Telechargé par Djamel BENNOUR

TP Initiation Mowaduino

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TP Initiation MowayDuino
CI-4 : Gestion de l’information
SIN
TP 0
Nom : ………………………………………….
Prénom : ...……………………………………..
I.
Compétence(s) attendue(s) :

Initiation à la robotique

Programmation en langage évolué

Algorigramme
II.
III.
20
Matériels :

Un PC + Logiciel Arduino 1.6.2 + Robot MowayDuino

Documentation sur le robot MowayDuino

Consommable
Préambule :
Une nouvelle ère commence, celle des minirobots. Les applications
de la robotique mobile sont de plus en plus nombreuses dans notre
environnement quotidien. Il existe actuellement des robots qui nous
aident dans des taches simples comme nettoyer le sol ou la piscine,
tondre la pelouse, etc. … A mesure que la technologie progresse, ces
petits robots qui intègrent mécanique, électronique et programmation
vont assurer de plus en plus de taches complexes. Peu à peu, ils vont
nous être de plus en plus utiles pour la réalisation de travaux peux
gratifiants.
Le robot MowayDuino est aussi bien un outil de découverte du monde de la robotique autonome qu’un outil
d’approfondissement permettant la réalisation d’applications complexes de robotique collaborative, de
développement de projets pour y adjoindre de nouvelles fonctionnalités, de développement de nouvelles
interfaces logicielles, etc. …
Le robot MowayDuino est doté d’une série de capteurs qui vont l’aider à se débrouiller dans un
environnement réel. Il dispose pour cela d’un groupe de motorisation qui lui permet de se déplacer sur le
terrain. Tous ces dispositifs sont raccordés à un microcontrôleur qui est en charge de la commande du robot.
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SIN
TP 0
III.1 Caractéristiques du rabot MowayDuino :
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



