trouver le centre de la trajectoire.

Télécharger le document pédagogique

En prolongement, j’ai demandé la trajectoire d’autres points, on a ensuite débattu sur le temps mis pour atteindre la fin du mouvement, sur la longueur des trajets et enfin sur les vitesses des points.

Cette activité permet, je pense, d’évaluer quelques compétences en sciences car elle fait appel à beaucoup de notions qui ont été vues et qui doivent être réinvesties. L’esprit spiralaire est là !

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