Destination Base HEXILIS
Document de travail
10 Missions pour apprendre à maitriser
la construction et la programmation de...
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, d...
Mission 2
• Pour Choisir un châssis
– Simple et polyvalent
– Pour quel type de mission ?
• Quoi & pourquoi, Comment, Où , ...
Mission 3
• En route vers la base HEXILIS
– Contexte : nous n’avons plus de nouvelles de la
base HEXILIS. Explorer la base...
Mission 4
• Aller jusqu’à la porte d’entrée (1), et revenir à
la base
– Sans utiliser de capteurs tactile ou ultrason
Diff...
Mission 5
• Aller jusqu’à la porte d’entrée (1), et revenir à
la base en utilisant le capteur à ultrason.
23/02/2016 Docum...
Mission 6
• Suivre la ligne pour accéder à l’ordinateur de
bord (2).
Difficulté :
Type mission :
Aspect :
Compétences :
23...
Mission 7
• Aller dans la salle du générateur (3)
• Actionner le générateur (3)
Difficulté :
Type mission :
Aspect :
Compé...
Mission 8
• Déplacer le module de transmission qui
bloque le passage (4).
• Ou ramener le module de transmission à côté
de...
Mission 9
• Retourner au hangar (6)
• Neutraliser le gardien (G)
Difficulté :
Type mission :
Aspect :
Compétences :
23/02/...
Mission 10
• Accéder à la sortie pour libérer les
scientifiques (S).
Difficulté :
Type mission :
Aspect :
Compétences :
23...
Reste à faire
• Calibrer la difficulté des missions,
• Modéliser et Construire le décor,
• Typer les missions :
– Mission ...
Reste à faire
• Déterminer les Aspects abordés :
– aspect : technique
– aspect : matériel
– aspect : composants – structur...
FESC
Annexe-
BaseHEXILIS
Mission1:ComprendrelesLEGOMindstorms
ZEX9963
-A-Destination
BaseHEXILIS
ComprendrelesLEGOMindstor...
LegoMindstormsEV3
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Présentationdumatériel
Ondistingue3composantsprincipaux:
•labriqueEV3
•lesmoteurs
•lescapteur...
LegoMindstormsEV3
Page3sur10
LabriqueEV3
CaractéristiquestechniquesdelabriqueEV3
Systèmed'exploitation:LINUX
Processeur:AR...
LegoMindstormsEV3
Page4sur10
Présentationdeslumièresd’état
Letémoinlumineuxd'étatdelabriquequientourelesboutonsindiquel'ét...
LegoMindstormsEV3
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Présentationdesconnecteurs
LesmoteurssebranchenttoujourssurlesportsA,B,CetD.
Lescapteurssebra...
LegoMindstormsEV3
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LesmoteursEV3
LesmoteursEV3sontàlafoisdesmoteursetdescapteurs.Ilssonteneffetéquipésde
capteur...
LegoMindstormsEV3
10
LescapteursEV3
Lecapteurdecouleurs
Lecapteurdecouleurpeutdétecterlescouleursou
l'intensitédelalumière...
LegoMindstormsEV3
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Lecapteurgyroscopique
Lecapteurgyroscopiquedétectelemouvementderotation
surunseulaxe.Quandvousfaitest...
LegoMindstormsEV3
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Lespièces
Ilestimportantd’avoirunvocabulairecommunpoursecomprendre,enparticulierpour
nommerlesnombreu...
Lego Mindstorms EV3
Chevilles
Les roues dentées et
engrenages
Les poutres droites
Les bagues
Les axes
Les poutres
coudées
...
FESC
Annexe-
BaseHEXILIS
Mission2:Comprendrel’architectured’un
robotLEGOMindstorms
ZEX9963
-B-Destination
BaseHEXILIS
:Com...
AccessoireCapteuràUltrasons
Annexe-
BaseHEXILIS
AnnexesdesMissions
-C-Destination
BaseHEXILIS
AnnexesdesMissions3,5,7&8
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Destination
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AnnexeC1:Mission3
Vued'ensemble:construireunrobotquiestcapabledenaviguerautourd'unparcours
d’obstacles.
Projet:...
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LeblocDéplacementetdirectiondisposedeplusieurspartiesdifférentescommeillustréci-dessous.
LeSélecteurdePortident...
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Freineràlafin:Quandlerobotaterminésonmouvement,ilpeutsoitappliquer
immédiatementlesfreinspourlesmoteurs(VRAI)so...
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Avancerpendant2secondes.Ledéplacementdurobotdépenddelapuissance
choisie.Deuxsecondesversl’avantavecunepuissance...
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Faireavancerlerobotlentementde5rotations,puislefairereculerde1800degrésaussi
vitequepossible.Encouragerlesappre...
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différentesjusqu'àcequ'ilstrouventunesolutionacceptable.
Pourtester,placezunelongueurderubansurlesol.Démarrezle...
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AnnexeC2:Mission5
Vued’ensemble:Équipervotrerobotavecuncapteurpourl’aideràdétecterlesobstacles.
Projet:Pourexpl...
