Robotique
Présentation du MBot
Le MBot est un robot doté d’une carte électronique programmable sur une base Arduino. Il se programme à l'aide du logiciel MBlock qui est basé sur le le language graphique Scratch. Pour aller plus loin, on peut également le programmer en language C également sous MBlock Il interagit avec son environnement en fonction du programme qu’on lui implante. Il est ainsi capable de collecter des informations grâce à ses capteurs ou détecteur et de réaliser des actions grâce à ses actionneurs.
Il est largement utilisé pour l'enseignement de la robotique au cycle 4 comme au cycle 3. Plusieurs challenges robotiques l'utilisent, tel que le challenge robotique "Vobot" du Val d'Oise par exemple.
Actions et actionneurs :
La version de base du robot MBot est capable de se déplacer : il est équipé de deux moteurs indépendants reliés chacun à une roue (qui devient donc une roue motrice).
il peut émettre des sons grâce à un buzzer.
il peut émettre de la lumière grâce à 2 DEL 3 couleurs (RGB) dont la couleur est paramétrable.
d'autres actionneurs peuvent être branchés en option ( afficheur 128 led, motoréducteur, blocs 4 led, afficheur 7 segments… )
Boutons ,capteurs et détecteurs :
Pour interagir avec son environnement et y recueillir des informations, on retrouve sur le robot :
un module Wifi qui permet de recevoir les ordres émis par l'ordinateur.
un capteur de luminosité qui le renseigne sur la luminosité ambiante.
un module à ultrasons qui lui permet de « voir » de détecter les obstacles à l'avant et d'en connaître la distance.
un module de suivi de ligne au sol à infrarouge.
un bouton paramétrable.
un bouton de mise sous tension.
d'autres capteurs peuvent être branchés en option ( humidité, flamme, fumée, gyroscope…)
Connecter le MBot en USB ou en WIFI avec le logiciel MBlock version 3
Pour connecter le MBot en USB:
Brancher le câble USB au MBot
Brancher le cable USB au port USB de l'Unité centrale
Allumer le MBot
Lancer le logiciel MBlock
Dans Connecter Choisir par port série (COM) et sélectionner COMX (X différent de 1)
Le MBot devrait faire une petite musique et clignoter quelques secondes.
Pour connecter le MBot en WIFI
Brancher la clef USB-WIFI fournie avec le MBot
Alimenter le MBot avec une batterie externe
Allumer le MBot
Lancer le logiciel MBlock
Dans Connecter Choisir par WiFi (2,4GHz) (COM) et sélectionner Connecter
Le MBot devrait faire une petite musique et clignoter quelques secondes.
Programmer le robot mbot
Vue éclatée :
Présentation de certains de ses modules avec exemple de codes associés:
1 - Le module DEL RVB, inclus par défaut.
Il y a 2 DEL RVB sur le robot mBot au niveau de la carte de contrôle mCore. RVB signifie Rouge-Vert-Bleu et DEL pour diode électroluminescente.
Chaque DEL peut être associée à un niveau de lumière rouge, un niveau de lumière verte et un niveau de lumière bleue de 0 (lumière éteinte) à 255 (lumière allumée à pleine puissance).
En combinant ces lumières, vous pouvez faire une large gamme de couleurs différentes :
Exemple de programme (sous mblock 5) :
2 - Le module émission de sons grâce à un buzzer, inclus par défaut.
Exemple de programme (sous mblock 5) :
Début de la musique issue du film "Le flic de Beverly Hills"
3 - Le module suiveur de ligne (2 LEDs), inclus par défaut
Exemple de programme 1 (sous mblock 5) suiveur de ligne noir:
Exemple de programme 2 (sous mblock 5) suiveur de ligne blanche :
4 - Le module suiveur de ligne (RGB 4 LEDs) (RGB Line Follower)
Le module de capteur suiveur de ligne RGB, comprend 4 DEL RVB et 4 récepteurs photosensibles.
Le mode apprentissage se déroule en 4 étapes :
Étape 1. Le réglage de la couleur des DEL RGB :
Sélectionnez la couleur appropriée en appuyant longuement sur la touche de commutation. Le choix de la couleur des LED se fait en fonction des couleurs utilisée pour l’arrière-plan et la ligne.