IV.
Arduino Leonardo (ATmega32u4)
1 module RF nRF24L01+
4 capteurs anticollision (infrarouges)
1 capteur directionnel d’intensité lumineuse
2 capteurs de ligne (infrarouges)
1 DEL supérieure RGB
1 DEL avant
1 DEL arrière rouge
1 accéléromètre 3 axes
1 microphone
1 batterie LiPo rechargeable via USB
1 bus d’extension SPI
Travail demandé
1ère partie :
a) A l’aide d’internet et des documents ressources, donner une description sur le fonctionnement et le rôle des
éléments dans le tableau suivant :
Module RF
Fonctionnement
Rôle
Dans un système intégré, il est
souvent souhaitable de communiquer
sans fil avec un autre appareil. Cette
communication sans fil peut être
réalisée par une communication
optique ou par une communication
par radiofréquence (RF). Pour de
nombreuses applications, le support
de choix est RF car il ne nécessite
pas de visibilité directe.
Un
module
RF
(module
radiofréquence) est un (petit)
appareil électronique (généralement)
utilisé pour transmettre et / ou
recevoir des signaux radio entre deux
appareils.
infrarouge est
. les « thermodétecteurs ». Ces Un détecteur
à
détecteurs
réagissent
à
un un détecteur réagissant
changement de température par la un rayonnement infrarouge (IR).
variation d'une de leurs propriétés
physiques
Capteur infrarouge
. les « photodétecteurs ». Ces
détecteurs
fonctionnent
par
absorption de photons infrarouge et
photogénération de porteurs de
charges.
Accéléromètre
Un accéléromètre est un capteur qui,
fixé à un mobile ou tout autre objet,
permet
de
mesurer
l'accélération linéaire de ce dernier.
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Les accéléromètres sont utilisés pour
enregistrer à la fois les accélérations
statiques (la gravité) et dynamique
(choc, mouvement).
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Batterie
SIN
TP 0
Les batteries (ou accumulateurs) et
les piles sont des systèmes
électrochimiques, qui stockent de
l'énergie sous forme chimique et la
restituent sous forme électrique. Les
batteries sont basées sur un système
électrochimique
réversible,
contrairement aux piles.
Son rôle est d’alimenter le robot
quand il n’est pas branché à
l’ordinateur ou toute autre source
d’alimentation.
b) Pour ce premier programme nous allons réaliser quelque chose de simple, allumer des LED sur la partie
supérieure du MowayDuino.
b.1) Lancer le logiciel Arduino 1.6.2 et saisir le code suivant :
//***********************************************
// PROGRAM: LED V B R
// DESCRIPTION: Le robot MowayDuino allume les DEL
// de couleurs différentes
//***********************************************
#include "MowayduinoRobot.h"
#include <SPI.h>
#include <EEPROM.h>
mowayduinorobot robot;
void setup()
{
robot.beginMowayduino();
}
void loop()
{
robot.Ledsoff();
robot.Greenon();
delay (1000);
robot.Greenoff();
delay (1000);
Dans cette partie du programme,
on fait appel aux bibliothèques
nécessaires
au
bon
fonctionnement du di-programme
suivie de la déclaration de l’objet
qui est le robot MowayDuino.
Cette partie représente
l’initialisation et le début du
programme principal
……………………………………………………
……………………………………………………
……………………………………………………
……………………………………………………
robot.Blueon();
delay (1000);
robot.Blueoff();
delay (1000);
Cette partie du programme,
représente la création d’une
boucle pour une tâche qui va être
répéter à l’infini
……………………………………………………
……………………………………………………
robot.Redon();
delay (1000);
robot.Redoff();
delay (1000);
}
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TP 0
b.2) Vérifier, compiler et transférer le programme dans le MowayDuino voir notice
b.3) Donner une description succincte de chaque partie du programme
b.4) Appeler le professeur pour valider
Date
Heure
Travail/Comportement
Signature
c) Nous souhaitons à présent utiliser les fonctions apprises dans les TPs précédents et pour cela nous allons faire
clignoter les DEL à la fréquence d’un feu tricolore.
c.1) Proposer un Algorigramme pour le feu tricolore
Début
Fin
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c.2) Proposer un programme pour le feu tricolore « avec commentaires des lignes »
c.3) Appeler le professeur pour valider
Date
Heure
Travail/Comportement
Signature
c.4) Modifier le programme précédent pour obtenir un feu tricolore clignotant
c.5) Appeler le professeur pour valider
Date
Heure
Travail/Comportement
Signature
2ème partie :
a) A l’aide des documents ressources, Identifiez les différents capteurs sur le schéma synoptique du robot
MowayDuino ci-dessous :
Microphone
Capteur de lumière
DEL témoin de charge
ON/OFF
Capteur Infrarouge
DEL V R B
DEL R STOP
DEL
Ava
ant
HP
Haut parleur
E
x
t
e
n
s
i
o
n
Accéléomètre
e
Carte Arduino
Moteur
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Arduino
Leonardo
U
S
B
DEL témoin de
connexion
DEL d’éclairage avant
MIC
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b) Nous souhaitons à présent concevoir un programme de feu tricolore utile pour les personnes mal voyantes. En
vous aidant de la documentation, d’internet et des exemples précédents :
b.1) Proposer une solution créative pour faciliter et sécuriser le passage des piétant mal voyants
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
b.2) Proposer un Algorigramme pour le feu tricolore pour personnes mal voyantes
Début
Fin
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b.3) Appeler le professeur pour valider
Date
Heure
Travail/Comportement
Signature
b.4) Proposer un programme pour le feu tricolore «Pour personnes mal voyantes »
b.5) Appeler le professeur pour valider
Date
Heure
Travail/Comportement
Signature
3ème partie :
Dans cette partie, nous allons nous intéressez aux Capteurs Infra-Rouges (capteur de ligne).
 Apport de connaissances :
On appelle spectre de la lumière, l'ensemble des longueurs d'onde dont elle est constituée. Chacune de ces longueurs
d'onde correspondant à une couleur, on dit souvent, par abus de langage, que le spectre de la lumière blanche est
l'ensemble des "couleurs" correspondant aux longueurs d'onde du domaine "visible", qui s'étalent sur toutes les
nuances : du rouge au violet, en passant par les "couleurs de l'arc-en-ciel" (violet, indigo, bleu, vert, jaune, orangé et
rouge). Ainsi le spectre de la lumière visible est cette "tache" allongée et multicolore que l'on peut observer lorsqu'on
décompose la lumière blanche, à l'aide d'un prisme par exemple.
De part et d'autre du spectre visible, on trouve des radiations invisibles à l'œil nu comme :