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Théorie
Lecapteuràultrasonsutiliselagammedesultrasonspourdéterminerladistancepar
rapportàunobjet.Lescapteursàu...
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Direction,maisplutôtquechoisirundesmodesSecondes,
DegrésouRo...
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Nousallonsutiliserlemode«comparer»commenousavonsbesoindesavoir
exactementàquelledistancenoussommesdel’objet.
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Astuce:pourbeaucoupd’applicationsrobotiques,nouspréféronséviterl’option«égal».Ilest
rare,surtoutavecdescapteur...
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devantlecapteur.
Lesapprentisroboticienspeuventtrouverquelesvaleursnecorrespondentpasàcequ’ils
sontcapablesdem...
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AnnexeC3:Mission7
Vued'ensemble:Utiliserunaccessoiredelivraisondechargepourlivrerouactionnerunobjetàdes
endroi...
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Demandezauxapprentisroboticiensdefabriquerl’accessoiredelivraisondecharge
etdeleconnecteràl'avantdurobot.Conne...
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CommeleblocMoteurmoyenpeutaccepterunepuissanceaussibiennégativeque
positiveainsiqu’unerotationaussibiennégativ...
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AnnexeC4:Mission8
Vued'ensemble:Utiliserl’accessoirepincepourdéplacerdesobjets.
Projet:Diversobstaclespeuvents...
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Conseilspourl’animateur
Demandezauxapprentisroboticiensdefabriquerl’accessoire«pince»etdele
connecteràl'avantd...
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ASTUCE:Dansl'exempleci-dessus,nousavonsferméetouvert
l’accessoirepinceenutilisantlemode«Activépendant(secondes...
10 Missions pour apprendre à créer et programmer son robot
10 Missions pour apprendre à créer et programmer son robot
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10 Missions pour apprendre à créer et programmer son robot
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Il s'agit du support de travail qui va nous permettre de mettre au point la série de missions de difficulté progressive pour apprendre à construire et à programmer des robots LEGO Mindstorms EV3.

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10 Missions pour apprendre à créer et programmer son robot

  1. 1. 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
  2. 2. Explorer > Combiner > Transformer 23/02/2016 2Document de travail
  3. 3. 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 A Résultat Livrable attendu :…
  4. 4. 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 MINSTORMS Ressources : Annexe B Résultat 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.
  5. 5. 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 :
  6. 6. 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 1 Résultat Livrable attendu :
  7. 7. 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 2 Résultat Livrable attendu :
  8. 8. 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 :
  9. 9. 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 :
  10. 10. 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 4 Résultat Livrable attendu :
  11. 11. 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 :
  12. 12. 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 :
  13. 13. 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
  14. 14. 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
  15. 15. FESC Annexe- BaseHEXILIS Mission1:ComprendrelesLEGOMindstorms ZEX9963 -A-Destination BaseHEXILIS ComprendrelesLEGOMindstorms 16 Destination ComprendrelesLEGOMindstorms
  16. 16. LegoMindstormsEV3 Page2sur10 Présentationdumatériel Ondistingue3composantsprincipaux: •labriqueEV3 •lesmoteurs •lescapteurs Cesontcescomposantsquipermettrontauxrobotsquetuvasconstruired’agiretde réagir. Moteur Moyen Gros Moteurs Capteur tactile Capteur gyroscopique Capteurde couleurs Capteurde distance
  17. 17. LegoMindstormsEV3 Page3sur10 LabriqueEV3 CaractéristiquestechniquesdelabriqueEV3 Systèmed'exploitation:LINUX Processeur:ARM9300MHz Mémoireflash:16Mo Mémoirevive:64Mo Résolutiondel'écran:178x128/noir&blanc Labriqueestl’ordinateurquicommandelerobot.Lesmoteursetlescapteurss’y connectent. Présentationdesboutons Unécranpermetdevisualiserlesinformationsetsonétat(programmeencours, allumage,extinction...)etplusieursboutonspermettentdesélectionnerlesprogrammes oulesfonctions.
  18. 18. LegoMindstormsEV3 Page4sur10 Présentationdeslumièresd’état Letémoinlumineuxd'étatdelabriquequientourelesboutonsindiquel'étatactueldela briqueEV3.Ilpeutêtrevert,orangeourougeetilpeutclignoter.Voicilescodesdutémoin d'étatdelabrique: Rouge:démarrage,miseàjour,arrêt Rougeclignotant:occupé Orange:alerte,prêt Orangeclignotant:alerte,encoursd'exécution Vert:prêt Vertclignotant:programmeencoursd'exécution MiseenmarchedelabriqueEV3 PourallumerlabriqueEV3,appuiesurleboutoncentral. Pendantledémarrage,leboutondevientrouge.Lorsquele boutonestvert,labriqueestprêteàêtreutilisée. PouréteindrelabriqueEV3,appuiesurleboutonRetour jusqu'àcequel'écrand'extinctions’affiche. L'optiond'annulationXestdéjàsélectionnée.Appuiesurle boutondroitpoursélectionnerl'optiondeconfirmation,puis appuiesurleboutoncentralpourconfirmer. Labriques’éteintautomatiquementsiellen’estpasutilisée durantuntempsdéterminé(pardéfaut:30min).
