Upload
les-brickodeurs
View
1.934
Download
4
Embed Size (px)
Citation preview
Destination Base HEXILIS
Document de travail
10 Missions pour apprendre à maitriser la construction et la programmation des
LEGO MINDSTORMS© EV3
23/02/2016 1Document de travail
Explorer > Combiner > Transformer
23/02/2016 2Document de travail
Mission 1
• Lister le matériel
Difficulté :
Type mission :
Aspect :
Compétences :
Contexte : avant de partir en mission, de bons agents spéciaux doivent connaitre leur matériel.
Un inventaire s’impose avant de partir en mission.
23/02/2016 3Document de travail
Objectif pédagogique : connaitre le nom des pièces et l’architecture du LEGO Mindstorms EV3.Ressources : Annexe ARésultat Livrable attendu :…
Mission 2
• Pour Choisir un châssis
– Simple et polyvalent
– Pour quel type de mission ?
• Quoi & pourquoi, Comment, Où , Quand
Difficulté :
Type mission :
Aspect :
Compétences :
• Quoi & pourquoi, Comment, Où , Quand
23/02/2016 4Document de travail
Objectif pédagogique : connaitre l’architecture d’un robot LEGO MINSTORMSRessources : Annexe BRésultat Livrable attendu :
Contexte : pour accomplir leur mission, les agents STORMs ont besoin d’un robot polyvalent
pouvant les aider dans un maximum de missions délicates.
Mission 3
• En route vers la base HEXILIS
– Contexte : nous n’avons plus de nouvelles de la base HEXILIS. Explorer la base pour savoir ce qui se passe. Y-a-t-il des survivants ?
Difficulté :
Type mission :
Aspect :
Compétences :
se passe. Y-a-t-il des survivants ?
– Étudier les plans de la base
– Algorithme des trajets…
23/02/2016 5Document de travail
Objectif pédagogique :Ressources :Résultat Livrable attendu :
Mission 4
• Aller jusqu’à la porte d’entrée (1), et revenir à la base
– Sans utiliser de capteurs tactile ou ultrason
Difficulté :
Type mission :
Aspect :
Compétences :
23/02/2016 6Document de travail
Objectif pédagogique :Ressources : Annexe C 1Résultat Livrable attendu :
Mission 5
• Aller jusqu’à la porte d’entrée (1), et revenir à la base en utilisant le capteur à ultrason.
23/02/2016 Document de travail 7
Objectif pédagogique :Ressources : Annexe C 2Résultat Livrable attendu :
Mission 6
• Suivre la ligne pour accéder à l’ordinateur de bord (2).
Difficulté :
Type mission :
Aspect :
Compétences :
23/02/2016 8Document de travail
Objectif pédagogique :Ressources :Résultat Livrable attendu :
Mission 7
• Aller dans la salle du générateur (3)
• Actionner le générateur (3)
Difficulté :
Type mission :
Aspect :
Compétences :
23/02/2016 9Document de travail
Objectif pédagogique :Ressources :Résultat Livrable attendu :
Mission 8
• Déplacer le module de transmission qui bloque le passage (4).
• Ou ramener le module de transmission à côté de l’ordinateur de bord (5).
Difficulté :
Type mission :
Aspect :
Compétences :
de l’ordinateur de bord (5).
23/02/2016 10Document de travail
Objectif pédagogique :Ressources : Annexe C 4Résultat Livrable attendu :
Mission 9
• Retourner au hangar (6)
• Neutraliser le gardien (G)
Difficulté :
Type mission :
Aspect :
Compétences :
23/02/2016 11Document de travail
Objectif pédagogique :Ressources :Résultat Livrable attendu :
Mission 10
• Accéder à la sortie pour libérer les scientifiques (S).
Difficulté :
Type mission :
Aspect :
Compétences :
23/02/2016 12Document de travail
Objectif pédagogique :Ressources :Résultat Livrable attendu :
Reste à faire• Calibrer la difficulté des missions,• Modéliser et Construire le décor, • Typer les missions :
– Mission Collecte : Objectif : collecter, trouver, lister des ressources– Mission Puzzle : Objectif : résoudre un problème– Mission Partage : Objectif : partager N ressources– Mission représentation : Objectif : jouer un comportement, représenter un système– Mission Conquête : Objectif : capture un territoire, une ressource– Mission Croissance : Objectif : Augmenter le nombre de ressources du système– Mission Tracking : Traquer et suivre le comportement d'un objet/personne/ressource et – Mission Tracking : Traquer et suivre le comportement d'un objet/personne/ressource et
comprendre son comportement– Mission Expérience : Réaliser une expérience ou trouver les résultat d'une expérience– Mission Réduction : Réduire le nombre de ressources d'un système– Mission Labyrinthe : Trouver un chemin dans un "espace"– Mission Raconte-moi une histoire : Créer une histoire– Mission Livraison : Livrer des ressources– Mission Trouver et Détruire : Trouver et corriger une erreur dans une ressource ou un objet
qui n'est pas à sa place– Mission Eclaireur : Observer, noter et rédiger un rapport– Mission Recherche : partir avec une question et revenir avec une réponse– Mission Conception : Réaliser un produit qui sera utilisé dans une autre mission– Mission Apprenti : un expert accompagne un apprenti pour lui apprendre quelque chose
23/02/2016 13Document de travail
