ChimCube S - M - L ou XL ?

Systèmes de contrôle et d'acquisition pour la chimie, niveau lycée ou classes préparatoires : 

• contrôle de l'acquisition de capteurs (température, pression, tension, intensité, colorimètre mais aussi pH-mètre, conductimètre...) et affichage des données sur écran tactile (possibilité d'utiliser ces mêmes capteurs sur un shield Arduino) ;  
• possibilité de récupérer les données à l'aide d'un moniteur série (celui de l'IDE d'Arduino par exemple), d'une page web, d'un logiciel dédié ;
• possibilité (à partir du modèle ChimCube L) de contrôler des sorties : moteur pas à pas, moteur à courant continu, LED...
• système modulaire et évolutif, tant d'un point de vue matériel que logiciel... 
• maintenance : les différents composants ne sont pas soudés mais montés sur connecteurs, ce qui permet de les changer aisément en cas de détérioration (convertisseur analogique numérique par exemple).

L'introduction de microcontrôleurs dans l'enseignement scientifique au lycée ouvre de formidables perspectives. En effet, pouvoir relativement aisément programmer des sorties (pompe par exemple) en fonction d'entrées (données de capteurs) permet de renouveler quelques pratiques expérimentales. Celles-ci permettent par exemple d'initier les étudiants à l'ingénierie et/ou au génie chimique sans nécessiter de lourds investissements. 

L'approche la plus séduisante, d'un point de vue pédagogique, est certainement de mettre le matériel nécessaire à disposition des élèves et leur expliquer comment assembler tous ces "légos" pour construire leur système. Ils apprécient beaucoup mais... l'enseignant doit y passer tout son temps car l'acquisition d'une relative autonomie est difficile car les problèmes techniques sont nombreux ! 

La conception de ces cubes, en particulier du modèle ChimCube L, résulte de ces quelques années de pratiques en TIPE en particulier. D'un point de vue pédagogique, un modèle comme le ChimCube L par exemple, répond à la possibilité de développer des expériences nouvelles ayant comme perspective acquisition - contrôle - régulation de systèmes physico chimiques. Pouvoir, par exemple, programmer la réponse d'une pompe en fonction de la donnée d'un capteur pour réguler ou contrôler un système devient possible.

Un tel système propose la modularité de systèmes type Arduino en cachant à l'étudiant tout ce qui est connexion, programmation des entrées et sorties. Ainsi, l'étudiant peut, en fonction de ses besoins :

• effectuer une simple lecture d'une grandeur sur l'écran du cube, commander une sortie (pompe par exemple) ; 
• réaliser en continu une acquisition et la récupérer pour un traitement ultérieur sur ordinateur ; 
• contrôler à l'aide d'un programme python une ou plusieurs sorties en fonctions de données acquises.
• voire pour les Geeks... reprogrammer complètement le logiciel du cube (une version de restauration est fournie !).

J'ai réuni dans un "kit TIPE" un ensemble de matériel pouvant être mis en oeuvre pour aborder quelques sujets variés. Son principal inconvénient... il aura un tel succès que vos élèves vont se l'arracher :) !!! Quelques exemples d'expériences possibles : 

• acquisition en continu de température, pression, pH, conductivité...
• titrage automatique ; 
• régulation de l'humidité dans une enceinte ;
• réalisation de système ouvert type réacteur piston ; 
• introduction à la milli-fluidique...

 Ces différents systèmes peuvent être commandés :

• soit par l'écran tactile (possibilité cependant de stocker les résultats sur une carte SD interne afin de les récupérer pour un traitement ultérieur lorsqu'on dispose d'un ordinateur, ou d'une connexion wifi) ; 
• soit à partir d'un moniteur série (celui de l'IDE d'Arduino par exemple) ;
• soit à partir d'un logiciel dédié permettant de contrôler les entrées et sorties du système ainsi que différents réglages.

Il s'agit, d'un système évolutif. La plupart des capteurs (numériques) disponibles sur le marché sont proposés avec une bibliothèque et un exemple de code. Vous en trouverez, entre autre, de nombreux sur le site d'Adafruit. La plupart des protocole de connexion "grand public" sont accessibles sur le cube (I2C, SPI, UART ainsi que la possibilité d'ajouter un shield personnel). De ce fait, comme pour un Arduino, si vous êtes à l'aise en programmation, vous pourrez, dans la majorité des cas, modifier le software du cube afin de supporter un nouveau capteur... sinon, je pourrais vous aider pour y parvenir. Ainsi, le banc motorisé, par exemple pourrait aussi bien être utilisé en chimie qu'en physique ou en SVT.

Et, peut-être, passerez vous un jour à la conception de systèmes plus complexes ! 

La déclinaison ChimCube M me semble plus orientée lycée ; elle ne dispose pas de la commande de sorties. On peut toutefois y connecter tous les capteurs, et en particulier transformer le cube en pH mètre, conductimètre...

Les versions ChimCube S et ChimCube XL sont en cours de développement... ainsi que certains systèmes plus complexes (calorimètre isotherme, viscosimètre, enceinte climatique...).

Et, ça va côuter un bras tout ça ? ... réponse ici !

Livraison ChimCube M et ChimCube L début 2021 !

----- ChimCube S ----- ChimCube M ----- ChimCube L ----- ChimCube XL -----