Étape 2. Apprentissage de la couleur de l’arrière-plan :
Le capteur RGB implanté, vous devez positionner les 4 DEL RGB face à l’arrière-plan, puis cliquez sur la touche pour faire clignoter lentement les 4 voyants. Attendre l’arrêt du clignotement des voyants.
Étape 3. Apprentissage de la couleur de la piste :
Le capteur RGB implanté , vous devez positionner les 4 DEL RGB face à la piste, puis double-cliquez sur la touche pour faire clignoter lentement les 4 voyants. Attendre l’arrêt du clignotement des voyants, l’apprentissage se terminera en 2 3 secondes.
Étape 4. Test et confirmation :
Déplacez le module, afin de vous assurer qu’il détecte correctement les couleurs de l’arrière-plan et de la ligne.
Dans un fonctionnement "normal" (lignes foncées sur un arrière plan clair) :
le voyant du capteur correspondant à la détection de l’arrière-plan est allumé,
le voyant du capteur correspondant à la détection de la ligne est éteint.
Merci à nos collègues de l’académie de Bordeaux pour la méthode d’apprentissage
La programmation dans Mblock
Le capteur suiveur de ligne RGB est programmable par Mblock.
Mais l'extension «SuiveurDeLigneRGB» doit être installée.
Pour l'installer :
Dans Mblock, cliquer sur "Choix des extensions".
Dans ce menu, choisir "Gérer les extensions".
Dans la nouvelle fenêtre "Gérer les extensions", cliquez sur "Ajouter".
Dans la fenêtre "please select File", choisir l'extension de fichier " zip file (*.zip)".
Sélectionner le fichier téléchargé "SuiveurDeLigneRGB".
Cliquer sur "ouvrir".
Récupère le déplacement du capteur de la piste. La sortie est prise comme le produit de la ligne par la sensibilité Kp, et la valeur analogique est le résultat de l’algorithme de fusion pour les 4 capteurs allant de -512 à 512. Si elle est supérieure à 0, cela signifie que la ligne est déviée vers RGB4. Plus la valeur est élevée, plus le décalage est élevé. S’il est inférieur à 0, cela signifie que la ligne est déviée vers RGB1. Plus la valeur négative est élevée, plus le décalage est élevé.
Comme le montre la figure, il existe 4 capteurs RVB, RVB4, RVB3, RVB2 et RVB1 de gauche à droite. «1» signifie que l’arrière-plan est détecté (la LED correspondante est allumée), tandis que «0» signifie que la ligne est détectée (la LED correspondante est éteinte).
« 0000 » signifie que les 4 capteurs détectent la ligne (toutes les LED sont éteintes);
«0111» signifie que les 4 capteurs de gauche à droite détectent respectivement «ligne», «arrière-plan», «arrière-plan» et «arrière-plan» (les LED sont éteintes, allumées, allumées et allumées);
«0011» signifie que les 4 capteurs de gauche à droite détectent respectivement «ligne», «ligne», «arrière-plan» et «arrière-plan» (les LED sont éteintes, éteintes, allumées et allumées).
Si l’état détecté par les capteurs est identique à l’état réglé, « TRUE » est renvoyé, sinon « FALSE » est renvoyé.
Principe
Le capteur de ligne RVB dispose de 4 paires d’émetteurs RVB et de récepteurs sensibles à la lumière, comme le montre la figure ci-dessous:
Lorsque RVB traverse différents arrière-plans de couleurs, les récepteurs sensibles à la lumière convertissent les informations lumineuses reçues en signaux électriques et émettent des valeurs spécifiques à partir des ports analogiques après avoir traversé l’amplificateur. Le logiciel utilise ensuite les valeurs analogiques des quatre récepteurs photosensibles comme algorithme de fusion pour calculer finalement l’écart de la position du module de capteur de sortie par rapport à la piste. L’utilisateur peut directement utiliser ce décalage pour contrôler la vitesse de rotation des deux moteurs gauche.
Afficher la vitesse différentielle
RGB LineFollower détecte la couleur
Synthèse de couleur
Synthèse des couleurs réfléchies
Montage de la pince sur le robot Mbot