  19. 19. LegoMindstormsEV3 Page5sur10 Présentationdesconnecteurs LesmoteurssebranchenttoujourssurlesportsA,B,CetD. Lescapteurssebranchenttoujourssurlesports1,2,3et4. Attention!Lesfichessontfragiles!
  20. 20. LegoMindstormsEV3 Page6sur10 LesmoteursEV3 LesmoteursEV3sontàlafoisdesmoteursetdescapteurs.Ilssonteneffetéquipésde capteursderotationprécisaudegréprès.Parexemple,ilestpossibledeprogrammerune rotationde48°. LeMindstormsEV3estéquipéde3moteurs:deuxgrandsmoteursetunmoteurmoyen. Grandsmoteur Legrandmoteurestunmoteurpluspuissant,maismoins rapide.Ilserautiliséenprioritépourledéplacementdes robots. Legrandmoteurtourneàunrégimede160-170tourspar minute(tpm),avecuncoupleenrotationde20newtons- centimètres(Ncm)etuncoupledeblocagede40Ncm. Poursimplifier,lecoupleestl’effortquelemoteurestcapabledefournirenrotationautour d’unaxe.C’estdonclaforcequelemoteurestcapablededonnerdanssonmouvement. Parexemple,lorsqu’uncyclisteappuiedavantagesurlespédalespourmonterunecôte oupouraccélérer,ildéveloppedavantagedecouple. Moteurmoyen Lemoteurmoyenestunmoteurmoinspuissant,maisplus rapide.Ilestaussiplusléger.Ilserautilisélorsqu’onaura besoind’uneréactionplusrapidequ’aveclegrosmoteur. Lemoteurmoyentourneàunrégimede240-250tpm,avec uncoupleenrotationde8Ncmetuncoupledeblocagede 12Ncm. Note:iln’existepasdepetitmoteur.
  21. 21. LegoMindstormsEV3 10 LescapteursEV3 Lecapteurdecouleurs Lecapteurdecouleurpeutdétecterlescouleursou l'intensitédelalumière.Troismodesd'utilisationsont disponibles: Couleur Intensitédelalumièreréfléchie Intensitélumineuseambiante. EnmodeCouleur,lecapteurreconnaîtseptcouleurs(noir, bleu,vert,rouge,jaune,blancetmarron). EnmodeIntensitédelalumièreréfléchie,lecapteurmesure l'intensitédelalumièreréfléchieenémettantunelumière rouge.Lecapteurutiliseuneéchelleallantde0(trèssombre)à100(trèsclair). EnmodeIntensitélumineuseambiante,lecapteurmesurel'intensitédelalumière ambiante(p.ex.lalumièredujouroulefaisceaud'unelampetorche)quipénètreparla fenêtre.Lecapteurutiliseuneéchelleallantde0(trèssombre)à100(trèslumineux). Tupeuxutiliserlecapteurdecouleurpoursuivreuneligneausol,oupourtrierdesboules decouleurs. Conseild’utilisation:placelecapteurperpendiculairementàlasurfaceàmesurer. Lecapteurtactile Lecapteurtactileestuncapteuranalogiquequidétecte quandsonboutonrougeestenfoncéetrelâché.Ilpeutêtre programmépourdéfiniruneactionenutilisanttrois possibilités: •Enfoncé •Relâché •Heurté(enfoncépuisrelâché) Tupeuxutiliserlecapteurtactilecommeuninterrupteur,ou pourarrêterlerobotquandilrencontreunobstacle
  22. 22. LegoMindstormsEV3 11 Lecapteurgyroscopique Lecapteurgyroscopiquedétectelemouvementderotation surunseulaxe.Quandvousfaitestournerlecapteur gyroscopiquedanslesensdesflèches(surleboîtierdu capteur),lecapteurdétectelavitessederotationendegrés parseconde(lavitessemaximalequelecapteurpeut mesurerestde440degrésparseconde).Ilmémoriseaussi l'anglederotationtotalendegrés. Tupeuxdoncutilisercecapteur pourdétectersiunepièceesten mouvement.Tupeuxaussil’utiliser pourfairetournerlerobotsurlui- mêmejusqu’àcequ’ilatteignela valeurvoulue;parexemple90°.La précisionestde+/-3degrés. Conseild’utilisation:lecapteurnedoitpasbougerlorsqu’ilestconnectéàlabriqueEV3. Lecapteuràultrasons Lecapteuràultrasonsmesureladistancedesobjetsse trouvantdevantlui.Ilémetdesondessonoresàhaute fréquenceetmesureletempsqu'ilfautausonpourêtre réfléchietreveniraucapteur.Leschauves-sourisetles dauphinsutilisentlamêmeméthodepourchasser.C’est l’écholocalisation. Lecapteurpeutmesurerunedistancecompriseentre3et 250centimètres(avecuneprécisionde+/-1cm).Letémoin alluméautourdel’œilducapteurindiquequelecapteurest enmodeMesure.Letémoinclignotantindiquequelecapteur estenmodePrésence. EnmodePrésence,lecapteurpeutdétecterunautrecapteuràultrasonsquifonctionneà proximité;lecapteurdétectelessignauxsonores,maisiln'enémetpas,commelesonar d’unsous-marin. Tupeuxutiliserlecapteuràultrasonspouréviterdesobstacles,suivreuneciblemobileou détecterunmouvement.
