Club Robotique - Poubelle à couvercle automatique

Description du projet

Introduction

Pour ce cycle, nous allons réalisée une poubelle avec une ouverture de couvercle automatique.

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Description des compétences visées :

Compétences techniques et mécaniques :

Compétences en électronique :

Compétences en programmation :

Compétences transversales :

Description du déroulé des séances :

~6 séances :

Matériel :

Modélisation en 3D du couvercle

Avant de commencer à modéliser en 3D notre pièce, veuillez consulter les pages suivantes :

Commençons à modéliser en 3D le couvercle de la poubelle à couvercle automatique.

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Préparation de l’environnement

Créer une classe sur Tinkercad et faire rejoindre tous les élèves.

Comment créer une classe sur tinkercad : 

https://innovation.iha.unistra.fr/books/2-fablab-formation-machines-logiciels/page/creation-dune-classe-tinkercad

Réaliser un pavé droit de dimension : 

1.PNG

Réaliser deux pavés droits de dimensions :

Les placer avec un espacement de 43 mm entre eux, les sélectionner et les regrouper (CTRL+G).

2.PNG

Center les deux pavés droits la base du couvercle comme l'image ci-dessous à gauche et aligner manuellement les pavés droit à la base comme l'image ci-dessous à droite et regrouper le tout (CTRL+G)

Astuce : afin d'aligner le tout plus facilement, vous pouvez rendre "Inactif" la "Grille D'accrochage" en bas à droite de l'interface de Tinkercad.

4.PNG5.PNG

Réaliser un pavé droit de dimension : 

L'aligner manuellement avec une des charnières de la réalisation précédente. 

6.PNG7.PNG

Faire de même pour l'autre coté.

9.PNG

Réaliser un cylindre de dimension :

Et le centrer avec l'outil aligner par rapport à la pièce réalisée précédemment. 

8.PNG

Le centrer maintenant par rapport à cette partie de la pièce (voir photo ci-dessous à gauche) et le surélever (avec la flèche noir entourée en rouge sur la photo ci-dessous à doite) de 3 mm. A présent, sélectionner le tout et les assembler.

11.PNG12.PNG

Fonctionnement et programmation des composants

Objectif :

Comprendre le fonctionnement des composants du projet et apprendre à les programmer

 

1. Introduction à l'Arduino Nano 

Qu'est-ce qu'un Arduino ?

https://innovation.iha.unistra.fr/books/robotique-educative/page/quest-ce-que-larduino

2. Capteur à ultrasons HC-SR04 

Qu'est ce qu'un capteur à ultrason et comment il fonctionne ?

https://innovation.iha.unistra.fr/books/robotique-educative/page/quest-ce-quun-capteur-a-ultrasons

3. Servomoteur SG90 180° 

Qu'est ce qu'un servomoteur et comment il fonctionne ?

https://innovation.iha.unistra.fr/books/robotique-educative/page/quest-ce-quun-servo-moteur

Explication du câblage complet 

Maintenant que nous avons vu chaque composant individuellement, voici un résumé du câblage complet :

  1. Capteur à ultrasons (HC-SR04) :

    • VCC → 5V de l’Arduino
    • GND → GND de l’Arduino
    • TRIG → D9 de l’Arduino
    • ECHO → D10 de l’Arduino

  2. Servomoteur :

    • VCC (fil rouge) → 5V de l’Arduino
    • GND (fil noir) → GND de l’Arduino
    • Signal (fil jaune) → D12 de l’Arduino

Conclusion et exercices pratiques 

Synthèse :

Exercice pratique :

Pour terminer la séance, les participants peuvent reproduire le câblage décrit ci-dessus sur leur propre montage.

Correction de L'exercice :

image.png

Code à utiliser : Le code sera introduit dans la prochaine séance, mais vous pouvez donner un aperçu du fonctionnement et les amener à réfléchir sur la façon dont les composants vont interagir ensemble.

Assemblage et programmation de la poubelle à couvercle automatique

1. Utilisation du capteur à ultrasons HC-SR04 

Objectif :

Gestion et programmation des capteurs/actionneurs de la poubelle à couvercle automatique dans son ensemble.  

Assemblage :

Le modèle 3D de la poubelle à imprimer en 3D ce trouve en pièce jointe du wiki

Positionner les capteurs de la même façon que sur les photos ci-dessous.

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Câblage :

Vous référez à la page précédente . Voici un résumé :

Programmation final :

Programmation par bloc avec Mblock :

Demander aux élèves de réaliser le code final tout en les aidants si besoin. Voici le code final :

Code_final_Mblock.PNG

Programmation avec arduino IDE :

En fonction du niveau demander aux élèves d'écrire ou de copier le code suivant tout en expliquant ce dernier.

#include <Servo.h> // Inclure la bibliothèque Servo

// Déclaration des pins
const int trigPin = 9;
const int echoPin = 10;
Servo myServo;

void setup() {
  Serial.begin(9600); // Initialiser la communication série
  pinMode(trigPin, OUTPUT); // Définir le trigPin comme sortie
  pinMode(echoPin, INPUT);  // Définir l'echoPin comme entrée
  myServo.attach(6); // Attacher le servomoteur à la pin D6
  myServo.write(0); // Position initiale à 0 degrés
}

void loop() {
  // Envoyer un signal
  digitalWrite(trigPin, LOW);
  delayMicroseconds(2);
  digitalWrite(trigPin, HIGH);
  delayMicroseconds(10);
  digitalWrite(trigPin, LOW);

  // Lire la durée du signal de retour
  long duration = pulseIn(echoPin, HIGH);
  int distance = duration * 0.034 / 2; // Calculer la distance

  // Afficher la distance dans le moniteur série
  Serial.print("Distance: ");
  Serial.print(distance);
  Serial.println(" cm");

  // Si la distance est inférieure à 5 cm, déplacer le servomoteur
  if (distance < 5) {
    myServo.write(140); // Positionner le servomoteur à 180 degrés
    delay(1000); // Attendre 1 seconde
    myServo.write(0); // Retourner à 0 degrés
  }

  delay(500); // Attendre un peu avant la prochaine mesure
}

Conclusion et discussion 

Synthèse des compétences acquises :

Compétences techniques et mécaniques :

Compétences en électronique :

Compétences en programmation :

Compétences transversales :

Questions de réflexion :

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