Reste à faire• Déterminer les Aspects abordés :
– aspect : technique– aspect : matériel– aspect : composants – structure – aspect : manipulation– aspect : outils/logiciel– aspect : conception
• Lister les Compétences mise en œuvre � badges � passeport• Lister les Compétences mise en œuvre � badges � passeport– vocabulaire : Connaitre le vocabulaire LEGO & Robotique: le nom des
pièces, le nom des composants, des outils– actions : Connaitre le déplacement des objets : moteur/robot,
déplacement– réaction : Connaitre les capteurs – interaction : Savoir gérer les capteurs– SPRI : Comprendre la problématique– QQCOQP : Décomposer une problématique– EDI, Environnement : Connaitre un environnement de travail : EV3,
Scratch,23/02/2016 14Document de travail
FE
SC
An
ne
xe
-
Ba
se H
EX
ILISM
ission
1 : C
om
pre
nd
re le
s LEG
O M
ind
storm
sZ
EX
99
63
-A-D
estin
atio
n
Ba
se H
EX
ILIS
Co
mp
ren
dre
les LE
GO
Min
dsto
rms
16
De
stina
tion
Co
mp
ren
dre
les LE
GO
Min
dsto
rms
Lego Mindstorm
s E
V3
Pa
ge
2 su
r 10
P
rése
nta
tion
du
ma
térie
l
O
n distingue 3 composants principaux:
• la brique E
V3
• les m
oteurs
• les capteurs
Ce sont ces com
posants qui permettront aux robots que tu vas construire d’agir et de
réagir. Mo
teu
r
Mo
ye
n
Gro
s
Mo
teu
rs
Ca
pte
ur
tactile
Ca
pte
ur
gy
rosco
piq
ue
Ca
pte
ur d
e
cou
leu
rs
Ca
pte
ur d
e
dista
nce
Lego Mindstorm
s E
V3
Pa
ge
3 su
r 10
L
a b
riqu
e E
V3
C
aractéristiques techniques de la brique EV
3
Systèm
e d'exploitation : LIN
UX
P
rocesseur : A
RM
9 300 MH
z M
émoire flash :
16 Mo
Mém
oire vive : 64 M
o R
ésolution de l'écran : 178x128/noir &
blanc La
brique est
l’ordinateur qui
comm
ande le
robot. Les
moteurs
et les
capteurs s’y
connectent. P
résentation des boutons
Un
écran perm
et de
visualiser les
informations
et son
état (program
me
en cours,
allumage, extinction...) et plusieurs boutons perm
ettent de sélectionner les programm
es ou les fonctions.
Lego Mindstorm
s E
V3
Pa
ge
4 su
r 10
P
rése
nta
tion
de
s lum
ière
s d’é
tat
Le témoin lum
ineux d'état de la brique qui entoure les boutons indique l'état actuel de la brique E
V3. Il peut être vert, orange ou rouge et il peut clignoter. V
oici les codes du témoin
d'état de la brique:
Rouge:
démarrage, m
ise à jour, arrêt R
ouge clignotant: occupé
Orange:
alerte, prêt O
range clignotant: alerte, en cours d'exécution
V
ert: prêt
Vert clignotant:
programm
e en cours d'exécution M
ise en marche de la brique E
V3
P
our allumer la brique E
V3, appuie sur le bouton central
. P
endant le démarrage, le bouton devient rouge. Lorsque le
bouton est vert, la brique est prête à être utilisée. P
our éteindre la brique EV
3, appuie sur le bouton Retour
jusqu'à ce que l'écran d'extinction s’affiche. L'option d'annulation X
est déjà sélectionnée. Appuie sur le
bouton droit pour sélectionner l'option de confirm
ation, puis appuie sur le bouton central
pour confirmer.
La brique s’éteint automatiquem
ent si elle n’est pas utilisée durant un tem
ps déterminé (par défaut: 30 m
in).
Lego Mindstorm
s E
V3
Pa
ge
5 su
r 10
P
rése
nta
tion
de
s co
nn
ec
teu
rs
Les moteurs se branchent toujours sur les ports A
, B, C
et D.
Les capteurs se branchent toujours sur les ports 1, 2, 3 et 4.
Attention! Les fiches sont fragiles!
Lego Mindstorm
s E
V3
Pa
ge
6 su
r 10
L
es m
ote
urs E
V3
Les m
oteurs EV
3 sont à la fois des moteurs et des capteurs. Ils sont en effet équipés de
capteurs de rotation précis au degré près. Par exem
ple, il est possible de programm
er une rotation de 48°.
Le Mindstorm
s EV
3 est équipé de 3 moteurs: deux grands m
oteurs et un moteur m
oyen. G
rands moteur
Le grand m
oteur est un moteur plus puissant, m
ais moins
rapide. Il sera utilisé en priorité pour le déplacement des
robots. Le grand m
oteur tourne à un régime de 160-170 tours par
minute (tpm
), avec un couple en rotation de 20 newtons-
centimètres (N
cm) et un couple de blocage de 40 N
cm.
Pour sim
plifier, le couple est l’effort que le moteur est capable de fournir en rotation autour
d’un axe. C’est donc la force que le m
oteur est capable de donner dans son mouvem
ent. P
ar exemple, lorsqu’un cycliste appuie davantage sur les pédales pour m
onter une côte ou pour accélérer, il développe davantage de couple.
Moteur m
oyen
Le moteur m
oyen est un moteur m
oins puissant, mais plus
rapide. Il est aussi plus léger. Il sera utilisé lorsqu’on aura besoin d’une réaction plus rapide qu’avec le gros m
oteur. Le m
oteur moyen tourne à un régim
e de 240-250 tpm, avec
un couple en rotation de 8 Ncm
et un couple de blocage de 12 N
cm.
Note: il n’existe pas de petit m
oteur.
Lego Mindstorm
s E
V3
10
Le
s ca
pte
urs E
V3
Le capteur de couleurs
Le
capteur de
couleur peut
détecter les
couleurs ou
l'intensité de
la lum
ière. T
rois m
odes d'utilisation
sont disponibles:
C
ouleur Intensité de la lum
ière réfléchie Intensité lum
ineuse ambiante.