  23. 23. LegoMindstormsEV3 12 Lespièces Ilestimportantd’avoirunvocabulairecommunpoursecomprendre,enparticulierpour nommerlesnombreusespiècesquiconstituentleMindstormsEV3. Beaucoupdepièces(barres,axes...)existentdansdeslongueursdifférentes.L’unitéde mesures’appellelemodule(abrégéeM)etcorrespondàunepiècede1x1. Exemples:brique1x1M(rouge)etbrique1x2M(jaune) Voicilesprincipalesfamillesdepièces: Lesbagues Leschevilles Lesconnecteurs Lesaxes Lespoutres Lesbriques Lesbarresperforées Lesrouesdentéesetengrenages
  24. 24. 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
  25. 25. FESC Annexe- BaseHEXILIS Mission2:Comprendrel’architectured’un robotLEGOMindstorms ZEX9963 -B-Destination BaseHEXILIS :Comprendrel’architectured’un robotLEGOMindstorms 16 Destination :Comprendrel’architectured’un
  26. 26. AccessoireCapteuràUltrasons
  27. 27. Annexe- BaseHEXILIS AnnexesdesMissions -C-Destination BaseHEXILIS AnnexesdesMissions3,5,7&8 16 Destination
  28. 28. Page2sur22
  29. 29. Page3sur22 AnnexeC1:Mission3 Vued'ensemble:construireunrobotquiestcapabledenaviguerautourd'unparcours d’obstacles. Projet:VotreéquipeSTORMestàlarecherched’unnouveau robotd’interventionmultifonction.Vousdevezconstruireettester unrobotquiestcapabledesuivreunensembledecommandes pourexplorervotrezoned’intervention.Avantquelerobotnesoit déployé,ildoitêtretestéenprofondeurpourvérifierqu'il fonctionneracommeprévu.Vousnepouvezpasenvoyerun Stormsurzonepourredémarrerlerobot! Matérielrequis •1EV3robotenkitpargroupe •1ordinateurpargroupe •Durubanadhésifdemasquageetunmètreruban Conseilspourl’animateur Cettesectionporterasurlessujetssuivants,entreautres •Lecalculélémentaire •Lesnombresdécimauxetlesfractions •Larelationentrelediamètreetlacirconférence •Laconversionentremillimètresetpouces Lorsdelamission2,lesapprentisroboticiensontconstruitlerobotRileyRoverensuivantlesinstructionsde construction. Lorsdelamission3,ilsontanticipélestrajetsàprévoirpouraccéderauxdifférentspointsd’accès. Pourlamission4,ilsvontdevoirprendreconnaissancedesinstructionsàdonneraurobot. LelogicielEV3 Poureffectuerlaprogrammation,nousauronsbesoindebienconnaîtrelebloc«Déplacementetdirection»qui setrouvedanslapalettedesblocsd'action(verte).Lafigureci-dessousmontreleblocDéplacementet directionensoulignantlesdifférentesentréesdubloc.
  30. 30. Page4sur22 LeblocDéplacementetdirectiondisposedeplusieurspartiesdifférentescommeillustréci-dessous. LeSélecteurdePortidentifielesportsauxquelslesmoteurssontconnectés.SivousutilisezlemodèleRileyRover, assurez-vousquelemoteurgaucheestconnectéauportBetquelemoteurdroitestconnectéauportC(câbles encroisé).Sicen’estpasfaitcorrectement,alorsnotrerobotvatourneràgauchequandnousluidisonsde tourneràdroiteetviceversa. Lesélecteurdemodesélectionnelafaçondontvoussouhaitezcontrôlerladuréederotationdesroues:activé, désactivé,activépendantuncertainnombredesecondes,activépendantunerotationd’uncertainnombrede degrésoud’uncertainnombrederotations. Lesentréesdesblocs Lesentréesdesblocschangentenfonctiondumodequiaétéchoisi. Direction:Vouspouvezsoitentrerunevaleur,soitfaireglisserlecurseur.«0»signifie toutdroit,«-100»signifietourneràgauchedefaçonserréeet«100»tourneràdroitede façonserrée.Lesvaleursentreceslimitesvousdonnerontdiversvirages,desviragestrès progressifsjusqu'àdesviragestrèsserrés. Puissance:Làencore,vouspouvezsaisirunnumérooufaireglisserlecurseur.«100» signifie«aussivitequepossibleenavant»,«-100»signifie«aussivitequepossibleen arrière»et«0»signifiepuissancenulle(effectivementunarrêt).Desvaleursentreces limitesferontdéplacerlerobotàdesvitessesdifférentesenavantouenarrière. Rotations/degrés/secondes:Cetteentrée(visibleselonlemodechoisi)détermine dansquellemesurelesrouesdurobotvonttourner.Parexemple«2»enmode« rotations»feratournerlesrouesdurobotdedeuxrotations,«4,5»enmode«secondes »feratournerlesrouesdurobotpendantquatresecondesetdemie.
