Phase 2 - Câblage et programmation du LittleBot - 4 x 1h30

Prérequis Participant

• Travail sur ordinateur
• Manipulation avec la souris (clic droit, clic gauche, sélection,...)
  
• Manipulation du clavier
• Notions d'électricité
• Notions de programmation par bloc (scratch)

Prérequis Animateur

Compétences techniques

• Pratique du logiciel Arduino IDE, connaissance en programmation C++
  
• Gestion des drivers sous Windows ou Expérience avec Ubuntu / Linux Mint
• Circuits et branchements électrique

Soft skills

• Animation
• Gestion de la Motivation et de l'attention

Matériels nécessaires

logiciel, électronique, mécanique, outils, matériaux, code...

• 12 PCs (1 par participant)
  
  • Windows ou Linux
  • Connexion et navigateur internet (Firefox)
    
  • Session invité ou nominative
  • Logiciel Arduino IDE pré-installé
• Composants éléctroniques
  • Carte Arduino Nano (x12)
  • Shield (extension Arduino Nano) (x12)
  • Capteur Ultrasons HRC-SR04 (x12)
  • Servo-Moteur DM-S0090D (x24)
  • Câble Dupont (x48 - 4/participants)
• Programmes du LittleBot et des composants 
  

Préparation

Matériel par participant sur un poste PC en début de séance :

Documentation / Tutoriels :

• Tutoriel animateur Arduino IDE- création d'une activité 
• Tutoriel élève Arduino IDE- modélisation d'une pièce
• Tutoriel Arduino Nano
• Tutoriel Capteur Ultrason
• Tutoriel Servo moteur

Exemple de déroulement pédagogique

Exemple indicatif de déroulé par séance

Déroulé effectué en 2023-2024 au club robotique de l'IUT de Haguenau (1H30/séance, collégiens 6ème-3ème) :

• Séance 1 : Câblage et programmation d'une LED sur ? Arduino IDE ou MBlock ?
• Séance 2 : Principe physique, Câblage et programmation d'un câbleur ultrason
• Séance 3 : Principe physique, câblage, et programmation d'un servomoteur
• Séance 4 : Câblage complet du LittleBot
• Séance 5 : Programmation du LittleBot

Exemple de déroulé pour la séance 1

Déroulement pédagogique complet

Le câblage

Pour le câblage et la programmation du LittleBot, il nous faut :

• Un Arduino Nano (ou équivalant)
• Un Sensor Shield
• Un capteur à ultrason (HC-SR04)
• 2 Servomoteur / Moteur (DM-S0090D)

Le branchement ce présente comme ceci :

1. Tout d'abord nous branchons l'Arduino Nano sur notre Sensor Shield. Attention, il y a un sens. Le port de charge doit être sur l'extérieur de votre Shield.
2. Nous allons a présent brancher notre capteur à ultrason :

• VCC sur une pin 5V.
• Trig sur la pin 6.
• Echo sur la pin 7.
• GND sur une pin GND

3. Nous allons brancher nos Servomoteur, les câbles de nos servo sont tous reliés à un raccord. Celui ci ne peut être branché que dans un seul sens. Nou brancherons donc un servo sur la pin 10 et un servo sur la pin 11.

• Le fil marron sur la pin G
• Le fil rouge sur la pin V
• Le fil orange sur la pin S

Ainsi le servo qui est sur la pin 10 sera notre roue droite et le Servo sur la pin 11 sera notre roue gauche.  

Votre câblage est terminé. 

Passons maintenant à la programmation. 

Le programme

Ici nous décomposerons notre programme pour bien l'écrire. 

Tout d'abord, nous déclarons la librairie et les servo que nous utiliserons :

#include <Servo.h>
#define trigPin 6
#define echoPin 7
Servo servo1;
Servo servo2;

Puis nous déclarons sur quelles pins sont branchés nôtre capteur et nos servo :

void setup() {
pinMode(trigPin, OUTPUT);
pinMode(echoPin, INPUT);
servo1.attach(11); 
servo2.attach(10);
}

Rentrons dans le vive du sujet :

void loop() {
long duration, distance;     // Nous déclarons notre variable que nous retrouverons plus tard
digitalWrite(trigPin, LOW);   //Ici notre capteur à ultrason est en "position 0"
delayMicroseconds(2);         // Pendant 2 Microsecondes
digitalWrite(trigPin, HIGH);  //Ici notre capteur à ultrason est "activé"
delayMicroseconds(10);        //Pendant 10 Microsecondes
digitalWrite(trigPin, LOW);   //Puis nous le retournons en position "0"
duration = pulseIn(echoPin, HIGH);  // Nous déclarons notre variable "duration" qui est la durée du trajet du son.
distance = (duration*0.034) / 2;     // Nous déclarons notre variables "distance" par la duréé multiplié par la vitesse du son le tout divisé par 2.
if (distance < 20) {                // Nos déplacement commence ici, "Si la distance est inférieur à 20cm alors..."
  servo1.writeMicroseconds(1000);//Servo Gauche tourne à l'envers
  servo2.writeMicroseconds(2000);//Servo Droit tourne à l'envers
  delay (2000);// pendant 2 sec
  servo1.writeMicroseconds(1000);//Servo Gauche tourne à l'envers
  servo2.writeMicroseconds(1500);//Arrêt du Servo Droit
  delay (2000);// pendant 2 sec
}

else {                             //Sinon...
 servo1.writeMicroseconds(2000);//Servo Gauche tourne
 servo2.writeMicroseconds(1000);//Servo Droit tourne
  delay (2000);// pendant 2 sec
}
}

Puis nous assemblons le tout, voici à quoi cela devrait ressembler :

#include <Servo.h>
#define trigPin 6
#define echoPin 7
Servo servo1;
Servo servo2;

void setup() {
pinMode(trigPin, OUTPUT);
pinMode(echoPin, INPUT);
servo1.attach(11); 
servo2.attach(10);
}


void loop() {
long duration, distance;
digitalWrite(trigPin, LOW);
delayMicroseconds(2);
digitalWrite(trigPin, HIGH);
delayMicroseconds(10);
digitalWrite(trigPin, LOW);
duration = pulseIn(echoPin, HIGH);
distance = (duration*0.034) / 2;
if (distance < 20) {
  servo1.writeMicroseconds(1000);
  servo2.writeMicroseconds(2000);
  delay (2000);
  servo1.writeMicroseconds(1000);
  servo2.writeMicroseconds(1500);
  delay (2000);
}

else {
 servo1.writeMicroseconds(2000);
 servo2.writeMicroseconds(1000);
  delay (2000);
}
}

      

Conclusion / Rangement / Démontage :

• Rangement en fin de séance
  • Débrancher et ranger les composants
  • Chaque participant vérifie la boite du voisin (check-list)
  • Remettre ordinateur dans l'état initial
• Programme de la prochaine séance