Brevet FR2601799A3 — publié le 19880122

FR 2601799 A3 19880122 FR 8610645 A 19860718 DE SCRIPT ION La présente invention concerne un dispositif pour l'expé- rimentation de base, dans certains domaines des sciences physiques correspondant aux programmes de l'Ecole Elémentaire ou du Collège, sous forme de travail autonome par groupes de 2 à 4 élèves. I1 existe actuellement, à ce niveau, du matériel parfois regroupé en coffret, souvent proposé en éléments séparés, mais conçu pour satisfaire les besoins dans un seul domaine de la physique comme l'électricité ou l'optique ou la mécanique Les établissements scolaires et notamment, les Ecoles Elé- mentaires, rencontrent beaucoup de difficultés pour faire face è leur équipement compte tenu du niveau de leurs crédits, d'une part, et de la diversité des domaines à enseigner d'autre part. Le dispositif, selon l'invention, regroupe dans un plateau unique: - une partie fixe constituée par deux sources de tensions vari ables délivrées par des piles plates ou cylindriques. - une partie démontable: une plaque transparente, par exemple en P.V.C, munie de douilles pour fiches banane; elle sert de support aux montages électriques ou électroniques mais aussi, aux accessoires traditionnels des expériences d'optique, de mécanique, de magnétisme ... pourvu que ces accessoires soient équipés au préalable de fiches banane ms3es. - un logement pour un module de rangement propre à chaque série d'accessoires empruntés aux matériels existants dans chacun des domaines pré-cités mais équipés de fiches banane mules. Ce module confère à l'ensemble du dispositif un caractère polyvalent par rapport au matériel traditionnel. En outre, le dispositif selon l'invention comporte quelques éléments originaux, propres a faciliter l'expérimentation: - plaquette métallique mobile, assurant la mise en série de une a quatre piles cylindriques. - procédé de mise en série de deux piles plates "4,5V". - prise médiane volante pour batterie de piles cylindriques. - pinces crocodiles à fiche banane cintrée et 9 reprise latérale. - botte 9 obscurité avec fenêtre d'observation. - feuilles perforées servant de guide de manipulation. Les dessins annexés illustrent l'invention: - la figure 1 représente, en vue de dessus, le dispositif. - la figure 2 est une vue de côté. - les figures 3 et 4 reprdsentent deux accessoires de contacts. - les figures 5 à 7 représentent de nouveaux accessoires propre a faciliter l'expérimentation. De dispositif représenté sur les figures 1 et 2 comporte un plateaù-(l) ayant des dimensions de l'ordre de 40 cm pour la longueur, 30 cm pour la largeur et 7 cm pour la hauteur, avec une échancrure au niveau de la platine de travail. Ce plateau peut entre en matière plastique ou en bois. Une partie latérale comporte 2 logements séparés pour piles: L'alvéole (2) reçoit une pile plate "4,5V" en position couchée, tel que ses bornes viennent s'appuyer contre 2 lames métalliques élastiques (3), solidaires de 2 douilles pour fiches banane (4).L'écartement des lames (3) est tel que deux piles plates disposées verticalement côte 9 côte viennent appuyer, l'une sa borne positive et l'autre sa borne négative, contre ces lames; pour terminer la mise en série des deux piles, il suffit de pincer les deux bornes disponibles par une mdme pince métallique, genre pince à dossiers. L'alvéole (5) reçoit de une à quatre piles cylindriques bout à bout. Le fond de la première vient appuyer sur une lame (3) solidaire d'une douille (4). La prise de contact électrique avec l'autre borne + est assurée par la pièce t6) en métal d'environ 1,5 mm d'épaisseur, équipée d'une douille (4) pour fiche banane; cette plaquette peut se glisser verticalement dans les rainures t7) aménagées dans l'alvéole (59. La première de ces rainures est des tinée à immobiliser la plaquette (6) en l'absence de pile. Une pièce t8), constituée par un tube métallique de diame- tre intérieur 4 mm dont on a écrasé une des extrémités, peut être intercalée entre les bornes + et - de deux piles en série afin de constituer une prise de tension intermé diaire. Ces deux sources de tensions peuvent etre utilisées séparément ou mises en série, à l'aide de 4 connexions traditionnelles à fiches-banane munies de reprise arrière. On obtient ainsi des tensions variables de O à 15V continu, par bonds de 1,5V. La partie centrale du plateau (1) est constituée d'une platine de travail d'un type connu,comprenant des douilles (4) pour riches banane, précablée par fil soudé de préférence et offrant de nombreux intervalles standarts au pas de 38 mm ou 45 mm afin d'admettre, par enfichage, des supports de composants électriques ou électroniques déjà existants sur le marché. Certaines de ces douilles (4) doivent etre facilement démontables afin que la platine offre au débutant un aspect aussi clair