  31. 31. Page5sur22 Freineràlafin:Quandlerobotaterminésonmouvement,ilpeutsoitappliquer immédiatementlesfreinspourlesmoteurs(VRAI)soitlaisserlesmoteursenrouelibre (FAUX). ChoisissonslemodeActivépendant(rotations)pourlemoment.Aveccemodesélectionné,nouspouvons maintenantconfigurerlesdifférentesentréesdeblocspourpouvoirrépondreàlapremièrequestionsurlafiche detravaildel'apprentiroboticien:Avancerde2rotations. Sitoutsepassecommeprévu,lesrouesdevotrerobotdevraienttournerd’exactementdeuxrotations. Pourlamission4: Avancerde2rotations=352mmou13,9pouces(sivousutilisezlesrouesfournies avecleEV3) Avancerde2degrés=1mm.Alorsquelerobotvaàpeinesedéplacer,l’apprenti roboticiensdevraientvoirlesmoteurs«sursauter»untoutpetitpeu.
  32. 32. Page6sur22 Avancerpendant2secondes.Ledéplacementdurobotdépenddelapuissance choisie.Deuxsecondesversl’avantavecunepuissancede20%vontfaireavancerle robotmoinsloinquedeuxsecondesversl’avantavecunepuissancede100%. Jusqu'oùiralerobotsilesrouestournentde3rotations?Pourrépondreàcette question,nousdevonsprendredesmesurespourdéterminerlescaractéristiquesdu mouvementdurobot.C'estunebonneoccasionderenforcerouintroduirelarelation entrelerayond'uneroueetsacirconférence. Calculerlacirconférencepeutsefairesoitmathématiquementsoitexpérimentalement enfonctiondelacapacitédesapprentisroboticiens. Expérimentalement:Enleverunerouedurobotetfaireunemarquesurlepneusoitavecunecraiesoitavec durubanadhésif.Créerunemarquededépartsurlatableetalignerlamarquedupneuavecelle.Maintenant, roulerlentementlarouejusqu'àcequelamarquedepneutouchelesol.Faireuneautremarqueàcetendroitet utiliserunerèglepourmesurerladistance. Mathématiquement:Lacirconférenced'unerouepeutêtrecalculéeenutilisantleformule:c=π×doùc= circonférence,π=3,14(environ)etdestlediamètredelaroue. Larouequifaitpartiedel’ensemblestandardEV3aundiamètrede56mm(2,2pouces),cequicorrespondàune circonférenced'environ176mm(6,9pouces). Celasignifiequepourunerotationcomplète,lerobotavancerade176mm(6,9pouces).Étantdonnéqu’une rotationcomplètefait360degrés,onpeutcalculerque1degréderotationdelaroueferaavancerlerobotde 0,49mm. Pour3rotations,lerobotavancerade528mm(20,8pouces). Circonférence
  33. 33. Page7sur22 Faireavancerlerobotlentementde5rotations,puislefairereculerde1800degrésaussi vitequepossible.Encouragerlesapprentisroboticiensàcalculerlacorrespondanceentre 1800degrésetladistanceparcourue(1800/360=5rotations).Ilsdoiventdoncconstaterquele robotseretrouveexactementlàoùilacommencé. Fairetournervotrerobot Quandondemandeauxapprentisroboticiensdefairetournerleursrobotsautourd'uncerclecomplet(360 degrés),beaucoupd’entreeuxvontsimplementtaper360degrésavantd’exécuterleprogramme.Lorsqu'ilest exécuté,cependant,s'ilsutilisentleRileyRover,ilsvontconstaterqueleurrobotnetournepasde360degrés, maisenréalitébeaucoupmoins. CelaseproduitparcequeleblocDéplacementetdirectionestconçupourcontrôlerlarouedurobot,etnon l'ensembledurobot.Sinousobservonslaroue,nousconstateronsqu'elleaeffectivementtournéd’exactement 360degrés,toutcommeonluiaditdelefaire.L'anglederotationdurobotdépenddeplusieursfacteursdontla tailledesrouesetladistanceentrelesroues. Pourtrouverladuréerequisepourfairetournerlerobotde360degrésilestpréférabledefairedesexpériences. Chaqueconceptiondurobotestlégèrementdifférente,desortequelenombrededegrésnécessairespourfaire tournercomplètementunrobotpeutvarierconsidérablement,mêmeavecdesrobotsquiseressemblent beaucoup. Pourlamission4: Conseilpourfairetournervotrerobotautourd'uncerclecomplet(360degrés). ContinuezàaugmenterleparamètreDégréesdesrouesjusqu'àcequelerobot tournede360degrés.Unvirageserréavecl’entre«direction»dubloc Déplacementetdirectionrégléesoitàgauche(-100)soitàdroite(100)est nécessaire.Lesapprentisroboticienspeuventeffectuerdesessaisavecdesvaleurs ASTUCE:Lerayondebraquagedurobotestdéfiniparlepointoùlesrouestouchentle sol.Comptetenudufaitquel'EV3adesroueslarges,ilestdifficilededéterminer exactementoùsetrouvelecentredecontactaveclesol.Lesrobotslourds(oumal construits)peuventcauserunelégèredéformationdesrouesdéplaçantlecentrede contactunpeuplusprèsducentre.
