Différences entre les pages « Equilibre d'une règle et d'un marteau » et « Guitare électrique Arduino »

 
 
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{{Tuto Details
 
{{Tuto Details
|Main_Picture=Equilibre_d'une_règle_et_d'un_marteau_r_sultat_final.JPG
+
|Main_Picture=Guitare__lectrique_Arduino_IMG_20191205_160258906_1_.jpg
 
|Licences=Attribution (CC-BY)
 
|Licences=Attribution (CC-BY)
|Description=Expérience d'équilibre pour visualiser les forces en jeux.
+
|Description=Guitarduino
|Area=Physics
+
|Disciplines scientifiques=Arduino, Acoustics, Computing, Electricity
|Difficulty=Easy
+
|Difficulty=Expert
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+
|Duration-type=hour(s)
|Tags=force, gravité, équilibre
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|Tags=Guitare, Arduino, Son
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}}
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{{Introduction
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|Introduction=Créer une guitare électrique et autonome, à moindre coût, que les participants peuvent rapporter chez eux à la fin de l'activité: la Guitar'duino!
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Inspirée de l'instrument de musique appelé thérémine.
 
}}
 
}}
{{Introduction}}
 
 
{{Materials
 
{{Materials
 
|ItemList={{ItemList
 
|ItemList={{ItemList
|Item=Marteau
+
|Item=Carton
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}}{{ItemList
 +
|Item=Arduino nano
 +
}}{{ItemList
 +
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 +
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 +
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 +
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 +
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 +
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 +
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 +
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 +
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|Item=Règle
+
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|Item=Elastique
+
|Item=Pistolet à colle ou pistocolle
 +
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 +
|Tuto_Attachments={{Tuto Attachments
 +
|Attachment=Guitare__lectrique_Arduino_guitarduinoBasic.ino
 
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}}
 
}}
 
}}
{{Separator}}
 
 
{{Tuto Step
 
{{Tuto Step
|Step_Title=Rassembler le matériel
+
|Step_Title=Découper la forme de la guitare
|Step_Picture_00=Equilibre_d'une_règle_et_d'un_marteau_mat_riel_rassembl_.JPG
+
|Step_Content=Dans du carton (ou autre matériel), dessiner la forme de l'instrument de musique. La découper.
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<br />
 
}}
 
}}
 
{{Tuto Step
 
{{Tuto Step
|Step_Title=Défi : Faire tenir la règle sur le bord d'une table, sur 1 ou 2 cm max
+
|Step_Title=Préparer les fils
|Step_Content=1ère étape : Le défi est de trouver les différents moyens possibles pour que la règle soit en équilibre.
+
|Step_Content=Les différents éléments vont être branchés à la carte Arduino via des embouts femelles de câbles dupont.  
  
Dernière étape : Le défi ultime c'est d'avoir 1cm maximum de règle sur la table et le marteau sous la table
+
On peut préparer les câbles dès maintenant : sur des fils dupont, dénuder une des extrémités, en gardant une extrémité femelle.
*Glisser la règle et le manche du marteau dans l'élastique.
+
|Step_Picture_00=Guitare__lectrique_Arduino_IMG_20191205_115649684.jpg
*Placer la tête du marteau sous la table.
 
*Seul le bout de la règle repose sur le bord de la table.
 
|Step_Picture_00=Equilibre_d'une_règle_et_d'un_marteau_bord_de_table.JPG
 
 
}}
 
}}
 
{{Tuto Step
 
{{Tuto Step
|Step_Title=assemblage du matériel
+
|Step_Title=Préparer le bloc d'alimentation
|Step_Content=* L'élastique entoure la règle et le marteau
+
|Step_Content=Avant de commencer, assurez-vous que la batterie est chargée ! 
{{Info|Éviter les élastiques trop distendues, trop grands, trop lâches}}
+
 
|Step_Picture_00=Equilibre_d'une_règle_et_d'un_marteau_assemblage.JPG
+
''Remarque : Nous avons choisi de construire notre prototype avec un bloc batterie 18650, mais l'instrument fonctionne en 5V. Vous pouvez donc remplacer le bloc batterie par :''
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 +
*''un chargeur de téléphone''
 +
*''une batterie "power bank" pour téléphone''
 +
*''des piles en série (3 piles 1,5 V font parfaitement l'affaire)''
 +
*''...''<br />
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|Step_Picture_00=Guitare__lectrique_Arduino_IMG_20191205_143727255_1_.jpg
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|Step_Picture_00_annotation={"version":"2.4.6","objects":[{"type":"image","version":"2.4.6","originX":"left","originY":"top","left":-277,"top":-128,"width":3968,"height":2976,"fill":"rgb(0,0,0)","stroke":null,"strokeWidth":0,"strokeDashArray":null,"strokeLineCap":"butt","strokeDashOffset":0,"strokeLineJoin":"miter","strokeMiterLimit":4,"scaleX":0.23,"scaleY":0.23,"angle":0,"flipX":false,"flipY":false,"opacity":1,"shadow":null,"visible":true,"clipTo":null,"backgroundColor":"","fillRule":"nonzero","paintFirst":"fill","globalCompositeOperation":"source-over","transformMatrix":null,"skewX":0,"skewY":0,"crossOrigin":"","cropX":0,"cropY":0,"src":"https://www.wikidebrouillard.org/images/e/e3/Guitare_lectrique_Arduino_IMG_20191205_143727255_1_.jpg","filters":[]}],"height":450.2384737678855,"width":600}
 