En m
ode Couleur, le capteur reconnaît sept couleurs (noir,
bleu, vert, rouge, jaune, blanc et marron).
En m
ode Intensité de la lumière réfléchie, le capteur m
esure l'intensité de la lum
ière réfléchie en émettant une lum
ière rouge. Le capteur utilise une échelle allant de 0 (très som
bre) à 100 (très clair). E
n m
ode Intensité
lumineuse
ambiante,
le capteur
mesure
l'intensité de
la lum
ière am
biante (p. ex. la lumière du jour ou le faisceau d'une lam
pe torche) qui pénètre par la fenêtre. Le capteur utilise une échelle allant de 0 (très som
bre) à 100 (très lumineux).
Tu peux utiliser le capteur de couleur pour suivre une ligne au sol, ou pour trier des boules
de couleurs. C
onseil d’utilisation: place le capteur perpendiculairem
ent à la surface à mesurer.
Le capteur tactile
Le capteur tactile est un capteur analogique qui détecte quand son bouton rouge est enfoncé et relâché. Il peut être program
mé
pour définir
une action
en utilisant
trois possibilités:
•
Enfoncé
• R
elâché •
Heurté (enfoncé puis relâché)
Tu peux utiliser le capteur tactile com
me un interrupteur, ou
pour arrêter le robot quand il rencontre un obstacle
Lego Mindstorm
s E
V3
11
Le capteur gyroscopique Le capteur gyroscopique détecte le m
ouvement de rotation
sur un
seul axe.
Quand
vous faites
tourner le
capteur gyroscopique dans le sens des flèches (sur le boîtier du capteur), le capteur détecte la vitesse de rotation en degrés par
seconde (la
vitesse m
aximale
que le
capteur peut
mesurer est de 440 degrés par seconde). Il m
émorise aussi
l'angle de rotation total en degrés.
Tu
peux donc
utiliser ce
capteur pour détecter si une pièce est en m
ouvement. T
u peux aussi l’utiliser pour faire tourner le robot sur lui- m
ême
jusqu’à ce
qu’il atteigne
la valeur voulue; par exem
ple 90°. La précision est de +
/- 3 degrés. C
onseil d’utilisation: le capteur ne doit pas bouger lorsqu’il est connecté à la brique E
V3.
Le capteur à ultrasons
Le capteur à ultrasons mesure la distance des objets se
trouvant devant
lui. Il
émet
des ondes
sonores à
haute fréquence et m
esure le temps qu'il faut au son pour être
réfléchi et
revenir au
capteur. Les
chauves-souris et
les dauphins
utilisent la
mêm
e m
éthode pour
chasser. C
’est l’écholocalisation.
Le capteur peut mesurer une distance com
prise entre 3 et 250 centim
ètres (avec une précision de +/-1 cm
). Le témoin
allumé autour de l’œ
il du capteur indique que le capteur est en m
ode Mesure. Le tém
oin clignotant indique que le capteur est en m
ode Présence.
En m
ode Présence, le capteur peut détecter un autre capteur à ultrasons qui fonctionne à
proximité; le capteur détecte les signaux sonores, m
ais il n'en émet pas, com
me le sonar
d’un sous-marin.
Tu peux utiliser le capteur à ultrasons pour éviter des obstacles, suivre une cible m
obile ou détecter un m
ouvement.
Lego Mindstorm
s E
V3
12
Les pièces Il est im
portant d’avoir un vocabulaire comm
un pour se comprendre, en particulier pour
nomm
er les nombreuses pièces qui constituent le M
indstorms E
V3.
Beaucoup de pièces (barres, axes...) existent dans des longueurs différentes. L’unité de
m
esure s’appelle le module (abrégée M
) et correspond à une pièce de 1x1. E
xemples: brique 1x1M
(rouge) et brique 1x2M (jaune)
Voici les principales fam
illes de pièces:
Les bagues
Les chevilles
Les connecteurs
Les axes
Les poutres
Les briques
Les barres perforées
Les roues dentées et engrenages
Lego Mindstorms EV3
Chevilles
Les roues dentées et
engrenages
Les poutres droites
Les bagues
Les axes
Les poutres
coudées
Les connecteurs
Chevilles
longues
Chevilles
axés
FE
SC
An
ne
xe
-
Ba
se H
EX
ILISM
ission
2 : C
om
pre
nd
re l’a
rchite
cture
d’u
n
rob
ot LE
GO
Min
dsto
rms
ZE
X9
96
3
-B-D
estin
atio
n
Ba
se H
EX
ILIS
: Co
mp
ren
dre
l’arch
itectu
re d
’un
rob
ot LE
GO
Min
dsto
rms
16
De
stina
tion
: Co
mp
ren
dre
l’arch
itectu
re d
’un
A
ccessoire Capteur à U
ltrasons
An
ne
xe
-
Ba
se H
EX
ILISA
nn
ex
es d
es M
ission
s
-C-D
estin
atio
n
Ba
se H
EX
ILIS
An
ne
xe
s de
s Missio
ns 3
, 5, 7
& 8
16
De
stina
tion
Pa
ge
2 su
r 22
Pa
ge
3 su
r 22
An
nexe C
1 : M
ission
3
V
ue d'ensemble: construire un robot qui est capable de naviguer autour d'un parcours
d’obstacles.