  34. 34. Page8sur22 différentesjusqu'àcequ'ilstrouventunesolutionacceptable. Pourtester,placezunelongueurderubansurlesol.Démarrezlerobotavecles deuxrouessurlabande.Aprèsunerotationparfaite(360°)durobotlesdeuxroues doiventseretrouversurlabande. PourleRileyRover,avecdespilesneuves,surunesurfacelisse,unanglede785 degrésd'unvirageserrédonneunviragedurobotd’exactement360degrés.L’angle nécessairepourvotrerobotpeutvarierunpeu,maisdevraitêtreprochede785°. Faireavancerde500mm,tournerde180degrésetretourneraupointdedépart. Poserdeuxbandesderubanespacéesde500mmcommedistanced'essai. Laduréenécessairepouravancerde500mmpeutêtrecalculéeendivisant500mm parlacirconférencedelaroue(176mm). X=500/176 X=2,84rotationsOU2,90rotations Enutilisantdel'angledebraquagedécouvertci-dessus,lesapprentisroboticiens peuventfaireuncalculapproximatifdecequiestnécessairepourfaireunviragede 180degrés.PourlaRileyRover,surunesurfaceplane,lesrouesdoiventtourner d’environ390degrés(785/2)poureffectuerunvirageprécisde180degrés.
  35. 35. Page9sur22 AnnexeC2:Mission5 Vued’ensemble:Équipervotrerobotavecuncapteurpourl’aideràdétecterlesobstacles. Projet:Pourexplorervotrezoned’intervention,votrerobotrencontrerasansdoutedesobstacles sursonchemin.Lesresponsablesdel’AgenceSTORMdemandequevousdémontriezla capacitédevotrerobotdedétecterdesobstaclesetdeleséviter.Ilestimportantquevotrerobot netoucheaucundecesobstaclescarnousnevoulonspasabîmerlerobotnicontaminer l’environnementdenotrerecherche. Équipementrequis •1ensemblerobotEV3pargroupe •1ordinateurpargroupe Connecterl’accessoireCapteuràUltrasonsàl’avantdurobotetassurez-vousquele câblesoitbienconnecté.Pourcechapitrenousallonsconnecterlecapteuràultrasons auport4.
  36. 36. Page10sur22 Théorie Lecapteuràultrasonsutiliselagammedesultrasonspourdéterminerladistancepar rapportàunobjet.Lescapteursàultrasons,ouSONAR(SOundNavigationAnd Ranging)émettentuneondesonoredetrèshautefréquenceàpartirdel’unedesdeux ouverturesdanslecapteur.Cetteondesonoreesttypiquementde40kHz,bien supérieuràcequ’uneoreillehumainepeutdétecter.Cetteondesonorevoyageà traversl’airetestréfléchieparunobjetavecl’échoretournantversl’autreouverturedu capteur.Enmesurantletempsnécessairepourquelesonfassel’aller-retour,le capteurpeutcalculerl’éloignementdel’objet. Lecapteuràultrasonspeutcalculerladistanceleséparantd'unobjeten mesurantladuréenécessairepourquedesondessonoresréfléchies reviennentaucapteur. Lavaleurquelecapteuràultrasonsenverradépenddelasurfaceàpartirdelaquelle uneondesonoreaétéréfléchie.Lessurfaceslissesetperpendiculairesdonnentdes résultatsprécismaislessurfacesirrégulières(tellesquedesmains,d’autresrobots, desmursnon-perpendiculairesetc.)peuventdonnerdesrésultatsdifférents. L’importanticiestdoncdefairebeaucoupd’essais.Sachezquequandlecapteurest trèsprèsdusol,dessurfacesextrêmementrugueusespeuventdéclencherlecapteur defaçoninattendue. Conseilspourl’animateur Lapremièreétapedecedéfietdedétecterunobstacleetdes’arrêter.Danscecas,nous nevoulonspasdireauxrouesdurobotquelledistanceellesdoiventparcourir.Avancerde 5rotations,parexemple,nenousaiderapassil’objetestà10rotationsdevantnous.Ce seraitdésastreuxquesil’objetétaitàseulement2rotations! Ilestfacultatifd’utiliserunorganigrammepourplanifiercequelerobotvafaire. Commenceràavancer Attendrequel’obstaclesoitdétecté Arrêterlesmoteurs
  37. 37. Page11sur22 CetteapprocheutiliseratoujoursleblocDéplacementet Direction,maisplutôtquechoisirundesmodesSecondes, DegrésouRotations,nousutiliseronslemodeActivé.Ceci enclencheralesmoteursetlanceraleblocdeprogrammation suivant.Lesmoteurscontinuerontàtournerjusqu’àcequ’un autreblocDéplacementetDirectionleurdisedefaire autrement. LeblocAttendre Leblocsuivantdiraaurobotd’attendrejusqu’àcequ’unobstacleaitétédétecté.Onfait celaavecleblocAttendre.LeblocAttendrepeutêtreconfigurépourattendrependantune duréespécifiqueoùattendrejusqu’àcequ’uneconditionaitétéobservéeavecuncapteur. DanscecasnousutiliseronslemodeCapteuràUltrasons. CompareretChangement ChaquemodedecapteurdansleblocAttendrevousdonnelesoptions«Comparer»et« Changement».Chaqueoptionestdifférenteetauneutilitéspécifique. •Comparer:cemodeprendlavaleuretlacompareavecunevaleurspécifique, parexemple:attendrequeladistancesoitinférieureà100cm. •Changement:cemodenecherchepasunnombrespécifique,maisplutôtun changementspécifique.Parexemple,attendrequeladistancesoit50cmplus prèsquequandilacommencé.Celapeutsignifierquelerobotcommence,par exemple,à200cmetpuisserapprochede50cm,pourfinirà150cm.