}}
 
}}
 
{{Tuto Step
 
{{Tuto Step
|Step_Title=Résultat final
+
|Step_Title=Préparer le manche de la guitare
|Step_Content=* La règle est dans le prolongement de la table
+
|Step_Content=Dans le manche de la guitare, tracer deux lignes espacées de 1 cm, dans le sens de la longueur.
  
* Le marteau ne touche pas la table
+
 
|Step_Picture_00=Equilibre_d'une_règle_et_d'un_marteau_r_sultat_final.JPG
+
Sur la 1ère ligne, faire une série de 2 trous espacés de 5 mm, tous les 2 cm  (voir photo). Au total, cela doit faire 12 trous.
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 +
Insérer des morceaux de fil conducteur dans les trous. Souder les résistances entre chaque fil.
 +
 
 +
 
 +
Recouvrir la 2ème ligne de scotch cuivre sur toute la longueur.
 +
|Step_Picture_00=Guitare__lectrique_Arduino_IMG_20191205_133548790.jpg
 +
|Step_Picture_01=Guitare__lectrique_Arduino_IMG_20191205_133724381.jpg
 +
|Step_Picture_02=Guitare__lectrique_Arduino_IMG_20191205_133733793.jpg
 +
|Step_Picture_03=Guitare__lectrique_Arduino_IMG_20191205_112115205.jpg
 +
|Step_Picture_04=Guitare__lectrique_Arduino_IMG_20191205_112242530.jpg
 +
|Step_Picture_05=Guitare__lectrique_Arduino_IMG_20191205_111720033.jpg
 
}}
 
}}
{{Notes
+
{{Tuto Step
|Observations=On voit que le système oscille autour de sa position d'équilibre et s'arrête ensuite.
+
|Step_Title=Préparation du bottleneck
 +
|Step_Content=Enrouler un petit morceau de carton en forme de bague. Le recouvrir de scotch cuivre. Cet ustensile servira à faire contact entre les 2 lignes de fil conducteur le long du manche de la guitare.
 +
|Step_Picture_00=Guitare__lectrique_Arduino_IMG_20191205_143428241_1_.jpg
 +
|Step_Picture_00_annotation={"version":"2.4.6","objects":[{"type":"image","version":"2.4.6","originX":"left","originY":"top","left":-121,"top":-175,"width":2976,"height":3968,"fill":"rgb(0,0,0)","stroke":null,"strokeWidth":0,"strokeDashArray":null,"strokeLineCap":"butt","strokeDashOffset":0,"strokeLineJoin":"miter","strokeMiterLimit":4,"scaleX":0.3,"scaleY":0.3,"angle":0,"flipX":false,"flipY":false,"opacity":1,"shadow":null,"visible":true,"clipTo":null,"backgroundColor":"","fillRule":"nonzero","paintFirst":"fill","globalCompositeOperation":"source-over","transformMatrix":null,"skewX":0,"skewY":0,"crossOrigin":"","cropX":0,"cropY":0,"src":"https://www.wikidebrouillard.org/images/8/81/Guitare_lectrique_Arduino_IMG_20191205_143428241_1_.jpg","filters":[]}],"height":600,"width":600}
 +
}}
 +
{{Tuto Step
 +
|Step_Title=Préparer la sortie son
 +
|Step_Content=Le son sortira par le haut-parleur, mais il faut pouvoir moduler le volume grâce à un potentiomètre. Il faut donc les brancher en série, comme sur la photo.
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 +
Le haut -parleur est préparé en soudant, à chaque sortie, un fil dupont dont l'extrémité femelle est libre. Sur une de ces extrémités, brancher une des fiches extérieures du potentiomètre. Sur la fiche du milieu, brancher un fil dupont femelle-femelle.
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|Step_Picture_00=Guitare__lectrique_Arduino_IMG_20191205_121437523.jpg
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}}
 +
{{Tuto Step
 +
|Step_Title=Brancher les différents éléments à la carte Arduino
 +
|Step_Content=Brancher les différents éléments comme sur le schéma.
 +
 