Projet: V
otre équipe ST
OR
M est à la recherche d’un nouveau
robot d’intervention multifonction. V
ous devez construire et tester un robot qui est capable de suivre un ensem
ble de comm
andes pour explorer votre zone d’intervention. A
vant que le robot ne soit déployé,
il doit
être testé
en profondeur
pour vérifier
qu'il fonctionnera com
me prévu. V
ous ne pouvez pas envoyer un S
torm sur zone pour redém
arrer le robot! M
até
riel re
qu
is
• 1 E
V3 robot en kit par groupe
• 1 ordinateur par groupe
• D
u ruban adhésif de masquage et un m
ètre ruban C
on
seils p
ou
r l’an
imate
ur
Cette section portera sur les sujets suivants, entre autres
• Le calcul élém
entaire •
Les nombres décim
aux et les fractions •
La relation entre le diamètre et la circonférence
• La conversion entre m
illimètres et pouces
Lors d
e la missio
n 2
, les app
rentis ro
bo
ticiens o
nt co
nstru
it le rob
ot R
ileyRo
ver en su
ivant les in
structio
ns d
e co
nstru
ction
. Lo
rs de la m
ission
3, ils o
nt an
ticipé les trajets à p
révoir p
ou
r accéder au
x différen
ts po
ints d
’accès.
Po
ur la m
ission
4, ils vo
nt d
evoir p
rend
re con
naissan
ce des in
structio
ns à d
on
ner au
rob
ot.
Le lo
gicie
l EV
3
Po
ur effectu
er la pro
gramm
ation
, no
us au
ron
s beso
in d
e bien
con
naître le b
loc «
Dép
lacemen
t et directio
n»
qu
i se tro
uve d
ans la p
alette des b
locs d
'action
(verte). La figu
re ci-desso
us m
on
tre le blo
c Déplacem
ent et direction
en so
ulign
ant les d
ifférentes en
trées du
blo
c.
Page 4
sur 2
2 Le b
loc D
ép
lace
me
nt e
t dire
ction
disp
ose d
e plu
sieurs p
arties différen
tes com
me illu
stré ci-desso
us.
Le Sé
lecte
ur d
e P
ort id
entifie les p
orts au
xqu
els les mo
teurs so
nt co
nn
ectés. Si vo
us u
tilisez le mo
dèle R
ileyRo
ver, assu
rez-vou
s qu
e le mo
teur gau
che est co
nn
ecté au p
ort B
et qu
e le mo
teur d
roit est co
nn
ecté au p
ort C
(câbles
en cro
isé). Si ce n’est p
as fait correctem
ent, alo
rs no
tre rob
ot va to
urn
er à gauch
e qu
and
no
us lu
i diso
ns d
e to
urn
er à dro
ite et vice versa. Le sé
lecte
ur d
e m
od
e sélectio
nn
e la façon
do
nt vo
us so
uh
aitez con
trôler la d
urée d
e rotatio
n d
es rou
es : activé, d
ésactivé, activé pen
dan
t un
certain n
om
bre d
e secon
des, activé p
end
ant u
ne ro
tation
d’u
n certain
no
mb
re de
degrés o
u d
’un
certain n
om
bre d
e rotatio
ns.
L
es e
ntré
es d
es b
locs
Les en
trées des b
locs ch
angen
t en fo
nctio
n d
u m
od
e qu
i a été cho
isi.
Direction:
Vo
us p
ou
ve
z soit e
ntre
r un
e v
ale
ur, so
it faire
glisse
r le cu
rseu
r. « 0
» sig
nifie
tou
t dro
it, « -1
00
» sig
nifie
tou
rne
r à g
au
che
de
faço
n se
rrée
et «
10
0 »
tou
rne
r à d
roite
de
faço
n se
rrée
. Les v
ale
urs e
ntre
ces lim
ites v
ou
s do
nn
ero
nt d
ive
rs vira
ge
s, de
s vira
ge
s très
pro
gre
ssifs jusq
u'à
de
s vira
ge
s très se
rrés.
Puissance:
Là e
nco
re, v
ou
s po
uv
ez sa
isir un
nu
mé
ro o
u fa
ire g
lisser le
curse
ur. «
10
0 »
sign
ifie «
au
ssi vite
qu
e p
ossib
le e
n a
va
nt »
, « -1
00
» sig
nifie
« a
ussi v
ite q
ue
po
ssible
en
arriè
re »
et «
0 »
sign
ifie p
uissa
nce
nu
lle (e
ffectiv
em
en
t un
arrê
t). De
s va
leu
rs en
tre ce
s
limite
s fero
nt d
ép
lace
r le ro
bo
t à d
es v
itesse
s diffé
ren
tes e
n a
va
nt o
u e
n a
rrière
.
Rotations / degrés / secondes :
Ce
tte e
ntré
e (v
isible
selo
n le
mo
de
cho
isi) dé
term
ine
da
ns q
ue
lle m
esu
re le
s rou
es d
u ro
bo
t vo
nt to
urn
er. P
ar e
xe
mp
le «
2 »
en
mo
de
«
rota
tion
s » fe
ra to
urn
er le
s rou
es d
u ro
bo
t de
de
ux
rota
tion
s, « 4
,5 »
en
mo
de
« se
con
de
s
» fe
ra to
urn
er le
s rou
es d
u ro
bo
t pe
nd
an
t qu
atre
seco
nd
es e
t de
mie
.
Page 5
sur 2
2
Freiner à la fin:
Qu
an
d le
rob
ot a
term
iné
son
mo
uv
em
en
t, il pe
ut so
it ap
pliq
ue
r
imm
éd
iate
me
nt le
s frein
s po
ur le
s mo
teu
rs (VR
AI) so
it laisse
r les m
ote
urs e
n ro
ue
libre
(FA
UX
).
Ch
oisisso
ns le m
od
e Activ
é p
en
da
nt (ro
tatio
ns) p
ou
r le mo
men
t. Avec ce m
od
e sélection
né, n
ou
s po
uvo
ns
main
tenan
t con
figurer les d
ifférentes en
trées de b
locs p
ou
r po
uvo
ir répo
nd
re à la prem
ière qu
estion
sur la fich
e d
e travail de l'ap
pren
ti rob
oticien
: Avan
cer de 2
rotatio
ns.
