Guide : Poisson des abysses
Le Square, situé à la Grande Bibliothèque, comprend notamment un Fab Lab, qui fait partie d’un réseau international de plus de 2000 laboratoires de fabrication numérique à travers le monde. Sa mission consiste entre autres à démocratiser les processus de fabrication afin de permettre à la population de développer localement des réponses concrètes à ses besoins.
Ce guide vous aidera à animer une activité d’initiation au circuit électrique fait à la main, intitulée Poisson des abysses. Il s’agit d’une activité clé en main. Pour préparer l’atelier, vous pouvez mettre en pratique les astuces de médiation offertes dans ce guide et consulter les références proposées.
L’objet culturel comme inspiration
En tant qu’institution culturelle, Bibliothèque et Archives nationales du Québec conserve des documents importants de l’histoire québécoise. BAnQ souhaite mettre de l’avant les objets culturels d'ici et d’ailleurs dans toutes ses sphères d’activité, y compris dans le domaine de l’éducation. Nous vous invitons d’ailleurs à valoriser vos collections dans la création de vos activités de médiation technoculturelle. Nous croyons fermement que l’objet culturel, que ce soit un livre, un document d’archives ou un objet tangible, stimule la créativité et l’innovation technologique.
Dans le cadre du projet Poisson des abysses, l’objet culturel choisi est une carte représentant les explorations de Samuel de Champlain, cartographe, navigateur, explorateur et fondateur de la ville de Québec. Les cartes de l’époque comportaient souvent des éléments décoratifs comme des animaux ou des monstres marins. Ce sont ces derniers qui nous ont inspirés dans la création du poisson des abysses, un monstre marin plus moderne.
Pour en savoir plus sur les cartes anciennes et leurs ornements, lisez ce billet d’un des cartothécaires de BAnQ. Vous pouvez également découvrir dans nos collections numériques le livre des voyages de Champlain dans lequel nous avons repéré la carte.
Éléments généraux
Description
L’inspiration derrière cette activité : le phénomène de luminescence observé chez un poisson communément appelé « baudroie abyssale ». L’activité est conçue de façon à pouvoir être réalisée de manière autonome, grâce à un tutoriel accessible en ligne guidant les participants pas à pas.
Le projet consiste à assembler et à souder des composantes électriques pour créer un circuit personnalisé. Le processus est très simple et ne requiert pas de microcontrôleur : il est donc possible pour les participants de fabriquer eux-mêmes le circuit. Un circuit électrique fait à la main permet de réduire les coûts associés à la fabrication.
Les composantes fournies ont été conçues à l’aide de l’écosystème de machines-outils du Square. La conception du circuit a été réalisée dans Inkscape, un logiciel de dessin vectoriel. Le circuit a ensuite été prototypé sur une plaque de cuivre avec une microfraiseuse numérique. Enfin, des éléments graphiques en vinyle ont été découpés avec la découpe à vinyle.
Objectifs d’apprentissage
Éveil à l’électronique
Initiation à la soudure au fer
Compréhension des composantes d’un circuit électrique simple
Rôle du médiateur ou de la médiatrice
Accompagner les participants dans leurs apprentissages;
S’assurer du bon déroulement et du respect des règles de sécurité;
Répondre aux questions des participants et les accompagner dans la recherche de réponses.
Préparez-vous à l’arrivée des participants :
1. Lisez ce guide de médiation;
2. Parcourez la page Web du Square consacrée à la trousse Poisson des abysses;
3. Visionnez le tutoriel destiné aux participants;
4. Réalisez votre propre poisson des abysses pour vous exercer;
5. Permettez-vous de commettre des erreurs! N’oubliez pas que vous êtes en apprentissage, tout comme les participants.
Avant l’arrivée des participants
Voici les différents éléments à comprendre et à préparer préalablement à l’activité.
Pensez à proposer des ouvrages documentaires liés à la soudure, à l’électronique et au poisson des abysses. Vous pouvez préparer des livres pertinents de vos collections afin de les montrer aux participants. Dans la section ressource de ce guide, vous pourrez voir des livres en exemple.
Sachez que le Square a créé des outils de médiation pour faciliter les manipulations lors de la conception du circuit électrique.
Notions d’électricité
La diode électroluminescente (DEL) est un dispositif émettant de la lumière. Elle est polarisée, c’est-à-dire qu’elle présente un pôle positif et un pôle négatif. Une diode comprend ainsi une anode (le pôle positif) et une cathode (le pôle négatif). La patte de l’anode est toujours plus longue que celle de la cathode.
Il est recommandé d’utiliser une résistance de 220 ohms dans le circuit électrique pour empêcher les courts-circuits lorsque la pile de 3 volts est en place. Cette précaution réduit les risques de brûler la diode.
Préparation des outils de médiation
Le Square met à votre disposition des fichiers sources permettant de reproduire le matériel de médiation. Ce matériel a été créé pour faciliter les manipulations les plus ardues.