 +
 
 +
Bloc d'alimentation :
 +
 
 +
*pôle - (GND) à une fiche - (GND) de la carte Arduino
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*pôle + du bloc d'alimentation relié à un interrupteur puis à une fiche 5V de la carte Arduino
 +
 
 +
Ensemble haut-parleur + potentiomètre :
 +
 
 +
*extrémité libre du haut-parleur relié à une fiche GND de la carte Arduino
 +
*fiche du milieu du potentiomètre : fiche D9 de la carte Arduino
 +
 
 +
Série de résistance :
 +
 
 +
*extrémité 1 relié à la masse (GND de la batterie ou de la carte Arduino)
 +
*extrémité 2 relié au pôle + (de la batterie ou de la carte Arduino)
  
Le point d'équilibre change en fonction du positionnement du marteau, de la résistance de l'élastique, de la longueur de la règle, de la masse du marteau
+
Résistance supplémentaire (pour éviter que le son grésille)
|Avertissement=une table parfois trop épaisse ; une règle trop longue et un marteau trop léger ; un élastique distendue ; un manque de patience
 
|Deepen=La gravitation est la seule interaction fondamentale dont la sensation est directe et permanente, par l'intermédiaire de son effet le plus immédiat dans notre environnement. La loi de la gravitation universelle de Newton est toujours utilisée pour calculer les effets de la gravitation dans des situations normales. C'est Newton qui a établi la formule permettant de calculer la valeur de champ gravitationnel g créé par une masse m<sub>1</sub> (en kilogrammes) à une distance d (en mètres).
 
g = G.m<sub>1</sub>/d<sup>2</sup>
 
G étant la constante gravitationnelle, G=6,6742 x 10<sup>-11</sup> (en Newton.mètres<sup>2</sup>.kilogrammes<sup>-2</sup> ou en mètres<sup>3</sup>.kg<sup>-1</sup>.secondes<sup>-2</sup>)
 
  
La force d'attraction subie par un objet masse m (en kilogrammes) est alors : F = m.g, l'unité de mesure de cette force est le newton.
+
*pôle - relié à la masse (GND de la batterie ou de la carte Arduino)
 +
*pôle + relié au fil de cuivre du manche de la guitare et à la fiche A0 de la carte Arduino
  
À la surface de la Terre, g = G.m<sub>T</sub> / d<sub>T</sub><sup>2</sup>
+
Potentiomètre
* G = constante gravitationnelle = 6,6742 x 10<sup>-11</sup> m<sup>3</sup>.Kg<sup>-1</sup>.s<sup>-2</sup>
 
* m<sub>T</sub> = masse de la terre = 5,9736 x 10<sup>24</sup> kg
 
* d<sub>T</sub> = distance du centre de gravité à la surface = rayon de la terre = 6 378 137 m
 
C'est-à-dire : g = 6,6742.10<sup>-11</sup>.5,9736.10<sup>24</sup>/(6 378 137)<sup>2</sup> = 9,81 m.s<sup>-2</sup>
 
  
et si on veut vérifier la cohérence des unités de mesure :
+
*fiche du milieu reliée à la fiche A1 de la carte Arduino
 +
*fiches des extrémités reliés à la masse et à un pôle + (de la batterie ou fiche 5V de la carte Arduino)
 +
|Step_Picture_00=Guitare__lectrique_Arduino_Guitarduino_sch_ma.jpg
 +
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}}
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{{Tuto Step
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|Step_Title=Programmer la carte Arduino
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|Step_Content=Ouvrir le fichier joint dans le logiciel arduino. Choisir votre carte arduino et le bon port USB, téléverser le fichier.
  
m<sup>3</sup>.Kg<sup>-1</sup>.s<sup>-2</sup>xkg/m<sup>2</sup> = m.s<sup>-2</sup>
 
|Applications=La manifestation la plus courante de la gravité est bien sûr la pesanteur, c'est-à-dire l'attraction entre la Terre et les objets qui sont à proximité.
 
  
Voir [http://fr.wikipedia.org/wiki/Pesanteur pesanteur] sur Wikipédia.
+
Vérifier que tout est bien branché et tester le montage en allumant le bloc d'alimentation. Les leds de la carte arduino doivent s'allumer.
|Related=l'expérience de l'équilibriste
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}}
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{{Tuto Step
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|Step_Title=Mettre en place dans la boîte
 +
|Step_Content=Mettre en place tous les éléments sur la forme en carton, coller les éléments mis en place et refermer la guitare !
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|Step_Picture_00=Guitare_lectrique_Arduino_IMG_20191205_153744596.jpg
 +
|Step_Picture_01=Guitare_lectrique_Arduino_IMG_20191205_153749681.jpg
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}}
 +
{{Tuto Step
 +
|Step_Title=S'amuser et améliorer
 +
|Step_Content=Vous pouvez désormais customiser votre instrument, lui ajouter des composants, etc...
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}}
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{{Notes
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|Observations=Lorsqu'on déplace le bottleneck le long du manche de la guitare, on obtient des sons différents.
 