  38. 38. Page12sur22 Nousallonsutiliserlemode«comparer»commenousavonsbesoindesavoir exactementàquelledistancenoussommesdel’objet. Pourfinirdepréparerlebloc,nousallonsleconfigurerpourqu’ilattendejusqu’àce quelavaleurenvoyéeparlecapteuràultrasonspasseendessousde10cm.Dansce casnouspourrionschoisiroubien«inférieurà»oubien«inférieurouégalà». Nousavonspresquefini!Pourlemomentlerobotcommenceàrouleretcontinueà roulerjusqu’àcequ’ildétecteunobjetàmoinsde10cm.Sinouslaissonsle programmetelquellerobotsauraqu’ilyaunautreobjetmaissansluidirecequeles moteursdoiventfaireilleheurtera.Notredernierblocdiraauxmoteursdes’arrêter. Leprogramme complet
  39. 39. Page13sur22 Astuce:pourbeaucoupd’applicationsrobotiques,nouspréféronséviterl’option«égal».Ilest rare,surtoutavecdescapteurs,qu’unevaleurcorrespondeexactementànosexigences. Imaginonsquenotrerobotailletrèsvite;quelecapteurenvoieunevaleurde11cm,etquela prochainevaleurenvoyéeparlecapteursoitde9cm.Commelecapteurn’envoiejamaisune valeurd’exactement10cm,lerobotnes’arrêterapas. Ledéfisuivant Maintenantquenotrerobotadétectél’obstacle,ilaurabesoindes’enéloigner.Ànouveau nousutiliseronsunorganigrammepourmieuxvoircommentaccomplircela. EnutilisantleblocBouclequenousavonsdécouvertplustôt,nouspouvonscréerun programmequiéviteralemur,etrépétercesinstructionsàtoutjamais. Attention! Lesapprentisroboticiensdoiventaussiserappelerqueladistancemesuréeparlecapteur estmesuréeàpartirdel’avantducapteurquinecoïncidepasnécessairementavecl’avant durobot.Faitesparticulièrementattentionàtouteaccessoireoupartiedurobotquisetrouve Commenceràavancer Attendrequel’obstaclesoitdétecté Arrêterlesmoteurs Reculerunpeu Tournerunpeu
  40. 40. Page14sur22 devantlecapteur. Lesapprentisroboticienspeuventtrouverquelesvaleursnecorrespondentpasàcequ’ils sontcapablesdemesureravecunerègle.Ceciestlerésultatdel’ondeultrasoniquequise reflètedel’objetvisésousdesanglesinhabituels.
  41. 41. Page15sur22 AnnexeC3:Mission7 Vued'ensemble:Utiliserunaccessoiredelivraisondechargepourlivrerouactionnerunobjetàdes endroitsprécis. Projet:Vousdevezsavoirmettreenœuvreunactionneurpourdéclencherun«interrupteur»ou bienramasseroudéposerunobjetàunendroitprécis. MatérielRequis •1ensemblerobotEV3pargroupe •1ordinateurpargroupe •Livresépaisquiservirontdepetitsplateaux Conseilspourl’animateur …..