Plaque de prototypage
Le fichier source de la plaque de prototypage prévoit l’utilisation d’une microfraiseuse numérique. Avec cet outil, vous pourrez produire trois poissons par plaque de cuivre de 5 x 4 pouces. Sur le côté qui n’est pas en cuivre, on applique de la peinture en aérosol. C’est une étape facultative, mais qui ajoute un aspect esthétique au poisson des abysses.
Support en bois
La production du support en bois nécessite l’utilisation d’une microfraiseuse numérique. Le support facilite la soudure en maintenant la plaque de prototypage à plat.
Éléments de vinyle
Ces éléments décoratifs nécessitent l’utilisation d’une découpe à vinyle. Ils ne sont pas nécessaires au bon fonctionnement du poisson des abysses, mais donnent un plus beau résultat.
Préparation des stations de soudure
Chaque poste de travail devrait ressembler à ceci :
Une station de soudure peut accueillir un maximum de deux participants. Si chaque station accueille deux participants, vous devrez soit prévoir plus de temps pour que chacun ait le temps de réaliser son poisson, soit demander aux participants d’alterner et de réaliser les soudures à tour de rôle. Il est important que tous les participants réalisent au moins une soudure.
Liste du matériel et budget
Voici le matériel nécessaire à la réalisation du projet. La liste indique également l’utilité de chaque élément ainsi que le prix approximatif.
Matériel |
Utilité |
Prix approximatif |
Matériel offert à chaque participant |
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Diode électroluminescente polarisée (DEL) |
Permet au poisson de s’illuminer. |
4,48$ le lot de 30 |
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Résistance de 220 ohms |
Empêche les courts-circuits. |
0,15$ |
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Support à pile |
Connecte le pôle positif de la pile au circuit électrique. |
0,75$ |
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Pile 3 volts |
Permet de faire fonctionner la DEL lorsque placée entre le pôle négatif de la plaque de cuivre et le pôle positif du support à pile. |
16,99$ le lot de 20 |
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Fil d’étain sans plomb |
Permet de faire les soudures. * Pour des raisons de sécurité, il est important que l’étain soit sans plomb. |
38,06 $ pour 112g |
Le matériel nécessaire pour constituer une station de soudure. |
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Fer à souder |
Sert à réaliser les soudures. |
43,88 $ On trouve des stations de soudure de tous les prix. |
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Support pour fer à souder |
Permet de déposer le fer chaud sans endommager la station de travail. |
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Éponge de nettoyage |
Sert à nettoyer la pointe du fer à souder (humidifiez l’éponge avec un peu d’eau, sans la saturer). |
15,99$ le lot de 100 |
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Nettoyeur de fer à souder |
Sert à nettoyer la pointe du fer (frottez légèrement la pointe lorsque celle-ci est très oxydée). |
19,99 $ le lot de 4 |
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Extracteur de fumée et filtre |
Filtre les fumées produites lors du changement d’état du fil d’étain. |
87,73 $ |
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Pompe à étain |
Permet de retirer l’étain lorsque la soudure est insatisfaisante (chauffez la soudure pour liquéfier l’étain, puis utilisez la pompe pour aspirer l’étain excédentaire). |
26,95$ le lot de 6 |
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Tresse de cuivre |
Permet de retirer une mauvaise soudure (chauffez la tresse sur la soudure afin qu’elle absorbe l’étain). |
8,87$ |
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Tapis en silicone |
Procure une surface de travail résistante à la chaleur et antidérapante. Ses compartiments sont utiles pour classer les composantes et les tenir en place. |
27,99$ |
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Flux |
Permet de préparer la surface où se fera la soudure; aide à joindre l’étain au cuivre. |
11,29$ |
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Tip tinner |
Permet de nettoyer et de réétamer facilement et efficacement la pointe du fer à souder. |
10,05 $ |
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Pince à couper |
Permet de couper les pattes de la DEL une fois les soudures réalisées. |
11,99 $ |
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Pince à sourcils |
Aide à appliquer les composantes sur la plaque de prototypage; permet de ne pas se brûler en manipulant les composantes lors des soudures. |
9,99$ le lot de 6 |
Durant l’atelier
Astuce de médiation
Afin de gagner du temps, il est recommandé d’installer les stations de soudure avant l’arrivée des participants.
Accueil des participants
L’atelier peut être réalisé de manière autonome à l’aide du tutoriel et de la page Web du Square. Si vous souhaitez accompagner les participants, voici quelques angles d’approche pour votre travail de médiation.
En guise d’introduction, proposez une visite du Fab Lab : faites le tour du local en présentant les machines-outils qui seront utilisées dans le cadre du projet de poisson des abysses, soit la microfraiseuse numérique et la découpe à vinyle. Il serait également pertinent d’exposer les valeurs et la mission du Fab Lab, par exemple la démocratisation de la fabrication numérique, à laquelle répond le projet de poisson des abysses. Rappelez aux participants que la conception d’un circuit électrique à la main permet de réduire les coûts de production et de mieux comprendre le phénomène de l’électricité.