Si tou
t se passe co
mm
e prévu
, les rou
es de vo
tre rob
ot d
evraient to
urn
er d’exactemen
t deu
x rotatio
ns.
Pou
r la m
ission
4:
Avancer de 2 rotations
= 352m
m ou 13,9 pouces (si vous utilisez les roues fournies
avec le EV
3)
Avancer de 2 degrés
= 1m
m. A
lors que le robot va à peine se déplacer, l’apprenti roboticiens devraient voir les m
oteurs « sursauter » un tout petit peu.
Page 6
sur 2
2
Avancer pendant 2 secondes.
Le déplacement du robot dépend de la puissance
choisie. Deux secondes vers l’avant avec une puissance de 20%
vont faire avancer le robot m
oins loin que deux secondes vers l’avant avec une puissance de 100%.
Jusqu'où ira le robot si les roues tournent de 3 ro
tations? P
our répondre à cette question, nous devons prendre des m
esures pour déterminer les caractéristiques du
mouvem
ent du robot. C'est une bonne occasion de renforcer ou introduire la relation
entre le rayon d'une roue et sa circonférence.
Calculer la circonférence peut se faire soit m
athématiquem
ent soit expérimentalem
ent en fonction de la capacité des apprentis roboticiens.
Expérim
entalement:
Enlever u
ne ro
ue d
u ro
bo
t et faire un
e marq
ue su
r le pn
eu so
it avec un
e craie soit avec
du
rub
an ad
hésif. C
réer un
e marq
ue d
e dép
art sur la tab
le et aligner la m
arqu
e du
pn
eu avec elle. M
ainten
ant,
rou
ler lentem
ent la ro
ue ju
squ
'à ce qu
e la marq
ue d
e pn
eu to
uch
e le sol. Faire u
ne au
tre marq
ue à cet en
dro
it et u
tiliser un
e règle po
ur m
esurer la d
istance.
Ma
thé
ma
tiqu
em
en
t: La circon
férence d
'un
e rou
e peu
t être calculée en
utilisan
t le form
ule: c = π
× d o
ù c =
circon
férence, π
= 3,14 (en
viron
) et d est le d
iamètre d
e la rou
e. La ro
ue q
ui fait p
artie de l’en
semb
le stand
ard EV
3 a u
n d
iamètre d
e 56m
m (2
,2 p
ou
ces), ce qu
i corresp
on
d à u
ne
circon
férence d
'enviro
n 176
mm
(6,9
po
uces).
Cela sign
ifie qu
e po
ur u
ne ro
tation
com
plète, le ro
bo
t avancera d
e 176m
m (6
,9 p
ou
ces). Étant d
on
né q
u’u
ne
rotatio
n co
mp
lète fait 360
degrés, o
n p
eut calcu
ler qu
e 1 d
egré de ro
tation
de la ro
ue fera avan
cer le rob
ot d
e 0
,49mm
.
P
our 3 rotations, le robot avancera de 528mm
(20,8 pouces).
Circonférence
Page 7
sur 2
2
Faire avancer le robot lentem
ent de 5 rotations, puis le faire reculer de 1800 degrés aussi
vite que possible. E
ncourager les apprentis roboticiens à calculer la correspondance entre 1800 degrés et la distance parcourue (1800/360 =
5 rotations). Ils doivent donc constater que le robot se retrouve exactem
ent là où il a comm
encé.
Faire
tou
rner v
otre
rob
ot
Qu
and
on
dem
and
e aux ap
pren
tis rob
oticien
s de faire to
urn
er leurs ro
bo
ts auto
ur d
'un
cercle com
plet (3
60
degrés), b
eauco
up
d’en
tre eux vo
nt sim
plem
ent tap
er 360
degrés avan
t d’exécu
ter le pro
gramm
e. Lorsq
u'il est
exécuté, cep
end
ant, s'ils u
tilisent le R
ileyRo
ver, ils von
t con
stater qu
e leur ro
bo
t ne to
urn
e pas d
e 360 d
egrés, m
ais en réalité b
eauco
up
mo
ins.
Cela se p
rod
uit p
arce qu
e le blo
c Dé
pla
cem
en
t et d
irectio
n est co
nçu
po
ur co
ntrô
ler la rou
e d
u ro
bo
t, et no
n
l'en
sem
ble
du
rob
ot. Si n
ou
s ob
servon
s la rou
e, no
us co
nstatero
ns q
u'elle a effectivem
ent to
urn
é d’exactem
ent
360
degrés, to
ut co
mm
e on
lui a d
it de le faire. L'an
gle de ro
tation
du
rob
ot d
épen
d d
e plu
sieurs facteu
rs do
nt la
taille des ro
ues et la d
istance en
tre les rou
es. P
ou
r trou
ver la du
rée requ
ise po
ur faire to
urn
er le rob
ot d
e 360 d
egrés il est préférab
le de faire d
es expérien
ces. C
haq
ue co
ncep
tion
du
rob
ot est légèrem
ent d
ifférente, d
e sorte q
ue le n
om
bre d
e degrés n
écessaires po
ur faire
tou
rner co
mp
lètemen
t un
rob
ot p
eut varier co
nsid
érablem
ent, m
ême avec d
es rob
ots q
ui se ressem
blen
t b
eauco
up
.
Pou
r la m
ission
4 :
Conseil pour faire tourner votre robot autour d'un
cercle complet (360 degrés).
