Définir les rôles dans l’îlot

Autant être clair, vous serez noté sur votre travail en équipe.
Travailler en équipe c’est se faire confiance, se répartir les tâches et s’entraider.

La réalisation du robot est découpée en activité vous permettant de progresser à votre rythme. Vous devez vous répartir des rôles à chaque début de scéance. Cependant je vous impose de changer de rôle à chaque activité.

Exemple:

Activité 1, l’élève A et B seront programmeur et l’élève C et D seront webmaster.

Activité 2, l’élève C et D seront programmeur et l’élève A et B seront webmaster.

Travailler en autonomie…

Travailler en autonomie signifie que vous avez réfléchi et échanger ensemble avant de consulter le professeur.

 

 

Activité 1

Les objectifs validés par le professeur:

  • Répartition des rôles.
  • Reconnaître et choisir les bons composants
  • Réaliser votre premier câblage.
  • Réaliser votre programme en C++
  • Tranférer le programme
  • Réaliser une vidéo en LOW RESOLUTION
  • Rédiger un article avec une photo, une vidéo et du texte
  • Aller plus loin en rédigeant un paragraphe sur les leds

Répartition des rôles

Deux élèves font le câblage.
Deux élèves font le programme.

Une fois testé, un élève fait la vidéo, un fait l’article, deux élèves travaillent ensemble sur la partie aller plus loin.

Reconnaître et choisir les bons composants

Tu dois choisir pour ce montage:

  • Trois leds
  • trois résistances de 330 Ohms (à toi de trouver les couleurs)
  • des câbles.
  • Un arduino UNO et une platine de prototypage.

Réaliser votre premier câblage avec 3 LEDS

La led est polarisé, cela signifie quelle a un sens de branchement. Le courant ne peut passer que dans un sens, de l’anode vers la cathode. Dans l’autre sens, le courant ne passe pas. Observe bien le schéma de câblage pour savoir dans quel sens se connecte la led.

La résistance n’est pas polarisé.

Résultats de recherche d'images pour « led anode cathode »

Fait valider ton montage.

 

Conseils: Pensez à connecter la carte dans Outils/port et à choisir le bon type de carte (UNO) dans Outils/type de carte…

Réaliser votre programme en C++

Pour vous aider, vous trouverez le programme pour une seule led.

Clique pour voir le fonctionnement des fonctions abordés dans cette partie:

digitalWrite(,);

delay();

Le code pour une seule led:

Résultats de recherche d'images pour « soft arduino »

Fait valider ton programme

 

Transférer votre programme.

Rappel, pour réussir un transfert de programme il faut:

  • Avoir un programme sans faute.
  • Connecter l’arduino UNO via USB à l’ordinateur
  • Choisir la bonne carte dans le logiciel (Outils/type de carte/arduino UNO)
  • Sélectionner dans le logiciel le bon port COM (Outils/port et à choisir le bon type de carte (UNO) dans Outils/type de carte…)
  • Cliquer sur la petite flèche pour tranférer…

Réaliser une vidéo en LOW RESOLUTION

Une fois que les leds clignotent, rapellez-vous, vous devez vous répartir le travail.
Un des élèves doit réaliser une vidéo des leds.

Attention, cette vidéo va être déposé dans un article de votre site. Elle ne doit pas être lourde.

Pour cela:

  • La vidéo doit être courte 4-5s
  • Votre appareil devra être configurer en prise de vidéo  base résolution.
  • Peut-être devrez-vous compresser votre vidéo en ligne avec par exemple : http://www.videosmaller.com/fr/

Rédiger un article avec une photo, une vidéo et du texte

Titre de l’article: Activité 1 ICN

  1. Insérer la vidéo.
  2. Insérer une capture d’écran du code.
  3. Insérer un paragraphe sur les leds…

Votre paragraphe sur les leds

Vous devez rédiger en français un court paragraphe (200mots) sur les avantages des leds dans une utilisation quotidienne (maison, voiture, lampe de poche, flash de cellulaire…)

 

Un kit pour toute l’année…

Vous allez recevoir un kit dont vous êtes responsables, les composants électroniques sont fragiles et dispendieux, ainsi une partie de vos évaluations tiendront compte du soins apporté au matériel. Dans le kit vous trouverez:

  • Un automate arduino UNO
  • Un shield de prototypage ou une plaque de prototypage
  • Des câbles – Deux moteurs pas à pas
  • Deux contrôleurs de moteur ULN 2003
  • Des résistances – Un module bluetooth
  • Un capteur Ultrasons
  • Des leds

Vous allez apprendre pendant cette année, à câbler les composants, ce n’est pas très difficile mais vous faire attention car les erreurs sont fréquentes…

L’automate arduino UNO: Une plateforme open source

cc nc sa baldiri

L’automate programmable arduino Uno sert à exécuter un programme téléverser dans sa mémoire, il met en relation des capteurs et des actionneurs par le biais d’un code de C++ et d’un logiciel arduino IDE.

Les entrées/sorties

un périphérique d’entrée est un élément qui envoie des informations vers l’automate programmable…donc l’arduino.

Un périphérique de sortie est un élément qui reçoit une information depuis l’automate programmable.

Il faut déclarer soit en entrée ou soit en sortie la ou les broche(s) au début du programme (void setup)

par exemple:

pour déclarer la broche 1,4 et 5 en entrée et 7,8 et 3 en sortie:

pinMode(1,INPUT);
pinMode(4,INPUT);
pinMode(5,INPUT);
pinMode(7,OUTPUT);
pinMode(8,OUTPUT);
pinMode(3,OUTPUT);

Les capteurs:

Leurs rôles est de mesurer une grandeur physique (température, pression, lumière, niveau, humidité…) et de la transformer en signal lisible par une entrée analogique  (A0,A1,A2…).

Un exemple de capteur analogique, le capteur de flexion, CC By Sparkfun electronique.

Les actionneurs:

ils réalisent une action physique en fonction des ordres que lui envoi le programme. Allumer un LED, faire tourner un moteur…

Plus généralement les actionneurs reçoivent un ordre leurs permettant de mettre en action (donc 1 logique) un transformateur d’énergie.

un exemple d’actionneur, un moteur Pas a Pas. Image by TIMOR CC By

0 ou 1, HIGH/LOW, TRUE/FALSE bref c’est Noir ou blanc…

Un automate de type Arduino UNO est plutôt binaire, il ne peut apprécier que deux états logiques, 1 ou 0, vrai ou faux… pour lui c’est blanc ou noir, il ne connaît pas le gris et encore moins le gris clair ou le gris foncé…
Le vocabulaire utilisé par la famille Arduino est HIGH pour l’état HAUT et LOW pour l’état BAS.

une commande utilisée courante:

digitalWrite(12,HIGH);

Envoyer un 1 logique (HIGH) via la broche 12 de l’arduino.

Mais comment faire avec un capteur analogique?

Prenons un exemple de capteur de température, nous ne pouvons nous contenter de dire: il fait chaud ou il fait froid…
Les capteurs analogiques renvoient une infinité de valeurs…

Ces valeurs seront donc lues par les entrées analogiques (A0,A1,A2…) et interprétées par le programme…

Une commande utile :

analogRead(0);

Lire la valeur de la broche analogique 0.

Le shield de prototypage ou une plaque de prototypage

Une plaque de prototypage sert à réaliser des circuits électronique sans soudure.
Avant de faire votre premier câblage, vous devez comprendre et connaître les connections électriques de la plaque.

à savoir:

  • Le + est le 5V, il faut donc mettre un connecter le Vcc ou 5V de l’arduino vers un des connecteur de la plaque, nous le verrons plus tard, vous pouvez connecter le 5V  dans n’importe quel trou pour obtenir du 5V dans toute la ligne +
  • Le – est le 0V ou ground ou GND, vous devez connecter un câble entre le GND de l’arduino et cette ligne, même remarque que pour le +, vous pouvez connecter un câble dans n’importe quelle broche pour obtenir du 0V sur toute la ligne…
  • Les numéros sur la plaque n’ont pas de rapport avec les numéros sur l’arduino.