  42. 42. Page16sur22
  43. 43. Page17sur22 Demandezauxapprentisroboticiensdefabriquerl’accessoiredelivraisondecharge etdeleconnecteràl'avantdurobot.Connectezégalementl’accessoireducapteurà ultrasonsquidevraits'intégrerparfaitementsousl’accessoiredelivraisondecharge. Lesexemplesdeprogrammesdecechapitreutilisentuneconfigurationavecle moteurmoyenconnectéauportDetlecapteurd'ultrasonsreliéauport1.Un organigrammedelafaçondontceproblèmepourraitêtreabordéestlasuivante: Laplupartdecestâchespeutêtreréaliséenutilisantdesblocsdeprogrammation quenousavonsrencontrésdansleschapitresprécédents.Nousavonsportantbesoin d’utiliserunnouveaublocpouractiverl’accessoiredelivraisondecharge. L’accessoiredelivraisondechargeutiliselemoteurmoyenquidisposedesonpropre blocdeprogrammation.LeblocMoteurmoyenfonctionnepresqueexactement commeleblocDéplacementetdirection,maissanslapartie«direction».Le moteurmoyenestconfigurédetellesortequ’unniveaudepuissancepositivefera tournerlemoteurdanslesenshoraireetunepuissancenégativeferatournerle moteurdanslesenscontraire.Pourl’accessoiredelivraisondecharge,leverlebras estunmouvementpositifalorsquel'abaissementdubrasestunmouvementnégatif. Unerotationd’environ90degrésestnécessairepoursouleveretpourabaisser complètementlebras. CommenceràtournerlentementArrêterlesmoteurs Attendrequ’unautreobjetsoitdétectéBaisserlebras CommenceràavancerlentementLeverlebras Attendrequel’objetsoitàmoinsde5cm durobot Reculer
  44. 44. Page18sur22 CommeleblocMoteurmoyenpeutaccepterunepuissanceaussibiennégativeque positiveainsiqu’unerotationaussibiennégativequepositive,ilyadeuxfaçonsde souleveretd’abaisserlabarre,commeindiquéci-dessous.Lesdeuxfaçonssonttout aussiefficaces. ExempledeProgramme
  45. 45. Page19sur22
  46. 46. Page20sur22 AnnexeC4:Mission8 Vued'ensemble:Utiliserl’accessoirepincepourdéplacerdesobjets. Projet:Diversobstaclespeuventsetrouversurleparcoursdevotrerobot.Utilisezvotrerobotet unaccessoireappropriépourdégagerlazone. MatérielRequis •1ensemblerobotEV3pargroupe •1ordinateurpargroupe •Desobjetsàdéplacer
  47. 47. Page21sur22 Conseilspourl’animateur Demandezauxapprentisroboticiensdefabriquerl’accessoire«pince»etdele connecteràl'avantdurobot.Connectezégalementl’accessoireducapteuràultrasons quidevraits'intégrerparfaitementsouslapince.Lesexemplesdeprogrammesdece chapitreutilisentuneconfigurationaveclemoteurmoyenconnectéauportDetle capteuràultrasonsreliéauport1. Grâceàcettepinceetaucapteuràultrasons,lerobotalacapacitédedétecter,de saisiretd’éliminerlesobstacles.Unorganigrammedelafaçondontcelapourraitêtre abordéeestlesuivant. Cettetâcheesttrèssimilaireàcelleduchapitreprécédent.Laprincipaledifférence résidedansl'utilisationdel’accessoire«pince».Lesbrasdelapincesontreliésau moteurmoyenàtraversunengrenageàvissansfin.Celapermetuneréduction significativedelavitesseetuneaugmentationcorrespondanteducouple.Pouractiver leGripper,utilisezleblocMoteurmoyenaveclemode«Activitépendant(secondes) ».Unepuissancenégativefermeralesbrasetunepuissancepositivelesouvrira. Faitesquelquesessaisafindedéterminerpendantcombiendesecondesvousdevez fermerlesbraspourattraperl’objetenquestion. ExempledeProgramme CommenceràtournerlentementArrêterlesmoteurs Attendrequel’obstaclesoitdétectéFermerlapince CommenceràavancerlentementReculerpours’éloigner Attendrequel’objetsoitàmoinsde5cm durobot Ouvrirlapince
  48. 48. Page22sur22 ASTUCE:Dansl'exempleci-dessus,nousavonsferméetouvert l’accessoirepinceenutilisantlemode«Activépendant(secondes) »dublocDéplacementetdirection.C'estsouventunmeilleur choixquelesmodes«Activépendant(rotations)»ou«Activé pendant(degrés)»carilempêcheleprogrammedesebloquersi lapincenepeutpasfermercomplètementenraisond'unobjetà saisird’ampleurinattendue.Silemoteurdelapinceest programmépourfermerpendant6 rotations,maissaisitl'objetaprès seulement4rotations,leprogramme n'atteindrajamaisles6rotationsrequis etneserajamaiscapabled’avancer jusqu’aublocdeprogrammation suivant. Silemoteurdelapinceestprogrammé pourfermerpendant4secondes (commedansl'exempleci-dessus), alorsmêmesil'objetestsaisiauboutde3secondes,le programmepeutsepoursuivreaprèsl’écoulementdes4secondes. Attention! Undesproblèmeslespluscourantsquel’onrencontreavecceprogrammeestcausé parlecapteuràultrasons.Commecelaaétéindiquédanslechapitresurlecapteurà ultrasons,lesondessonoresducapteuràultrasonsnesedéplacentpasdansune ligneparfaitementdroite,maisdivergentplutôtversl'extérieur.Pourcetteraison,de tempsentempslerobotdétectel'objetavantqu’ilnesoitdirectementenfacedurobot. Danscecaslerobotnevapasavancerdirectementversl’objet,cequifaitquela pinceauradumalàlesaisircorrectement.Celapeutêtrecompensésinécessaireen ajoutantunsupplémentdequelquesdegrésderotationunefoisquel'objetaété détecté. Leprochaindéfi EnutilisantleblocBoucle,pouvez-vousmodifiervotrerobotpourqu’ilcontinueà chercheretàéliminerd’autresobstacles?

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