Premiers pas en robotique - Thymio & Aseba visualprogramming/thymio...  Premiers pas en robotique

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  • Premiers pas en robotiqueavec le robot

    Robot Thymioet lenvironnement

    Aseba/VPL

    Moti Ben-Ari et autres contributeurs

    voir authors.txt pour plus de dtails

    Version 1.4.1 pour Aseba 1.4

    201315 par Moti Ben-Ari et autres contributeurs.

    Cee uvre est mise disposition selon les termes de la Licence Creative Commons Aribution- Partage dans les Mmes Conditions 3.0 non transpos. Pour voir une copie, de la license,visitez hp://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/.

    http://www.weizmann.ac.il/sci-tea/benari/https://aseba.wikidot.com/fr:downloadinstallhttp://www.weizmann.ac.il/sci-tea/benari/http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/deed.fr

  • Table des matiresI Tutoriel 6

    1 Votre premier projet de robotique 7

    2 Changer les couleurs 14

    3 Thymio en mouvement 17

    4 Un robot de compagnie 20

    5 Thymio est sur une piste 25

    6 Sons et chocs 29

    7 Aimer pour un temps (Mode avanc) 32

    8 Les tats (Mode avanc) 34

    9 Thymio apprend compter (Mode avanc) 41

    10 Les acclromtres (Mode avanc) 46

    II Les casse-ttes de Parson 48

    11 Les casse-ttes de Parson 49

    III Projets 54

    12 Les cratures de Braitenberg 55

    13 Le livre et le renard 57

    14 Lire des codes-barres 58

    15 Neoyer le sol 59

    16 Mesurer sa vitesse 60

    17 Arapez les chauards 61

    18 Automates finis 62

    19 Des capteurs avec plusieurs seuils 65

    2

  • 20 Plusieurs Thymio 66

    IV De la programmation visuelle la programmation textuelle 67

    21 Apprendre le langage AESL partir des programmes VPL 68

    V Annexes 81

    A Linterface dutilisateur VPL 82

    B Rsum des blocs VPL 84

    C elques trucs pour programmer avec VPL 87

    D Astuces pour utiliser les sliders 89

  • Prfaceest-ce quun robot ?

    Imaginez-vous sur votre vlo, pdalant sur la route, lorsque vous vous trouvez face unecolline. Vous dcidez donc de pdaler plus vite pour ne pas perdre trop de vitesse. Une fois enhaut, vous vous trouvez face une descente plutt raide. Vous allez donc freiner pour viter deprendre trop de vitesse et de perdre le contrle de votre vlo. Lorsque vous tes sur votre vlo,vos yeux sont vos capteurs qui mesure ce quil se passe dans le monde. Lorsque ces capteurs vos yeux dtectent un vnement tel quune courbe de la route, vous eectuez une action,telle que bouger le guidon gauche ou droite.

    Dans une voiture, nous pouvons trouver de nombreux capteurs. Le tachymtre, ce cadran aiguille ou digital derrire le volant, vous permet de savoir quelle vitesse votre voiture avance.Si vous remarquez que vous allez trop vite par rapport la limitation, vous allez freiner et, aucontraire, vous acclrerez si vous vous trouvez en dessous de la limite. Un autre cadran vousindique la quantit dessence se trouvant dans votre rservoir. Si vous voyez quil ny en apresque plus, vous dciderez dentreprendre laction daller remplir votre rservoir.

    Autant sur votre vlo que dans votre voiture, vous recevez des informations, des donnes,depuis les capteurs et vous dcidez dentreprendre des actions vis--vis de ces donnes. Unrobot est un systme dans lequel le processus est eectu par un systme informatique, engnral sans la participation dun tre humain.

    Le robot Thymio et lenvironnement Aseba VPL

    Thymio est un petit robot conu but ducatif (Figure 1.1). Il comprend dirents capteursqui peuvent mesurer la lumire, les distances, la temprature, etc. Il possde galement desboutons tactiles, il peut se rendre compte quon lui donne une petite tape et peut entendrequelquun qui frappe dans ses mains. Il possde deux roues, chacune relie un moteur, luipermeant de se dplacer sur une table, ou sur le sol. Il peut encore silluminer de toutes lescouleurs et jouer de la musique !

    Dans ce document, le nom Thymio est utilis pour dsigner le robot Thymio II.

    Aseba est un environnement de programmation pour petits robots comme le Thymio. VPL estun composant dAseba qui permet toutes et tous de programmer graphiquement Thymio enutilisant des blocs vnement et action trs simples demploi.

    Vue densemble du tutoriel

    Voici les sujets et les listes des blocs vnement et daction qui seront traits dans chaquechapitre. Je vous suggre de commencer par les chapitres sur le mode de base de VPL. Par

    1

  • la suite, vous pourrez suivre le tutoriel en mode avanc ou vous lancer dans quelques unsdes projets prsents. Les casse-ttes de Parson peuvent tre tents tout moment si vousvoulez tester vos connaissances de VPL. Lisez le Chapitre 21 lorsque vous voudrez quier VPLpour utiliser lenvironnement plus avanc Aseba Studio. Des rsums de rfrence sont aussi votre disposition en annexes.

