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.

Câblage :

Vous référez à la page précédente . Voici un résumé :

• Capteur à ultrasons :
  • VCC → 5V de l’Arduino
  • GND → GND de l’Arduino
  • TRIG → D9 de l’Arduino
  • ECHO → D10 de l’Arduino
• Servomoteur :
  • VCC (fil rouge) → 5V de l’Arduino
  • GND (fil noir) → GND de l’Arduino
  • Signal (fil jaune) → D11 de l’Arduino

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 :

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 :

• Conception mécanique : savoir imaginer et concevoir le mécanisme d'ouverture automatique du couvercle 

• Assemblage de composants : apprendre à manipuler et assembler les différentes parties (couvercle, axe, moteur, composants électroniques, etc.)

• Choix des matériaux : identifier les matériaux adaptés au projet

Compétences en électronique :

• Découverte et câblage de capteurs pour détecter une présence.

• Découverte et câblage de servomoteur pour l'ouverture/fermeture du couvercle.

• Savoir réaliser un schéma de câblage et connecter les composants sur une carte Arduino.

Compétences en programmation :

• Programmation d'un microcontrôleur Arduino : écrire un code qui gère les capteurs, les délais, et l'action du moteur.

• Logique conditionnelle : comprendre comment programmer des conditions simples (si détection → ouvrir couvercle).

• Optimisation du fonctionnement : ajuster les temps de réponse, la durée d’ouverture, etc.

Compétences transversales :

• Gestion de projet : planifier les étapes de réalisation, répartir les tâches, respecter les délais.

• Résolution de problèmes : savoir réagir face aux imprévus techniques ou fonctionnels.

• Travail en équipe.

Questions de réflexion :

• Comment pourrait-on améliorer ce projet ? (ex. : ajouter une LED qui s'allume lorsque l'objet est détecté, amélioration de pièces mécaniques, etc...)
• Quelles autres applications pourraient utiliser un capteur à ultrasons et un servomoteur ensemble ?
• etc...

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