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}}
 
{{Tuto Status
 
{{Tuto Status
|Complete=Draft
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|Complete=Published
 
}}
 
}}

Version actuelle datée du 26 juin 2020 à 09:29

Auteur avatarGwen72 | Dernière modification 26/06/2020 par Ben

Introduction

Créer une guitare électrique et autonome, à moindre coût, que les participants peuvent rapporter chez eux à la fin de l'activité: la Guitar'duino!

Inspirée de l'instrument de musique appelé thérémine.
  • Fichiers

Étape 1 - Découper la forme de la guitare

Dans du carton (ou autre matériel), dessiner la forme de l'instrument de musique. La découper.


Étape 2 - Préparer les fils

Les différents éléments vont être branchés à la carte Arduino via des embouts femelles de câbles dupont.

On peut préparer les câbles dès maintenant : sur des fils dupont, dénuder une des extrémités, en gardant une extrémité femelle.




Étape 3 - Préparer le bloc d'alimentation

Avant de commencer, assurez-vous que la batterie est chargée !

Remarque : Nous avons choisi de construire notre prototype avec un bloc batterie 18650, mais l'instrument fonctionne en 5V. Vous pouvez donc remplacer le bloc batterie par :

  • un chargeur de téléphone
  • une batterie "power bank" pour téléphone
  • des piles en série (3 piles 1,5 V font parfaitement l'affaire)
  • ...





Étape 4 - Préparer le manche de la guitare

Dans le manche de la guitare, tracer deux lignes espacées de 1 cm, dans le sens de la longueur.


Sur la 1ère ligne, faire une série de 2 trous espacés de 5 mm, tous les 2 cm (voir photo). Au total, cela doit faire 12 trous.

Insérer des morceaux de fil conducteur dans les trous. Souder les résistances entre chaque fil.


Recouvrir la 2ème ligne de scotch cuivre sur toute la longueur.

Étape 5 - Préparation du bottleneck

Enrouler un petit morceau de carton en forme de bague. Le recouvrir de scotch cuivre. Cet ustensile servira à faire contact entre les 2 lignes de fil conducteur le long du manche de la guitare.




Étape 6 - Préparer la sortie son

Le son sortira par le haut-parleur, mais il faut pouvoir moduler le volume grâce à un potentiomètre. Il faut donc les brancher en série, comme sur la photo.


Le haut -parleur est préparé en soudant, à chaque sortie, un fil dupont dont l'extrémité femelle est libre. Sur une de ces extrémités, brancher une des fiches extérieures du potentiomètre. Sur la fiche du milieu, brancher un fil dupont femelle-femelle.




Étape 7 - Brancher les différents éléments à la carte Arduino

Brancher les différents éléments comme sur le schéma.


Bloc d'alimentation :

  • pôle - (GND) à une fiche - (GND) de la carte Arduino
  • pôle + du bloc d'alimentation relié à un interrupteur puis à une fiche 5V de la carte Arduino

Ensemble haut-parleur + potentiomètre :

  • extrémité libre du haut-parleur relié à une fiche GND de la carte Arduino
  • fiche du milieu du potentiomètre : fiche D9 de la carte Arduino

Série de résistance :

  • extrémité 1 relié à la masse (GND de la batterie ou de la carte Arduino)
  • extrémité 2 relié au pôle + (de la batterie ou de la carte Arduino)

Résistance supplémentaire (pour éviter que le son grésille)

  • pôle - relié à la masse (GND de la batterie ou de la carte Arduino)
  • pôle + relié au fil de cuivre du manche de la guitare et à la fiche A0 de la carte Arduino

Potentiomètre

  • fiche du milieu reliée à la fiche A1 de la carte Arduino
  • fiches des extrémités reliés à la masse et à un pôle + (de la batterie ou fiche 5V de la carte Arduino)




Étape 8 - Programmer la carte Arduino

Ouvrir le fichier joint dans le logiciel arduino. Choisir votre carte arduino et le bon port USB, téléverser le fichier.


Vérifier que tout est bien branché et tester le montage en allumant le bloc d'alimentation. Les leds de la carte arduino doivent s'allumer.

Étape 9 - Mettre en place dans la boîte

Mettre en place tous les éléments sur la forme en carton, coller les éléments mis en place et refermer la guitare !




Étape 10 - S'amuser et améliorer

Vous pouvez désormais customiser votre instrument, lui ajouter des composants, etc...

Comment ça marche ?

Observations : que voit-on ?

Lorsqu'on déplace le bottleneck le long du manche de la guitare, on obtient des sons différents.


Dernière modification 26/06/2020 par user:Ben.

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