    Premire partie : le tutoriel

    Les Chapitres 1 et 2 sont une introduction essentielle du robot, de lenvironnement VPL etde son principal concept de programmation : les paires vnement-actions.

    vnements : boutons Actions : couleurs du haut et du bas

    Les Chapitres 3 5 prsentent les vnements, actions et algorithmes ncessaires laconstruction de robots mobiles autonomes et qui sont au centre de toute activit avec Thymioet VPL.

    vnements : boutons, capteurs avants, capteurs infrieurs. Actions : moteurs

    Le Chapitre 6 dcrit certaines fonctionnalits amusantes du robot mais qui ne sont pasncessaires : les sons et les chocs.

    vnements : petite tape, frappe des mains Actions : musique, couleurs du haut et du bas

    Mode avancVPL contient un mode de base permeant lutilisation dvnements et actionsfaciles matriser pour un dbutant. Le mode avanc de VPL ore plus dvnementset dactions mais require plus dexprience. Les fonctionnalits du mode avancsont prsentes partir du Chapitre 7.

    Le Chapitre 7 explique les vnements minuts. Il existe une action qui enclanche un minuteur.Un vnement est ensuite dclench quand le minuteur est coul.

    vnements : minuteur coul Actions : dmarer le minuteur.

    2

  • Les Chapitres 8 et 9 expliquent le concept de machines tats qui permeent au robot deagir diremment selon leur tat. Les tats permeent aussi des oprations arithmtiqueslmentaires comme compter.

    vnements : tat associ un vnement Actions : changer dtat

    Le Chapitre 10 dcrit lutilisation des acclromtres du robot Thymio.

    vnements : vnements acclromtre

    Deuxime partie : les casse-ttes de Parson

    Le Chapitre 11 prsente les casse-ttes de Parson, des exercices qui vous permeent dvaluervos connaissances de VPL.

    Troisime partie : les projets

    Les Chapitres 12 20 proposent des projets que vous pouvez raliser vous-mmes. Le codesource VPL est disponible dans larchive mais je vous suggrerais davancer seul avant decomparer avec le corrig.

    atrime partie : de la programmation visuelle la programmation textuelle

    Le Chapitre 21 ouvre la voie pour la suite : lutilisation de lenvironnement textuel Studio.Avec celui-ci, il est possible daller bien au-del des possibilits oertes par VPL.

    Cinquime partie : les annexes

    LAnnexe A contient une description de linterface utilisateur les boutons sur la barredoutils.

    LAnnexe B est une liste des blocs vnement et action pour les modes de base et avanc.

    LAnnexe C donne quelques propositions destines aux professeurs et directeurs de projetsdtudiants. La premire section ore des pistes pour stimuler lexploration et lexprimentation.La section suivante donne quelques bonnes habitudes de programmation. La section finaledresse une liste de quelques piges courants et comment les viter.

    LAnnexe D discute direntes techniques dutilisation des sliders pour les blocs capteurs etmoteurs.

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  • Cartes de rfrence

    Vous trouverez peut-tre utile dimprimer une ou les deux cartes de rfrence VPL. Vous lestrouverez dans le mme fichier zip que ce document, ou alors surhps://www.thymio.org/fr:visualprogramming.

    Une page simple contient un rsum des blocs vnement et action.

    Une page recto-verso qui peut tre plie pour former une carte pratique contient unrsum de linterface VPL, des blocs vnement et action et des exemples de programmes.

    Installation dAseba

    Pour installer Aseba, y compris VPL, rendez-vous sur hps://www.thymio.org/fr:start et cliquezsur licne correspondant votre systme (Windows, Mac OS etc.). Suivez les instructions pourtlcharger et installer lapplication. Linsallation dAseba contient la fois lenvironnementde dveloppement VPL et Studio (voir Chapitre 21).

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    https://www.thymio.org/fr:visualprogramminghttps://www.thymio.org/fr:start

  • Versions 1.3 et 1.4La liste suivante est destine aux lecteurs ayant dj une certaine exprience avec VPL danssa version prcdente, Aseba 1.3 ; elle numre les dirences entre cee version et la 1.4. Sivous navez jamais utilis VPL auparavant, vous pouvez sauter cee section.

    Changements apports aux blocs vnement et action

    Lapparence graphique des boutons des blocs a t modifie, principalement dans lebut dintgrer de nouvelles fonctionnalits.

    Dans la 1.3, une case rouge dans un bloc vnement capteurs horizontaux dclanchait unvnement lorsque le capteur dtectait un objet, alors quune case blanche dclanchaitun vnement lorsquil ny avait pas dobjet en face du capteur. Dans la 1.4, une caseblanche dclanche un vnement quand le capteur mesure beaucoup de lumire rflchie,alors quune case noire dclanche un vnement lorsque le capteur mesure peu ou pasde lumire rflchie parce quil ny a pas dobjet devant le capteur (pages 18, 20). Lescapteurs du bas utilisent aussi les couleurs noir et blanc, au lieu de rouge et blanc, maisle fonctionnement dans la 1.4 est identique la 1.3, avec le noir au lieu du rouge.

    En mode avanc, les seuils des capteurs peuvent tre modifis (page 46).

    En mode avanc, un vnement permet de crer des vnements acclromtre enindiquant des valeurs pour les acclrom