Assemblage du poisson
Voici les étapes d’assemblage du poisson des abysses, telles qu’elles sont détaillées dans le tutoriel pour les participants. Suivez les mêmes étapes lorsque vous faites la médiation.
1. Collez le vinyle sur la plaque de prototypage.
2. Insérez la diode électroluminescente (DEL) dans le bon sens (la longue patte vers l’intérieur) sur la plaque de prototypage, puis repliez les pattes vers l’extérieur. Insérez la plaque dans son support en bois.
3. Placez l’extracteur de fumée très près du support en bois, presque au-dessus. Mettez en marche l’extracteur.
4. Allumez le fer à souder et ajustez la température entre 350 et 450 degrés Celsius. (Si vous choisissez de régler la température à un niveau plus élevé, faites la soudure très rapidement pour ne pas brûler les composantes.) Une fois le fer chaud, manipulez-le par la partie en caoutchouc; ne touchez jamais la partie métallique, car celle-ci sera extrêmement chaude. Faites preuve de prudence si vous devez vous déplacer avec le fer à souder. Veillez à ne pas brûler vos mains ni le fil d’alimentation électrique du fer. Utilisez toujours le support du fer lorsque vous terminez vos manipulations.
5. Pour préparer le fer à souder, appliquez une légère couche d’étain sur la pointe. La pointe du fer doit toujours être brillante.
6. Suivez les étapes de soudure indiquées dans le tableau suivant.
Soudure 101 |
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Rappel des règles de sécurité :
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Étape |
Actions |
Astuces |
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1 |
Choisissez la composante que vous allez souder. |
Pour vous faciliter la tâche, commencez toujours vos soudures par les composantes qui sont placées au niveau le moins élevé. L’idéal ici est donc de souder d’abord la résistance de 220 ohms, puis le support à pile, et enfin la DEL. |
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2 |
Appliquez une petite quantité de flux sur la section de cuivre où vous allez faire votre soudure. |
Moins, c’est mieux : il faut éviter de mettre trop de flux. |
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3 |
Préparez la surface avec l’étain :
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Gardez en tête que le fer à souder doit être le premier à entrer en contact avec la plaque et le dernier à être retiré. |
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4 |
Placez la composante que vous voulez souder. |
La pince à sourcils peut aider à manipuler les petites pièces. |
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5 |
Réalisez la soudure :
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La soudure devrait se faire rapidement à une température de 450 degrés. Ne laissez pas le fer chaud trop longtemps sur votre plaque de prototypage ou les pièces à souder. |
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6 |
Éteignez le fer à souder |
Attendez que le fer refroidisse avant de le ranger. |
7. Assurez-vous que la soudure est brillante et ronde, et non pas terne ni en forme de larme ou de pique. Pour obtenir une belle soudure, il est important de ne pas utiliser une trop grande quantité d’étain.
bonne
mauvaise
Si la soudure n’est pas satisfaisante, retirez-la : utilisez la tresse de cuivre pour l’absorber ou la pompe pour l’aspirer (voir le tableau ci-dessous). Puis, reprenez les étapes du tableau précédent.
Retirer une soudure insatisfaisante |
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Matériel |
Actions |
Astuces |
Tresse de cuivre |
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Ne tenez pas la tresse de cuivre directement, car elle deviendra très chaude. Tenez plutôt le rouleau. |
Pompe à étain |
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Il est possible que vous deviez utiliser la pompe plus d’une fois sur une même soudure. |
8. Une fois la première composante en place (idéalement, vous aurez d’abord soudé la résistance), répétez les étapes pour réaliser les soudures du support à pile et de la diode.
9. Coupez les pattes de la diode avec la pince. Testez votre circuit en insérant la pile 3 volts. Si la diode s’allume, vous avez réussi! Sinon, examinez les soudures pour repérer celles qui ne sont pas adéquates.
10. Lorsque vous avez terminé, nettoyez le fer à souder et réétamez la pointe pour empêcher l’oxydation
Entretien du fer à souder |
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Étapes |
Actions |
Astuces |
Nettoyer le fer |
Pour enlever toute trace d’oxydation, vous pouvez :
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Un entretien adéquat permet de garder le fer plus longtemps dans une condition optimale. Les soudures n’en seront que plus faciles à réaliser! |
Étamer le fer |
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La pointe du fer ne devrait jamais rester oxydée : elle doit être bien brillante au moment du rangement. |
Entreposer le fer |
Rangez le matériel de soudure dans un endroit sec. |
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Après l’atelier
En guise de conclusion à l’atelier, questionnez les participants pour obtenir leur appréciation : qu’est-ce qui les a surpris? Qu’est-ce qui leur a posé un certain défi? Etc.
Restez à l’affût de nouvelles activités clé en main en consultant fréquemment le site Web du Square. Bonne médiation!
Ressources
Découvrez des ressources documentaires liées au projet du Poisson des abysses de la collection de la Grande Bibliothèque. Il suffit de vous abonner à BAnQ pour en bénéficier, ce qui est gratuit pour tous les Québécoises et Québécois !