Continuez à augm
enter le paramètre D
égrées des roues jusqu'à ce que le robot tourne
de 360
degrés. U
n virage
serré avec
l’entre «
direction »
du bloc
Déplacem
ent et
direction réglée
soit à
gauche (-100)
soit à
droite (100)
est
nécessaire. Les apprentis roboticiens peuvent effectuer des essais avec des valeurs
A
STU
CE
: Le ra
yon d
e b
raquage d
u ro
bot e
st d
éfin
i par le
poin
t où le
s roues to
uch
ent le
sol. C
om
pte
tenu d
u fa
it que l'E
V3 a
des ro
ues la
rges, il e
st diffic
ile d
e d
éte
rmin
er
exacte
ment o
ù s
e tro
uve le
centre
de c
onta
ct avec le
sol. L
es ro
bots lo
urd
s (ou m
al
constru
its) p
euvent ca
user u
ne lé
gère
défo
rmatio
n d
es ro
ues d
épla
çant le
centre
de
conta
ct un p
eu p
lus p
rès d
u centre
.
Page 8
sur 2
2
différentes jusqu'à ce qu'ils trouvent une solution acceptable.
Pour tester, placez une longueur de ruban sur le sol. D
émarrez le robot avec les
deux roues sur la bande. Après une rotation parfaite (360°) du robot les deux roues
doivent se retrouver sur la bande.
Pour le R
ileyRover, avec des piles neuves, sur une surface lisse, un angle de 785
degrés d'un virage serré donne un virage du robot d’exactement 360 degrés. L’angle
nécessaire pour votre robot peut varier un peu, mais devrait être proche de 785°.
Faire avancer de 500m
m, tourner de 180 degrés et re
tourner au point de départ.
Poser deux bandes de ruban espacées de 500m
m com
me distance d'essai.
La durée nécessaire pour avancer de 500mm
peut être calculée en divisant 500mm
par la circonférence de la roue (176m
m).
X =
50
0 /
17
6
X =
2,8
4 ro
tatio
ns O
U
2,9
0 ro
tatio
ns
E
n utilisant de l'angle de braquage découvert ci-dessus, les apprentis roboticiens peuvent faire un calcul approxim
atif de ce qui est nécessaire pour faire un virage de 180 degrés. P
our la RileyR
over, sur une surface plane, les roues doivent tourner d’environ 390 degrés (785/2) pour effectuer un virage précis de 180 degrés.
Page 9
sur 2
2 A
nn
exe C
2 : M
ission
5
Vue d’ensem
ble : Équiper votre robot avec un capteur pour l’aider à détecter les obstacles.
Projet : P
our explorer votre zone d’intervention, votre robot rencontrera sans doute des obstacles sur son chem
in. Les responsables de l’Agence S
TO
RM
demande que vous dém
ontriez la capacité de votre robot de détecter des obstacles et de les éviter. Il est im
portant que votre robot ne touche aucun de ces obstacles car nous ne voulons pas abîm
er le robot ni contaminer
l’environnement de notre recherche.
Éq
uip
em
en
t req
uis
• 1 ensem
ble robot EV
3 par groupe •
1 ordinateur par groupe
Connecter l’accessoire C
apteur à Ultrasons à l’avant du robot et assurez-vous que le
câble soit bien connecté. Pour ce chapitre nous allons connecter le capteur à ultrasons
au port 4.
Page 1
0 sur 2
2
Th
éo
rie
Le capteur à ultrasons utilise la gamm
e des ultrasons pour déterminer la distance par
rapport à un objet. Les capteurs à ultrasons, ou SO
NA
R (S
Ound N
avigation And
Ranging) ém
ettent une onde sonore de très haute fréquence à partir de l’une des deux ouvertures dans le capteur. C
ette onde sonore est typiquement de 40 kH
z, bien supérieur à ce qu’une oreille hum
aine peut détecter. Cette onde sonore voyage à
travers l’air et est réfléchie par un objet avec l’écho retournant vers l’autre ouverture du capteur. E
n mesurant le tem
ps nécessaire pour que le son fasse l’aller-retour, le capteur peut calculer l’éloignem
ent de l’objet.
Le capteur à ultrasons peut calculer la distance le séparant d'un objet en
mesurant la durée nécessaire pour que des ondes son
ores réfléchies reviennent au capteur.
La valeur que le capteur à ultrasons enverra dépend de la surface à partir de laquelle une onde sonore a été réfléchie. Les surfaces lisses et perpendiculaires donnent des résultats précis m
ais les surfaces irrégulières (telles que des mains, d’autres robots,
des m
urs non-perpendiculaires
etc.) peuvent
donner des
résultats différents.
L’important ici est donc de faire beaucoup d’essais. S
achez que quand le capteur est très près du sol, des surfaces extrêm
ement rugueuses peuvent déclencher le capteur
de façon inattendue.
Con
seils p
ou
r l’an
imate
ur
La p
rem
ière
éta
pe
de
ce d
éfi e
t de
dé
tecte
r un
ob
stacle
et d
e s’a
rrête
r. Da
ns ce
cas, n
ou
s
ne
vo
ulo
ns p
as d
ire a
ux
rou
es d
u ro
bo
t qu
elle
dista
nce
elle
s do
ive
nt p
arco
urir. A
va
nce
r de
5 ro
tatio
ns, p
ar e
xe
mp
le, n
e n
ou
s aid
era
pa
s si l’ob
jet e
st à 1
0 ro
tatio
ns d
ev
an
t no
us. C
e
sera
it dé
sastre
ux
qu
e si l’o
bje
t éta
it à se
ule
me
nt 2
rota
tion
s !
Il est facultatif d’utiliser un organigramm
e pour planifier ce que le robot va faire.
