FICHE DE SYNTHÈSEFICHE DE SYNTHÈSESéquence S12 :

Comment faire avancer un robot programmable ?

Cycle 4 Connaissances travaillées :Année 2016-2017

Niveau : 4ème CapteurActionneur

Chaîne d’énergieChaîne d’information

AlgorithmeProgramme

Variable statique

Fiches de synthèse : IP-2-3-FE1 / IP-2-3-FE2a / IP-2-3-FE6a / IP-2-3-FE6b / IP-2-3-FE6c / MSOST-1-3-FE1 / MSOST-1-3-FE2a / MSOST-1-3-FE2b / MSOST-1-3-FE3 / MSOST-1-3-FE4

Technologie au collège François Mitterrand de Créon – Site internet ressources : club-techno.org

Objectif de la séance : Faire une synthèse complète de ce que l’on a vu lors des 3 activités

1°) Activité 1 : Analyse de la structure du mBot

Le mBot est un robot programmable. Il peut se déplacer en autonomie en détectant sonenvironnement et en réagissant à cet environnement en fonction du programme qui est implantédedans.

Un robot est un dispositif mécatronique (alliant mécanique, électronique et informatique) conçupour accomplir automatiquement des tâches imitant ou reproduisant, dans un domaine précis, desactions humaines.

- Fais la liste de ses composants. Range-les dans les catégories ci-dessous (un composant peut être dans 2 catégories) : Composants Noms

électroniquesCarte mCore, Capteur ultrasons, Suiveur de ligne, DELs, Module Bluetooth,

Buzzer, Piles, Emetteur infrarouge, Capteur infrarouge

informatiques Carte mCore, Module Bluetooth, Programmes

mécaniques Moteurs, Roues, Buzzer, Chassis

Il fonctionne grâce à l’énergie électrique qui lui est fournie par des piles.Tous ses composants électroniques et mécaniques sont reliés directement ou indirectement à la carte mCore qui estl’élément principal du mBot. On les appelle des périphériques d’entrée ou de sortie selon si ils permettent de faireentrer ou sortir les informations de la carte. C’est elle qui contient les programmes crées par l’utilisateur et transférésvia USB, Wifi ou Bluetooth depuis un ordinateur en utilisant le logiciel mBlock.

Son schéma structurel est le suivant :

PC : Partie Commande / PO : Partie opérative

La carte mCore est appelée la partie commande et elle sert aussi d’interfaceentre le robot et l’utilisateur.Les périphériques font partie de la partie opérative.

La plupart des périphériques d’entrée sontappelés des capteurs car ce sont eux qui ont pour fonction d’acquérir des informations provenant de l’environnementdu robot ou des consignes de l’utilisateur.La plupart des périphériques desortie sont appelés desactionneurs car ce sont eux quiont pour fonction de réaliserune action ordonnée par lacarte.

Structure du mBot :

Remplis les cases du schéma ci-contre en faisant la liste descapteurs et des actionneurs dumBot.

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Carte mCore

(interface)

Capteurs

Suiveur de ligneCapteur

d’ultrasonsModule

BluetoothCapteur infra-

rouge

Actionneurs

MoteursDELs

BuzzerModule BluetoothÉmetteur ultrasons

Émetteur infra-rouge

2°) Activité 2 : Analyse du fonctionnement du mBot

En observant ses différents modes de fonctionnement (suiveur de ligne, détection d’obstacles …), nous avons puobserver que les différents composants du mBot appartenaient principalement à 2 chaînes reliées entre elles :

1. La chaîne d’énergie qui permet de réaliser des actions à partir de l’énergie qu’elle reçoit. Elle est composéed’éléments qui ont pour fonction d’alimenter et de stocker l’énergie électrique dont a besoin le mBot pourfonctionner, ensuite de la distribuer aux différents actionneurs qui servent à la convertir en une autre énergie(mécanique, lumineuse, sonore ...) que d’autres éléments vont transmettre afin de réaliser l’action voulue.

Chaîne d’énergie du déplacement du mBot : Source d’énergie

…………………….. énergie électrique ………………….. / ………………... énergie mécanique ……….…………

Stocker / Alimenter Distribuer Convertir Transmettre Action

2. La chaîne d’information qui capte l’information, puis la traite avant de la communiquer à la chaîne d’énergie.Elle est composée d’éléments qui ont pour fonction d’acquérir cette information (ce sont les capteurs). La carte mCoreva ensuite la traiter pour finalement la transmettre aux actionneurs ou la communiquer à l’utilisateur.

Chaîne d’information de la détection d’obstacles avec le capteur à ultrasons :

Information Acquérir Traiter Communiquer /Transmettre Information

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PilesCâble étui à piles / Carte

mCore / CâblesMoteurs Roues

Récepteur Carte mCore Émetteur

3°) Activité 3 : Premiers pas en programmation :

Afin de programmer le comportement du robot, nous avons découvert et utilisé un logiciel nommé mBlock.Ce logiciel est basé sur le logiciel Scratch, qui est un logiciel libre de programmation graphique (visuel etnon par texte). Il facilite la programmation de cartes Arduino et de robots mBot en proposant unenvironnement entièrement graphique (Briques de couleur) et non pas un langage de programmationdifficile à appréhender. Comme Scratch, il permet aussi de créer des jeux, des création sonores, dessimulations numériques et autres animations.

Mblock utilise des scripts (programmes ou morceaux de programmes) élaborés à partir de blocs ou instructions. Ilspermettent de faire fonctionner des cartes programmables (Arduino ou mCore par exemple) ou de faire bouger deslutins sur l’écran de l’ordinateur (lutin = objet, c’est la traduction de l’Anglais « Sprite »).

La création d’un programme peut être assimilée à un « problème » à résoudre. La résolution de ce problème commencepar l’écriture d’un algorithme . C’est une suite logique et ordonnée d’opérations ou d’instructions qui utilise desmots clés comme si, alors, sinon, tant que … et qui a pour objectifs de réaliser une action .

Scratch ou mBlock permettent de réaliser une représentation graphique de cet algorithme :

Ces logiciels traduisent ensuite cette représentation en lignes de code (leprogramme) que le système pourra exécuter. Ce code est écrit dans unlangage informatique (comme le C++). Finalement ce code sera convertien langage machine (code binaire, des 0 et des 1) que le microprocesseur de la carte peut exécuter.

Pour gérer des situations complexes, il est nécessaire dans les programmes de faire appel à des variables .Ce sont des cases de la mémoire vive du système qui stockent une donnée au cours de l’exécution du programme.Elles peuvent être « statiques » (leur valeur est constante, par exemple : vitesse du moteur à 100) ou « dynamiques »(elles changent tout au long du fonctionnement à cause d’événements).

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