que possible pour ses premiers montages.Cette platine permet la fixation par enficheage de nombreux éléments de matériel déjà existant dans différents domaines de la physique: Optique: rail de guidage, source de lumière, maquette Terre Lune, écran Mécanique: moteur électrique d'entraînement, poulies, engre nages, maquettes de balance de leviers L'adaptation mineure consiste å équiper ces éléments de fiches banane mftles. Compte tenu de la simplicité de montage des douilles (4), fort nombreuses dans le dispositif, voire des fiches bananes des composants, il peut autre commercialement judicieux de proposer une présentation du dispositif "prit å monter". La platine de travail devra avoir une dimension minimum équivalente aux feuilles de format A4. L'autre partie latérale du plateau t9) est un espace destiné à recevoir différents blocs-rangement, par exemple en mousse al véolée, des accessoires correspondants aux différents domaines d'utilisation du dispositif. Ainsi se trouve justifié le caractere polyvalent du dispositif selon l'invention; selon le thème du travail, l'élève trouve dans son plateau deux éléments permanents: le bloc alimentation et la platine pour rendre ses montages stables, et un élément variable, le bloc-rangement de ses accessoires.En outre, pour tenir compte de l'existence de plusieurs plateaux dans une mdme classe, une mallette de rangement-transport peut être prévue pour environ 6 plateaux. La figure (5) représente une pince crocodile de petit modèle soudée sur une fiche banane munie d'une reprise latérale. Le cintrage doit tenir compte du pas standart choisi pour les in tervalles entre douilles (4) de la platine de travail de telle sorte que les becs de deux pinces voisines ne risquent pas de se toucher, produisant ainsi un court-circuit. Ces pinces constituent des supports universels de composants tels que résistor, diode, transistor, pont de diodes .... La figure 6 représente un accessoire pour expériences d'optique permettant d'enfermer l'ensemble expérimental, rail de guidage, source de lumière .... disposé sur la platine de travail du plateau (1) dans une "botte d obscurité". Cette botte (10) peut Btre en carton peint en noir mat, côté intérieur ou en tissu ou encore en plastique noit maintenu en forme par une armature. Dans tous les cas une partie mobile en façade (11) permet d'observer les phénomènes lumineux se déroulant à l'intérieur en éliminant au maximum la lumière parasite extérieure. La figure 7 est un spécimen en réduction d'une série de feuilles perforées adaptables sur les douilles t4) de la platine de travail. Elles permettent de guider le débutant en électricité ou en électronique dans ses premiers montages. Le dispositif, selon l'invention, est particulièrement adapté aux besoins nouveaux créés par les récentes réformes dans les établissements scolaires, notamment les Ecoles Elémentaires. Il s'adresse également au "grand public" par son aspect "jeu éducatif". REVENDICATIONS 1) Dispositif polyvalent pour l'expérimentation individuelle en sciences physiques de base caractérisé en ce qu'il regroupe en un seul plateau -deux sources de tensions variables délivrées par 2 piles plates et/ou 4 piles cylindriques, une platine de travail utilisable comme support de montages électriques, optiques, mécaniques et un logement pour bloc-rangement amovible des accessoires expérimentaux propres à chaque domaine. 2) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'aménagement du logement (2) pour pile plate permet la mise en série de 2 de ces piles par simple utilisation d'une pince métallique à dossier. 3) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la mise en série des piles cylindriques eit assurée par déplacement d'une plaquette métallique (6) équipée directement d'une douille (4) pour fiche banane. 4) Dispositif selon les revendications 1 et 3, caractérisé en ce qu'une pièce spéciale (8) figure 4 permet une prise de tension intermédiaire lorsque plus de 2 piles cylindriques sont en service. 5) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par un montage pince crocodile sur fiche banane å reprise latérale et cintrée de manière à ce que par rotation dans une douille (4) de la platine,2 de ces pinces voisines puissent toujours se rapprocher suffisemment pour servir de support à la plupart des composants électroniques de base. 6) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une "botte à obscurité" figure 6) peut coiffer l'ensemble du matériel d'une expérience d'optique réalisée sur la platine du plateau (1), autorisant ainsi l'expérimentation en salle clalre. 7) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par des fiches perforées s'adaptant sur les douilles (figure 7) lors des expériences d'électricité-électronique et contenant des instructions de travail autonome pour l'élève.