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Programmation de la poubelle à couvercle automatique

1. Utilisation du capteur à ultrasons HC-SR04

Objectif

Gestion et programmation de l’ensemble des capteurs et actionneurs d’une poubelle à couvercle automatique.

Programmation finale

Programmation par blocs avec mBlock :

Tout d’abord, vous ne devez pas oublier d’ajouter l’extension « Ultrasons HC-SR04 ».

image.png

ÉtapeExercice 1 - Comprendre la détection de distance (capteur HC-SR04)

Objectif pédagogique

Vous devez réfléchirApprendre à :

  • utiliser un algorithme permettantcapteur à ultrasons,

  • lire une distance,

  • exploiter cette valeur dans une condition.

Consigne

  1. Brancher le capteur HC-SR04 sur l’Arduino :

    • Trig → broche 

    • Echo → broche 5

  2. Écrire un programme qui :

    • mesure en continu la poubelledistance en centimètres,

    • affiche la distance sur le port série,

    • affiche le message « Objet détecté » si la distance est inférieure à 10 cm,

    • affiche « Aucun objet » sinon.

Questions pour guider les élèves

  • Que représente la distance mesurée par le capteur ?

  • Pourquoi utilise-t-on une boucle pour toujours ?

  • À quoi sert le port série dans ce projet ?

  • Que se passe-t-il si on change la valeur 10 cm par 5 cm ou 20 cm ?

Validation attendue

L’élève est capable d’êtreexpliquer «:

intelligente
    »
  • et

    comment dele s’ouvrircapteur automatiquement.mesure une distance,

  • comment une condition si / sinon fonctionne.

Aide :

Aide :
Lorsque vous souhaitez jeter un objet dans la poubelle, celle-ci détecte votre main et s’ouvre automatiquement.

Étape 2

Vous devez mettre en place l’algorithme dans mBlock afin que la poubelle détecte les objets situés à moins de 5 cm et ouvre son couvercle.

Aide :

Aide :
Lorsque le capteur à ultrasons détecte un objet à moins de 5 cm, vous devez faire tourner le servomoteur de 0 à 180°, ce qui permet l’ouverture du couvercle de la poubelle.

Correction du code :

Voici la correction du code :

HXXimage.png

Ce programme met en œuvre un système d’ouverture automatique de couvercle basé sur la détection de proximité, typiquement utilisé pour une poubelle robotisée sans contact dans un club de robotique.

Principe général

Le code associe :

  • un capteur à ultrasons HC-SR04 pour mesurer la distance entre la poubelle et un obstacle (main, déchet, objet),

  • un servomoteur SG90 (180°) pour actionner mécaniquement le couvercle.

L’objectif est d’ouvrir le couvercle lorsqu’un utilisateur s’approche, puis de le refermer automatiquement.

Déroulement du programme

  1. Initialisation au démarrage

    • L’Arduino configure le capteur HC-SR04 avec :

      • broche Trig = 4

      • broche Echo = 5

    • Le servomoteur est connecté à la broche 9.

  2. Boucle de fonctionnement continu

    • Le capteur ultrason mesure en permanence la distance en centimètres devant la poubelle.

    • Cette distance est envoyée sur le port série, ce qui permet :

      • le débogage,

      • la visualisation du comportement du système,

      • l’analyse pédagogique avec les membres du club.

  3. Logique de décision

    • Si la distance mesurée est inférieure à 5 cm :

      • le servomoteur est positionné à 0° → ouverture du couvercle,

      • une temporisation de 2 secondes permet à l’utilisateur de jeter le déchet.

    • Sinon :

      • le servomoteur est positionné à 180° → fermeture du couvercle.

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 permettant de détecter une présence.

  • Découverte et câblage d’un servomoteur pour l’ouverture et la 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 programme qui gère les capteurs, les délais et l’action du moteur.

  • Logique conditionnelle : comprendre comment programmer des conditions simples (si détection → ouverture du 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 et respecter les délais.

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

  • Travail en équipe.

Perspectives

  • Améliorer le projet (par exemple : ajouter une LED qui s’allume lorsqu’un objet est détecté, améliorer les pièces mécaniques, etc.).

  • Imaginer d’autres applications utilisant un capteur à ultrasons et un servomoteur ensemble.

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