4. initiation à la robotique pédagogique

Enjeux

Nous ne reviendrons pas sur les enjeux économiques et citoyens d’une bonne culture numérique. Ces enjeux sont explicités dans nos trois offres d’animation précédentes ( 1 , 2 & 3 ) . Avoir de la culture, c’est bien. Faire quelque chose avec c’est reprendre la main sur le digital, c’est concrétiser dans le monde réel une idée, un code informatique abstrait. C’est objectiver le « progrès » digital qu’on nous représente chaque jour comme plus incontournable, toujours plus prégnant sur nos vies …. C’est sortir de la matrice !

Nous proposons aux groupes qui désirent s’initier à la robotique de réaliser un projet à l’aide de mini-ordinateurs bons marché. Les possibilités sont sans limites : jeux vidéos, serveur domestique, petits robots, escape room, instruments de musique, affichage lumineux, impression 3D, commandes à distance, capteurs en tout genre, …

 

Étapes d’animation

Le nombre de séances dépend de l’ambition du groupe et du projet collectif à réaliser. Néanmoins, il faudra tout-de-même prévoir un nombre minimum de séances pour les participants n’ayant aucunes notions de programmation.  Nous proposons ici quelques étapes préliminaires qui visent à acquérir les bases et les premiers gestes du bidouilleur moderne.

• partie 1 – Structurez un programme Arduino et contrôlez des lumières
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1. Installez vos outils de travail
2. Créez votre premier programme sur Arduino
3. Utilisez les constantes, les variables, les conditions et le moniteur série
4. Faites des boucles et des calculs
5. Jeux de lumière avec une LED et la breadboard
6. Tableaux et jeux de lumière avec plusieurs LED
 
Activité : Ressuscitez l’œil de K2000
• Partie 2 – Les bases d’électronique pour programmer des robots avec des capteurs
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1. Le bouton poussoir
2. Utilisez les fonctions et les nombres aléatoires
3. Utilisez les potentiomètres, les entrées analogiques et la fonction de mappage
 
Activité : Complétez un dé numérique à 5 LED
• Partie 3 – Affinez vos montages avec des moteurs
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1. Donnez du mouvement à vos montages avec un servo-moteur (… et la fonction Switch)
2. Le moteur à courant continu (partie 1) : transistors et sorties PWM
3. Le moteur à courant continu (partie 2) : le pont en H et les circuits intégrés
 
• Partie 4 – Annexes
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1. Les capteurs électroniques
2. Solutions des exercices

 

Si votre groupe a déjà un projet en tête, ces étapes d’acclimatation peuvent être couplée à la mise en œuvre directe du projet.

 

Illustration by Harry Campbell

 

Matériel et budget

Il faut prévoir un petit budget pour l’achat des composants électroniques. Cela peut aller d’une trentaine d’euros pour un projet simple à quelques centaines pour un dispositif qui multiplierait les capteurs ( micro, camera, détecteurs de mouvement, d’humidité, etc.)  Il faut aussi compter sur le délai de livraison de ces pièces avant d’entamer l’atelier.

 

Le Raspberry pi est un mini-pc tournant sous Linux et permettant de faire les mêmes choses que sur un ordinateur normal,seulement,il utilise un processeur ARM moins puissant comme ceux que l’on trouve sur nos téléphones portable ou tablettes.On peut y installer des logiciels,des jeux,y mettre des documents,jouer de la musique etc..Il suffit juste de le connecter à un écran classique via un câble HDMI,d’y brancher un haut parleur sur la sortie audio et mettre une carte mémoire SD sur laquelle se trouvera le système d’exploitation Raspian et les programmes installés.

Arduino est une carte électronique open source de la taille d’une carte de visite et doté d’un processeur intelligent.Très peu cher, la carte Arduino permet de creer des robots,de faire de la domotique,de créer des objets connectés etc…. Pour programmer une carte arduino vous aurez d’un logiciel de développement ou IDE qui permet de la programmer en langage C.Les cartes arduino disposent d’entrées et de sorties permettant de connecter des capteurs de température,de position,des moteurs électriques etc.. Plusieurs composants additifs ou modules complémentaires sont disponibles  comme des shields ou boucliers  wifi,ethernet,GSM,bluetooth,infrarouge etc…Sa facilité de programmation et son coût réduit fait de l’arduino l’une des plateformes open hardware les plus utlisés dans les domaine du bricolage,du Do It yourself ou de l’éducation et l’initiation au monde de la programmation et de l’électronique.