Un regard sur la révolution de Lego dans la technologie éducative
Le contrôleur programmable grand public de Lego est capable de créer une variété de produits intelligents du monde réel.
Le concept du kit Mindstorms de Lego était basé sur la théorie de l’apprentissage du constructionnisme (CLT) créée par le regretté Seymour Papert. Le travail de Papert s’inspire de la théorie constructiviste de Jean Piaget. Jean Piaget est également crédité d’être le père de la psychologie de l’enfant. En pratiquant le CLT, les apprenants construisent de nouvelles connaissances grâce à la création de produits tangibles du monde réel. Il y a eu plusieurs versions du Mindstorms Robotics Invention System (RIS) dont l’EV3. Avec les concepts CLT de Papert, Lego a développé un contrôleur programmable grand public capable de créer une variété de produits intelligents du monde réel. Ce qui a lancé la révolution de Lego sur le marché des technologies éducatives, c’est le Robot Command Explorer ou le contrôleur programmable RCX.
Le Lego EV3
Ensemble physique RCX
Le RCX est un contrôleur programmable doté d’une variété de technologies électroniques. La taille physique du RCX est de 95 mm (3 ¾ pouces) x 63 mm (2 ½ pouces) x 40 mm (1 ½ pouce). Le RCX pèse 250 g (0,55 lb). L’alimentation du RCX nécessite six piles AA, ce qui équivaut à 9VDC. Il y a aussi un connecteur cylindrique monté sur le côté opposé du détecteur infrarouge (IR) du RCX qui permet à l’unité d’être alimentée à partir d’un adaptateur mural 9VDC. En outre, le RCX peut prendre en charge les briques Lego traditionnelles ainsi qu’une variété de capteurs électroniques tels que les dispositifs tactiles, lumineux et rotatifs.
Le contrôleur de briques programmable Lego RCX.
Outre le petit facteur de forme, le RCX a été conçu avec une technologie électronique sophistiquée au moment de son introduction sur le marché grand public en septembre 1998.
Technologies électroniques RCX
Au cœur du Lego RCX se trouvait un microcontrôleur 8 bits développé par Hitachi Ltd. Le microcontrôleur Hitachi H8/3297 était une série de microcontrôleurs plats (FP) 64 broches 8 bits capables de fonctionner à une fréquence d’horloge de 10 mégahertz. (MHz). La principale unité centrale de traitement (CPU) déployée par Hitachi dans la famille de microcontrôleurs H8/3297 était son appareil H8/300. Le H8/300 est un processeur haute vitesse qui utilise un jeu d’instructions de manipulation de bits comme architecture informatique logicielle principale.
Lego a généré son propre numéro de pièce pour le développement de la conception et la gestion des stocks, le HD6433292B02F. En plus d’un processeur haute vitesse, le microcontrôleur H8/3297 comprend une mémoire morte (ROM), une mémoire vive (RAM), trois temporisateurs, une interface de communication série (SCI), un analogique-numérique (A/D) convertisseur et broches d’entrée-sortie (E/S). Les trois minuteries emballées se composaient d’une minuterie à exécution libre de 16 bits, d’une minuterie à 8 bits et d’une minuterie de surveillance.
Le microcontrôleur H8/3297 est peuplé sur une carte de circuit imprimé Lego RCX.
En plus du microcontrôleur, le RCX dispose de trois ports moteur étiquetés A, B et C. Pour faire fonctionner chaque moteur électrique Lego DC connecté à son port respectif, un circuit intégré à petit contour (SOIC) à 16 broches contrôle le composant électromécanique. Le circuit intégré de commande de moteur fabriqué par Melexis utilise une configuration en pont en H pour faire fonctionner la vitesse et la direction du moteur connecté. Pour ajuster la vitesse du moteur, le microcontrôleur H9/3297 a fourni un signal de modulation de largeur d’impulsion (PWM) au circuit intégré de commande de moteur Melexis. La tension de sortie fournie aux enroulements du moteur électrique LEGO DC attaché est de 9VDC. Pour chaque port moteur, il existe un circuit intégré de commande de moteur Melexis filaire individuel.
Le pilote de moteur SOIC Melexis MLX10402CA.
Comme pour la plupart des appareils rétro-électroniques, il existe une communauté active de fabricants, d’amateurs et d’ingénieurs qui trouvent de nouvelles façons d’utiliser une technologie pré-datée. Les modifications ou « mods » sont l’approche traditionnelle utilisée par les fabricants, les amateurs et les ingénieurs pour faire revivre le Lego RCX. L’un de ces mods RCX consiste à permettre à une pile 9V standard d’alimenter le contrôleur programmable. Avec un tel mod, le coût d’achat de 6 piles AA peut être réduit à une pile 9VDC. Pour trouver des détails supplémentaires sur le logiciel Lego RCX et les spécifications matérielles, le site Web suivant peut être référencé ici.
Un mod de batterie 9VDC conçu pour le Lego RCX.
