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Les robots
Mayotte – ISN - 2014
Les microcontrôleurs
• Microprocesseur• Mémoires• Interfaces IO
Ce sont des circuits intégrés qui contiennent :
Les microcontrôleurs
• Recevoir des informations via les entrées (In)• Agir via les sorties (Out)
Le programme peut :
Les microcontrôleurs
• Elaborer et réaliser le circuit imprimé• Utiliser un programmateur
La mise en œuvre :
Impossible dans le cadre du lycée !
Les microcontrôleurs
• Utiliser des cartes arduino !
La solution :
• 16 MHz• Mémoire : 32 ko
Les cartes arduino
• Une carte, un ordinateur et un cable USB• Des milliers d’exemples sur le web• Des capteurs compatibles par centaines• Très faible coût
Avantages :
Les cartes arduino
AUCUN !!!Inconvénients :
Les cartes arduinoLe prix
Carte Uno de 10 à 15 €
Les cartes arduinoIO digitales (PWM)
6 entrées analogiques
Connecteur USB µC
Alimentation (9V)
Les entréesLes informations proviennent de capteurs très variés:
• Boutons, potentiomètres• Température, Humidité, Pression• Lumière• Distance• GPS• Accéléromètre• Boussole• …
Remarque : la plupart des µC sont pourvu de convertisseur A/N
Les entréesCombien ça coûte ?
GPS : 15 €
Capteur humidité + température : 2,22 €
Télécommande IR : 3,2 €
Capteur distance : 3€
Les sortiesDeux types :
Sortie digitale : 0 V ou 5VSortie PWM (pulse width modulation)
Rapport cyclique : 70% Rapport cyclique : 20%
Les sortiesQue peut-on actionner ?
• LED• Moteurs• Servomoteurs• Buzzer• Emetteur IR• Electrovanne• Relais• Ecran (éventuellement tactiles !)
Relais: 2 €/piece
Les sortiesCombien ça coûte ?
Servomoteur : 3 – 12€
Electrovanne : 10 – 20 €
Ecran: 3 €
La programmationLogiciel gratuit très simple fourni par arduino
Un seul bouton pour compiler et transférer le programme
Coloration syntaxique
Affichage système
La programmationLangage C
Deux procédures obligatoires :
• setup
• loop
Exécutée une seule fois à la mise sous tension
Exécutée en boucle indéfiniment
La programmationExemple : le programme blink
Fixe le pin numéro 13 en sortie
Met l’état haut (5V) sur le pin n°13Attend 1 secondeMet l’état bas (0 V) sur le pin n°13Attend 1 seconde
La programmationRemarques :
La plupart des cartes arduino possèdent une led connectée au pin n°13
L’avantage de la plateforme Arduino est de bénéficier de fonctions simples à utiliser
La programmationExemple de capteur : distance
« HC-SR04 »
Cherchons dans google : « HC-SR04 arduino »
La programmationExemple de capteur : distance
La programmationExemple de capteur : distance
Les exemples sont nombreux et très bien documentés
Bibliothèque
Scripts d’exemples
La programmationExemple de capteur : distance
Une seule ligne pour obtenir la distance
La robotique avec arduinoPlusieurs cartes existent pour faire des robots éducatif simples.
Exemple le shieldbot de Seeedstudio.com (env. 65€)
La robotique avec arduinoExemple le shieldbot de Seeedstudio.com
La robotique avec arduinoExemple le shieldbot de Seeedstudio.com
Une bibliothèque de fonction ultra simple !
drive(int v_gauche, int v_droite)
stop()
readS1(), readS2(), …, readS5()
La robotique avec arduinoExemple le shieldbot de Seeedstudio.com
La robotique avec arduinoExemple le shieldbot de Seeedstudio.com
Ce robot permet de suivre une ligne noire sur fond blanc
Il est possible d’ajouter des capteurs (détecteur d’obstacle par exemple), des servos, etc.
Les autres cartes Arduino
UnoNano
Méga Due
Les autres cartes ArduinoComparatif
Carte Fréq µC (MHz)
Flash (ko)
SRAM (ko)
E/S num Avec PWM
E/S analog
Uno 16 32 2 14 6 6
Nano 16 32 2 14 6 8
Méga 16 128 8 54 15 16
Due 80 512 96 54 12 12
Les autres cartes ArduinoLe nombre d’entrées et de sorties peut paraître faible sur la UNO mais…
… il existe des protocoles de communication permettant de connecter plusieurs dizaines de capteurs sur les mêmes pins :
• I²C• SPI• …
Ces protocoles sont très simples à utiliser en arduino
La nouvelle générationIl ne s’agit plus de microcontrôleurs mais de nano-ordinateurs !
Raspberry Pi
• Processeur : 700 MHz• OS : Linux• HDMI• Carte réseau• GPIO
Pour seulement : 35 $ !!!
La nouvelle génération
Beaglebone Black
• Processeur : 1 GHz• OS : Linux• Carte graphique intégrée• 2Go flash intégrée• Beaucoup de GPIO
Pour seulement : 45 $ !!!
Les sites à retenir
• www.dx.com• www.seeedstudio.com• www.adafruit.com• www.gotronic.fr• Et beaucoup d’autres…