Com
mencer à avancer
Attendre que l’obstacle soit détecté
Arrêter les m
oteurs
Page 1
1 sur 2
2 C
ette approche
utilisera toujours
le bloc
Déplacem
ent et
Direction, m
ais plutôt que choisir un des modes S
econdes, D
egrés ou Rotations, nous utiliserons le m
ode Activé. C
eci enclenchera les m
oteurs et lancera le bloc de programm
ation suivant. Les m
oteurs continueront à tourner jusqu’à ce qu’un autre
bloc D
éplacement
et D
irection leur
dise de
faire autrem
ent. L
e b
loc A
tten
dre
Le bloc suivant dira au robot d’attendre jusqu’à ce qu’un obstacle ait été détecté. On fait
cela avec le bloc Attendre
. Le bloc Attendre peut être configuré pour attendre pendant une
durée spécifique où attendre jusqu’à ce qu’une condition ait été observée avec un capteur. D
ans ce cas nous utiliserons le mode C
apteur à Ultrasons.
C
omparer et C
hangement
Chaque m
ode de capteur dans le bloc Attendre vous donne les options « C
omparer » et «
Changem
ent ». Chaque option est différente et a une utilité spécifique.
• C
omparer :
ce mode prend la valeur et la com
pare avec une valeur spécifique, par exem
ple : attendre que la distance soit inférieure à 100 cm.
• C
hangement :
ce mode ne cherche pas un nom
bre spécifique, mais plutôt un
changement spécifique. P
ar exemple, attendre que la distance soit 50 cm
plus près que quand il a com
mencé. C
ela peut signifier que le robot comm
ence, par exem
ple, à 200 cm et puis se rapproche de 50 cm
, pour finir à 150 cm.
Page 1
2 sur 2
2
Nous allons utiliser le m
ode « comparer » com
me nous avons besoin de savoir
exactement à quelle distance nous som
mes de l’objet.
Pour finir de préparer le bloc, nous allons le configurer pour qu’il attende jusqu’à ce
que la valeur envoyée par le capteur à ultrasons passe en dessous de 10 cm. D
ans ce cas nous pourrions choisir ou bien « inférieur à » ou bien « inférieur ou égal à ».
Nous avons presque fini ! P
our le mom
ent le robot comm
ence à rouler et continue à rouler
jusqu’à ce
qu’il détecte
un objet
à m
oins de
10 cm
. S
i nous
laissons le
programm
e tel quel le robot saura qu’il y a un autre objet mais sans lui dire ce que les
moteurs doivent faire il le heurtera. N
otre dernier bloc dira aux moteurs de s’arrêter.
Le p
rog
ram
me
com
ple
t
Page 1
3 sur 2
2
Astuce
: pour beaucoup d’applications robotiques, nous préférons éviter l’option « égal ». Il est rare, surtout avec des capteurs, qu’une valeur corresponde exactem
ent à nos exigences. Im
aginons que notre robot aille très vite ; que le capteur envoie une valeur de 11 cm, et que la
prochaine valeur envoyée par le capteur soit de 9 cm. C
omm
e le capteur n’envoie jamais une
valeur d’exactement 10 cm
, le robot ne s’arrêtera pas.
Le d
éfi su
ivan
t M
aintenant que notre robot a détecté l’obstacle, il aura besoin de s’en éloigner. À nouveau
nous utiliserons un organigramm
e pour mieux voir com
ment accom
plir cela.
En utilisant le bloc B
oucle que nous avons découvert plus tôt, nous pouvons créer un
programm
e qui évitera le mur, et répéter ces instructions à tout jam
ais. A
tten
tion
! Les apprentis roboticiens doivent aussi se rappeler que la distance m
esurée par le capteur est m
esurée à partir de l’avant du capteur qui ne coïncide pas nécessairement avec l’avant
du robot. Faites particulièrem
ent attention à toute accessoire ou partie du robot qui se trouve
Com
mencer à avancer
Attendre que l’obstacle soit détecté
Arrêter les m
oteurs
Reculer un peu
Tourner un peu
Page 1
4 sur 2
2
devant le capteur.
Les apprentis roboticiens peuvent trouver que les valeurs ne correspondent pas à ce qu’ils sont capables de m
esurer avec une règle. Ceci est le résultat de l’onde ultrasonique qui se
reflète de l’objet visé sous des angles inhabituels.
Page 1
5 sur 2
2
An
nexe C
3: M
ission
7
V
ue d'ensemble: U
tiliser un accessoire de livraison de charge pour livrer ou actionner un objet à des endroits précis.
Projet: V
ous devez savoir mettre en œ
uvre un actionneur pour déclencher un « interrupteur » ou bien ram
asser ou déposer un objet à un endroit précis.
Maté
riel R
eq
uis
• 1 ensem
ble robot EV
3 par groupe •
1 ordinateur par groupe •
Livres épais qui serviront de petits plateaux
Con
seils p
ou
r l’an
imate
ur
…..
Page 1
6 sur 2
2
Page 1
7 sur 2
2
Dem
andez aux apprentis roboticiens de fabriquer l’accessoire de livraison de charge et de le connecter à l'avant du robot. C
onnectez également l’accessoire du capteur à
ultrasons qui devrait s'intégrer parfaitement sous l’accessoire de livraison de charge.
Les exemples de program
mes de ce chapitre utilisent une configuration avec le
moteur m
oyen connecté au port D et le capteur d'ultrasons relié au port 1. U
n organigram
me de la façon dont ce problèm
e pourrait être abordé est la suivante :
La plupart de ces tâches peut être réalisé en utilisant des blocs de programm
ation que nous avons rencontrés dans les chapitres précédents. N
ous avons portant besoin d’utiliser
un nouveau
bloc pour
activer l’accessoire
de livraison
de charge.
L’accessoire de livraison de charge utilise le moteur m
oyen qui dispose de son propre bloc
de program
mation.
Le bloc
Moteur m
oyen fonctionne
presque exactem
ent com
me le bloc D
éplacement et direction
, mais sans la partie « direction ». Le
moteur m
oyen est configuré de telle sorte qu’un niveau de puissance positive fera tourner le m
oteur dans le sens horaire et une puissance négative fera tourner le m
oteur dans le sens contraire. Pour l’accessoire de livraison de charge, lever le bras
est un mouvem
ent positif alors que l'abaissement du bras est un m
ouvement négatif.
