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le robot mBot (Programmation)
Le robot mBot contient différents capteurs et actionneurs, il est basé sur une carte Arduino. Il peut être programmé facilement par différents moyens dont l'application mBlock. Il convient parfaitement à la découverte de la robotique et des systèmes embarqués.
Compétence(s)
- CT 1.2 Mesurer des grandeurs de manière directe ou indirecte.
- CT 4.2 Appliquer les principes élémentaires de l’algorithmique et du codage à la résolution d’un problème simple.
- CT 5.5 Modifier ou paramétrer le fonctionnement d’un objet communicant.
J’ai acquis la(les) compétence(s) si :
- J'ai réussi à faire réagir mBot en fonction des instructions données
- J'ai réussi à analyser l'environnement pour résoudre les problèmes posés
Il est nécessaire, pour cette activité, de maîtriser la compétence : “Utiliser l'application mBlock
Pour programmer, connecter et télécharger les programmes dans les appareils”, la connexion se fera en “USB” et en mode “Téléversement” pour faciliter les essais.
Il faut aussi prévoir un espace suffisant et dégagé pour les essais, placer le robot sur le dos lors de sa programmation (démarrage des moteurs), débrancher le câble avant de le retourner et le surveiller pour lui éviter toutes chute de la table ou autre accident.
Bien lire la totalité de l'activité avant de la commencer.
Activité 1 : Les actionneurs
Test simple
Je vais tester les actionneurs (leds, buzzer et moteur). Programmer mBot pour :
- qu'il s'allume en rouge au début du programme.
- qu'il émette 2 notes longues. (pulsation 0.5s).
- qu'il avance 1 seconde (à 50% de sa puissance).
- qu'il tourne 0.5 seconde (à 50% de sa puissance).
- qu'il émette 3 notes courtes. (pulsation 0.25s).
- qu'il passe au vert.
Tester le programme et appeler le professeur pour le valider.
Amélioration de l'utilisation
Pour la programmation, l'idéal serait plutôt de définir la distance de déplacement et l'angle de rotation (plutôt que des secondes plus difficiles à définir).
Je réalise donc des essais afin de trouver une correspondance (proportionnalité) entre la distance et le temps de fonctionnement et entre l'angle et le temps de rotation.
- Faites des mesures de distance ou d'angle de déplacement de mBot.
- Déterminer le temps nécessaire pour parcourir 10 cm ou tourner de 90°.
- Définir 2 valeurs C_DIST et C_ANGL correspondantes aux résultats des calculs précédents.
Écrire et tester un nouveau programme n'utilisant plus les secondes mais une variable DISTANCE ou ANGLE.
- Initialiser une variable DISTANCE en cm et une ANGLE en degré.
- Faites exécuter les 2 déplacements par mBot en les convertissant en secondes en utilisant les résultats précédents.
- Faites le valider par le professeur.
Noter les résultats des calculs dans votre classeur afin de pouvoir les utiliser durant d'autres activités.
Coups de pouces :
- Vous avez appris les calculs de proportionnalités en mathématique.
- Vous disposez d'une règle graduée.
Le robot peut tourner suivant 3 modes :
Activité 2 : Les capteurs
Dans un premier temps, utiliser une variable pour visualiser la(es) valeur(s) renvoyée(s) par le capteur. Noter dans votre classeur les résultats trouvés afin de pouvoir les utiliser durant d'autres activités.
Bouton poussoir
Le bouton fourni une information appuyé ou pas.
- Utiliser le bouton poussoir avant de faire changer les couleurs des DELs.
Détecteur de lumière
Le détecteur fourni une valeur de lumière comprise entre 0 et 1023.
- Faire générer des “bip” à mBot si la lumière détectée est < 500 faire, sinon il reste silencieux.
Module ultra son
L'émetteur envoi un signal ultra son qui se réfléchit sur les obstacles comme l'écho. Le récepteur détecte le retour du signal. Le module calcule le temps entre l'émission et la réception, le divise par 2 (aller/retour) et le multiplie par la vitesse du son (340m/s) pour déterminer la distance de l'obstacle. Attention, le signal émis forme un cône (la largeur de détection augmente avec la distance).
- Faire avancer mBot face à sa boîte et s'arrêter à 10 cm d'elle.
Module ligne noire
Le module possède 2 émetteurs infra rouge tournés ver le sol et 2 récepteurs qui récupèrent le signal s'il s'est réfléchi sur une surface blanche (le noir absorbe la lumière). En fonction de la valeur retournée par le module, on connait la position de mBot vis à vis de la ligne noire (0 = dessus, 1 = bord droit, 2 = bord gauche, 3 = ailleurs).
- Demander à mBot de suivre la ligne noire du circuit fourni et s'il détecte un obstacle de s'arrêter à 5 cm de celui-ci.
Activité 3 : Le parcours mixte
Programmer mBot pour qu'il aille du Départ à l'Arrivée du parcours joint. Il doit émettre 3 bips long au démarrage (bouton poussoir) et 2 courts à l'arrivée. Il est allumé en vert à l'arrêt et en rouge lorsqu'il avance. Il doit être capable de s'arrêter à 5 cm d'un obstacle qui tomberait sur le parcours. La zone d'évolution est bordée par des barrières (obstacle).
Coups de pouce
- Il faut suivre la ligne
- Si un obstacle à 5 cm on s'arrête
- Si on perd la ligne blanche on continue tout droit sauf si obstacle à mois de 14 cm ou on tourne.