Les infrarouges, qui sont caractéristiques de la lumière émise par les corps chauds.
Les ultraviolets, parfois improprement appelés "lumière froide" sont émis par des corps incandescents
extrêmement chauds, comme les étoiles.
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SIN
TP 0
a) A l’aide des documents ressources et d’Internet, répondez aux questions suivantes :
a.1) Entre quelles longueurs d’onde est compris le spectre visible pour l’œil humain ?
 Entre 0 nm et 1000 nm
 Entre 50 nm et 220 nm
 Entre 200 nm et 2000 nm
 Entre 400 nm et 700 nm
 Entre 800 nm et 3000 nm
a.2) Quelles sont les couleurs comprises dans ce spectre visible ?
 Violet, bleu, vert, jaune, orange, rouge
 Bleu, rouge, vert, magenta, cyan, jaune
 Blanc, gris, noir
 Noir, violet, bleu, vert, jaune, blanc
 Noir, marron orage, rouge, jaune, violet, bleu, vert, blanc
a.3) Les infrarouges sont les longueurs d’onde :
 Inférieures à 400 nm et supérieures à 0 nm
 Inférieures à 0 nm
 Inférieures à 750 nm et supérieures à 20 cm
 Supérieurs à 20 nm et inférieures à 21 nm
 Supérieures à 700 nm et inférieures à 1 mm 
b) À l’aide des documents ressources et d’Internet, répondez aux questions suivantes :
b.1) Donner le principe de fonctionnement d’un capteur Infra-Rouge « capteur de ligne »
Le capteur de ligne étant orienté vers le sol, la DEL
émettrice envoie une lumière infrarouge que le sol
réfléchit en direction du phototransistor qui capte ainsi
la quantité de lumière en retour. Il faut savoir que les
couleurs foncées réfléchissent moins facilement la
lumière que les couleurs claires. Grâce à cette
particularité, le capteur va permettre de faire la
différence entre une zone blanche et une zone
noire……………………………………………………
…………………………………………………………
…………………………………………………………
…………………………………………………………
…………………………………………………………
.
Chassis du MowayDuino
Phototransistor
DEL Infra-Rouge
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Faisceau Infra-rouge
Sol
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b.2) À quelle distance l’implantation du capteur Infra-Rouge « capteur de ligne » sur le châssis du
MowayDuino est optimal:
La distance optimale de détection est de 3 mm, il faut
donc prévoir une garde au sol avec le capteur de 3 mm
lors de l'implantation de celui-ci sur le châssis du
robot…………………………………………………
……………………………………………………….
Chassis du MowayDuino
3 mm
Sol
c) Nous souhaitons à présent concevoir un programme dans lequel on utilisera les fonctionnalités du capteur
Infra-Rouge:
c.1) Lancer le logiciel Arduino 1.6.2 et saisir le code suivant :
//***********************************************
// PROGRAM: Capteur de ligne
// DESCRIPTION: Le robot MowayDuino allume une DEL Bleu en
// présence de ligne noire
//***********************************************
#include "MowayduinoRobot.h"
#include <SPI.h>
#include <EEPROM.h>
mowayduinorobot robot;
void setup()
{
robot.beginMowayduino();
Serial.begin(57600);
delay (2000);
}
void loop()
{
robot.readLine();
if (robot.Line[LINE_L] == 1 || robot.Line[LINE_R] == 1)
{
robot.Ledsoff();
robot.Blueon();
}
else
{
robot.Ledsoff();
}
}
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Dans cette partie du programme,
on fait appel aux bibliothèques
nécessaires
au
bon
fonctionnement du di-programme
suivie de la déclaration de l’objet
qui est le robot MowayDuino.
Cette partie représente
l’initialisation et le début du
programme principal
……………………………………………………
……………………………………………………
……………………………………………………
……………………………………………………
Cette partie du programme,
représente la création d’une
boucle pour une tâche qui va être
répéter à l’infini
……………………………………………………
……………………………………………………
TP Initiation MowayDuino
CI-4 : Gestion de l’information
SIN
TP 0
c.2) Vérifier, compiler et transférer le programme dans le MowayDuino voir notice
c.3) Donner une description succincte de chaque partie du programme
c.4) Appeler le professeur pour valider
Date
Heure
Travail/Comportement
Signature
d) Modifier le programme précédent :
d.1) Proposer un programme qui allume la DEL frontal si on capte une ligne noire à droite et la DEL
rouge Stop si on capte une ligne noire à gauche.
Date
Heure
Travail/Comportement
Signature
d.2) Proposer un programme similaire au précédent en ajoutant un Bip lorsqu’on capte une ligne à gauche
ou à droite
Date
Heure
Critères
Comportement, attitude et état des
lieux à la fin de la séance
Travail/Comportement
TB = 4
Bien = 3
Moyen = 2
Autonomie
Quantité de travail fournie
Utilisation des appareils, outils ou
logiciels
Qualité de rédaction du compte
rendu
Note/20
Page 10
Signature
Faible = 1
Nul = 0
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