Une rotation d’environ 90 degrés est nécessaire pour soulever et pour abaisser
complètem
ent le bras.
Com
mencer à tourner lentem
ent A
rrêter les moteurs
Attendre qu’un autre objet soit détecté
Baisser le bras
Com
mencer à avancer lentem
ent Lever le bras
Attendre que l’objet soit à m
oins de 5cm
du robot R
eculer
Page 1
8 sur 2
2
Com
me le bloc M
oteur moyen
peut accepter une puissance aussi bien négative que
positive ainsi qu’une rotation aussi bien négative que positive, il y a deux façons de soulever et d’abaisser la barre, com
me indiqué ci-dessous. Les deux façons sont tout
aussi efficaces.
Exem
ple
de P
rog
ram
me
Page 1
9 sur 2
2
Page 2
0 sur 2
2
An
nexe C
4: M
ission
8
Vue d'ensem
ble: Utiliser l’accessoire pince pour déplacer des objets.
Projet: D
ivers obstacles peuvent se trouver sur le parcours de votre robot. Utilisez votre robot et
un accessoire approprié pour dégager la zone.
Maté
riel R
eq
uis
• 1 ensem
ble robot EV
3 par groupe •
1 ordinateur par groupe •
Des objets à déplacer
Page 2
1 sur 2
2
Con
seils p
ou
r l’an
imate
ur
Dem
andez aux apprentis roboticiens de fabriquer l’accessoire « pince » et de le connecter à l'avant du robot. C
onnectez également l’accessoire du capteur à ultrasons
qui devrait s'intégrer parfaitement sous la pince. Les exem
ples de programm
es de ce chapitre utilisent une configuration avec le m
oteur moyen connecté au port D
et le capteur à ultrasons relié au port 1.
Grâce à cette pince et au capteur à ultrasons, le robot a la capacité de détecter, de
saisir et d’éliminer les obstacles. U
n organigramm
e de la façon dont cela pourrait être abordée est le suivant.
C
ette tâche est très similaire à celle du chapitre précédent. La principale différence
réside dans l'utilisation de l’accessoire « pince ». Les bras de la pince sont reliés au m
oteur moyen à travers un engrenage à vis sans fin. C
ela permet une réduction
significative de la vitesse et une augmentation correspondante du couple. P
our activer le G
ripper, utilisez le bloc Moteur m
oyen avec le m
ode « Activité pendant (secondes)
». Une puissance négative ferm
era les bras et une puissance positive les ouvrira. F
aites quelques essais afin de déterminer pendant com
bien de secondes vous devez ferm
er les bras pour attraper l’objet en question.
Exem
ple
de P
rog
ram
me
Com
mencer à tourner lentem
ent A
rrêter les moteurs
Attendre que l’obstacle soit détecté
Fermer la pince
Com
mencer à avancer lentem
ent R
eculer pour s’éloigner
Attendre que l’objet soit à m
oins de 5cm
du robot O
uvrir la pince
Page 2
2 sur 2
2
AS
TU
CE
: Dans l'e
xem
ple
ci-d
essu
s, n
ous a
vons fe
rmé e
t ouvert
l’acc
essoire
pin
ce e
n u
tilisant le
mode «
Activ
é p
endant (s
econdes)
» d
u b
loc D
ép
lace
men
t et d
irectio
n. C
'est s
ouvent u
n m
eille
ur
choix
que le
s m
odes «
Activ
é p
endant (ro
tatio
ns) »
ou «
Activ
é
pendant (d
egré
s) » ca
r il em
pêch
e le
pro
gra
mm
e d
e s
e b
loquer s
i
la p
ince n
e p
eut p
as fe
rmer c
om
plè
tem
ent e
n ra
ison d
'un o
bje
t à
sais
ir d’a
mple
ur in
atte
ndue. S
i le m
ote
ur d
e la
pin
ce e
st
pro
gra
mm
é p
our fe
rmer p
endant 6
rota
tions, m
ais
sais
it l'obje
t aprè
s
seule
ment 4
rota
tions, le
pro
gra
mm
e
n'a
ttein
dra
jam
ais
les 6
rota
tions re
quis
et n
e s
era
jam
ais
capable
d’a
vancer
jusqu’a
u b
loc d
e p
rogra
mm
atio
n
suiv
ant.
Si le
mote
ur d
e la
pin
ce e
st p
rogra
mm
é
pour fe
rmer p
endant 4
secondes
(com
me d
ans l'e
xem
ple
ci-d
essu
s),
alo
rs mêm
e s
i l'obje
t est s
ais
i au b
out d
e 3
secondes, le
pro
gra
mm
e p
eut s
e p
ours
uiv
re a
prè
s l’é
coule
ment d
es 4
secondes.
Atte
ntio
n !
Un des problèm
es les plus courants que l’on rencontre avec ce programm
e est causé par le capteur à ultrasons. C
omm
e cela a été indiqué dans le chapitre sur le capteur à ultrasons, les ondes sonores du capteur à ultrasons ne se déplacent pas dans une ligne parfaitem
ent droite, mais divergent plutôt vers l'extérieur. P
our cette raison, de tem
ps en temps le robot détecte l'objet avant qu’il ne soit directem
ent en face du robot. D
ans ce cas le robot ne va pas avancer directement vers l’objet, ce qui fait que la
pince aura du mal à le saisir correctem
ent. Cela peut être com
pensé si nécessaire en ajoutant un supplém
ent de quelques degrés de rotation une fois que l'objet a été détecté.
Le p
roch
ain
défi
En utilisant le bloc B
oucle, pouvez-vous m
odifier votre robot pour qu’il continue à
chercher et à éliminer d’autres obstacles ?