Des broches connectées

CC JB

Certaines broches sont reliées électriquement, c’est le cas de la ligne + et – comme nous venons de le voir…

La zone centrale est divisée en deux, (ligne verte sur le schéma), nous utiliserons souvent ce séparateur pour mettre “à cheval” des composants électroniques.

les colonnes sont connectés, il faut donc ne pas mettre de composant sur une colonne car ils seront en court-circuit.

Prenons l’exemple de la led…

La led ou del (diode électroluminescente) est un composant électronique très utile, elle permet de visualiser de suite le bon fonctionnement d’un circuit.

Observez bien le câblage, l’idéal est de la connecter à cheval en utilisant le moins de place possible, comme sur le premier schéma, si cela est difficile, vous pouvez aussi utiliser plus de place comme sur le seconde schéma.

Le troisième exemple met la led en court-circuit, car les colonnes sont connectées, dans ce cas la led va griller.

Le dernier cas n’est pas conseillé même s’il fonctionne…

Votre projet.

Vous allez cette année en ICN réaliser entièrement un robot. Selon votre avancement il sera peut-être même piloté avec un téléphone et/ou autonome. Pour réaliser votre projet, vous allez avoir à disposition un kit programmable Arduino.

Kit programmable arduino

Le fonctionnement de l’année.

Vous allez créer un robot par groupe et chacun doit être responsable d’une partie, bien sûr tout le monde va faire de la programmation, design et de la fabrication…

les quatre grandes parties sont:

  • La programmation.
    Dans cette partie, vous allez apprendre progressivement à coder un robot en C++, les premiers exercices sont simplistes mais ne brûler pas les étapes car ils sont très importants…
  • Le design.
    Cette partie est assez difficile puisque vous devez imaginer le robot et le dessiner en 3D, ensuite nous l’imprimerons.
  • La fabrication.
    Vous devez acquérir des compétences en câblage et en implantation de composants électriques, dans un second temps vous serez responsable de l’assemblage du robot.
  • La partie web et application.
    Cette partie est crucial puisqu’elle permet au professeur de suivre votre projet via votre page web, ensuite nous développerons pour les groupes les plus avancés une application pour piloter votre robot.

Votre groupe avance de façon autonome et doit faire valider des étapes via votre site web par le professeur pour avancer à la prochaine.
Un document de suivi de projet tel que celui-ci sera utilisé :

Les outils utiles à maîtriser

Logiciel: (vous pouvez télécharger les logiciels sur votre ordinateur).

Arduino

Le logiciel Arduino sert à créer le programme qui va faire fonctionner le robot.

Il est composée de deux parties (fonctions):

  1. la fonction void setup() { }
    S’exécute une seule fois au démarrage
  2. la fonction void loop() { }
    S’exécute en boucle après le void setup

Nous pouvons déjà observer plusieurs choses au lancement du programme:

  • Les couleurs, Arduino reconnaît les fonctions et les mots en les changeant de couleur.
  • Une fonction commence toujours pas { et se termine par le caractère }
  • vous pouvez commenter une ligne en ajoutant // devant le texte

De Sketchup vers l’impression 3D

Le Logiciel Sketchup est un modeleur 3D, il te permettra de dessiner les pièces de ton robot.

Pour commencer tu dois respecter les règles de base de dessin afin que tes pièces s’impriment correctement.

  1. Ne faire formes pleines, ils mettraient trop de temps à s’imprimer et nous utiliserons du PLA pour rien. (vider les formes)

    julien bernard CC

  2. Essayer d’éviter les impressions dans le vide.
    En effet l’imprimante a du mal à imprimer des formes qui me s’appuient pas sur du plastique, il a tendance à couler et le résultat n’est pas bon.
  3. Dessiner une seule pièce par fichier…
    Par exemple si vous devez imprimer deux roues et un boitier, il faudra donc créer trois fichiers.

    CC by julien bernard

L’objectif: Faire clignoter 3 leds

Communication: Publier un article “mes trois leds clignotantes” et inclure une vidéo du résultat + faire un copie de son code avec les commentaires.

Temps: 2H

Conseils: Pensez à connecter la carte dans Outils/port et à choisir le bon type de carte (UNO) dans Outils/type de carte…

Le schéma pour une seule led:

Le code pour une seule led: