{"id":39336,"date":"2019-10-31T22:30:33","date_gmt":"2019-10-31T19:30:33","guid":{"rendered":"https:\/\/prohoster.info\/blog\/opyt-sozdaniya-pervogo-robota-na-arduino-robot-ohotnik\/"},"modified":"2019-10-31T22:30:33","modified_gmt":"2019-10-31T19:30:33","slug":"opyt-sozdaniya-pervogo-robota-na-arduino-robot-ohotnik","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/prohoster.info\/fr\/blog\/news\/opyt-sozdaniya-pervogo-robota-na-arduino-robot-ohotnik","title":{"rendered":"Exp\u00e9rience de cr\u00e9ation de mon premier robot avec Arduino (robot \u00ab chasseur \u00bb)","gt_translate_keys":[{"key":"rendered","format":"text"}]},"content":{"rendered":"

Bonjour.<\/p>\n

Dans cet article, je vais d\u00e9crire le processus d'assemblage de mon premier robot Arduino. Le mat\u00e9riel sera utile \u00e0 d'autres d\u00e9butants comme moi, qui souhaitent fabriquer un \u00ab chariot autonome \u00bb. L'article pr\u00e9sente les \u00e9tapes de mon travail avec mes ajouts sur divers aspects. Un lien vers le code final (probablement pas le plus id\u00e9al) est donn\u00e9 \u00e0 la fin de l'article.<\/p>\n

\"Exp\u00e9rience
\n
\nAutant que possible, j'ai impliqu\u00e9 mon fils (8 ans) dans le projet. Ce qu'il a r\u00e9ussi et ce qui n'a pas fonctionn\u00e9 est abord\u00e9 dans une partie de l'article, cela pourra peut-\u00eatre aider quelqu'un.
\n<\/a><\/noindex><\/p>\n

Description g\u00e9n\u00e9rale du robot<\/h2>\n

\nTout d'abord, quelques mots sur le robot lui-m\u00eame (id\u00e9e<\/b>). Au d\u00e9but, je ne voulais pas construire quelque chose de typique. En m\u00eame temps, le kit de composants \u00e9tait assez standard : ch\u00e2ssis, moteurs, capteur \u00e0 ultrasons, capteur de ligne, LED, buzzer. Initialement, j'ai imagin\u00e9 un robot qui prot\u00e8ge son territoire. Il avance vers un intrus qui a franchi la ligne de cercle, puis revient au centre. Cependant, dans cette version, une ligne trac\u00e9e \u00e9tait n\u00e9cessaire, en plus d'un peu de math\u00e9matiques pour rester constamment dans le cercle.<\/p>\n

Apr\u00e8s quelques r\u00e9flexions, j'ai donc modifi\u00e9 l'id\u00e9e et d\u00e9cid\u00e9 de cr\u00e9er un robot \u00ab chasseur \u00bb. Au d\u00e9part, il pivote sur lui-m\u00eame pour choisir une cible (une personne) \u00e0 proximit\u00e9. Si la \u00ab victime \u00bb est d\u00e9tect\u00e9e, le \u00ab chasseur \u00bb active ses lumi\u00e8res clignotantes et sa sir\u00e8ne, et commence \u00e0 s'approcher. Lorsque la personne s'\u00e9loigne, le robot choisit une nouvelle cible et la suit, et ainsi de suite. Ce type de robot n'a pas besoin d'un cercle limit\u00e9 et peut fonctionner en plein air.<\/p>\n

Comme vous pouvez le voir, cela ressemble beaucoup \u00e0 un jeu de \u00ab chat \u00bb. Bien que le robot ne soit pas vraiment tr\u00e8s rapide, il interagit honn\u00eatement avec les personnes qui l'entourent. Les enfants adorent particuli\u00e8rement cela (parfois, il semble qu'ils vont l'\u00e9craser, ce qui fait battre mon c\u0153ur\u2026). Je pense que c'est une bonne solution pour promouvoir l'ing\u00e9nierie technique.<\/p>\n

Structure du robot<\/h2>\n

\nAlors, nous avons d\u00e9fini l'id\u00e9e, passons \u00e0 la composition<\/b>. La liste des \u00e9l\u00e9ments se forme \u00e0 partir de ce que le robot doit savoir faire. Tout cela est assez \u00e9vident, alors regardons directement la num\u00e9rotation :<\/p>\n

\"Exp\u00e9rience
\n
\nLe \u00ab cerveau \u00bb du robot est une carte Arduino Uno (1) qui faisait partie d'un kit command\u00e9 en Chine. Pour nos besoins, cela suffit amplement (nous nous basons sur le nombre de broches utilis\u00e9es). Dans ce m\u00eame kit, nous avons pris un ch\u00e2ssis pr\u00eat \u00e0 l'emploi (2), sur lequel sont fix\u00e9es deux roues motrices (3) et une roue arri\u00e8re (pivotante) (4). Le kit comprenait \u00e9galement un compartiment pour les batteries (5). \u00c0 l'avant du robot, il y a un capteur ultrasonique (HC-SR04) (6), \u00e0 l'arri\u00e8re se trouve un driver de moteurs (L298N) (7), au centre, il y a une LED clignotante (8), et un peu \u00e0 c\u00f4t\u00e9, il y a un buzzer (9).<\/p>\n

Au stade de l'agencement, nous v\u00e9rifions :<\/p>\n

\u2014 que tout rentre
\n \u2014 que cela soit \u00e9quilibr\u00e9
\n \u2014 que tout soit dispos\u00e9 de mani\u00e8re rationnelle<\/p>\n

Une partie de cela a d\u00e9j\u00e0 \u00e9t\u00e9 r\u00e9alis\u00e9e par nos coll\u00e8gues chinois. Ainsi, le lourd compartiment pour les batteries est plac\u00e9 au centre, avec les roues motrices juste en dessous. Toutes les autres cartes sont l\u00e9g\u00e8res, elles peuvent \u00eatre plac\u00e9es sur la p\u00e9riph\u00e9rie.<\/p>\n

Les nuances :<\/p>\n

    \n
  1. Le ch\u00e2ssis du kit dispose de nombreux trous d'usine, mais je n'ai jamais vraiment compris leur logique. Les moteurs et le bloc d'accumulateurs se sont fix\u00e9s sans probl\u00e8me, mais ensuite, il a fallu \u00ab adapter \u00bb en per\u00e7ant de nouveaux trous pour fixer telle ou telle carte.<\/li>\n
  2. Les supports en laiton et autres fixations trouv\u00e9s dans les r\u00e9serves ont \u00e9t\u00e9 d'une grande aide (il a parfois fallu improviser).<\/li>\n
  3. J'ai pass\u00e9 les fils de chaque carte \u00e0 travers des serre-fils (que j'ai \u00e9galement trouv\u00e9s dans les r\u00e9serves). C'est tr\u00e8s pratique, tous les c\u00e2bles sont bien rang\u00e9s et ne tra\u00eenent pas.<\/li>\n<\/ol>\n

    <\/p>\n

    Blocs individuels<\/h2>\n

    \nMaintenant, je vais passer en revue les blocs<\/b> et raconter sp\u00e9cifiquement sur chacun.<\/p>\n

    Compartiment pour batteries<\/b><\/p>\n

    Il est \u00e9vident que le robot doit disposer d'une bonne source d'\u00e9nergie. Les options peuvent varier, j'ai choisi de m'orienter vers 4 piles AA. Ensemble, elles fournissent environ 5 V, et cette tension peut \u00eatre directement appliqu\u00e9e \u00e0 la broche 5V de la carte Arduino (en contournant le r\u00e9gulateur).<\/p>\n

    J'avais bien s\u00fbr quelques r\u00e9serves, mais cette solution fonctionne tout \u00e0 fait.<\/p>\n

    Puisque l'alimentation est n\u00e9cessaire partout, j'ai plac\u00e9 deux connecteurs au centre du robot pour plus de commodit\u00e9 : un qui \u00ab distribue \u00bb la terre (\u00e0 droite) et l'autre \u2014 5 V (\u00e0 gauche).<\/p>\n

    \"Exp\u00e9rience
    \n
    \nMoteurs et driver<\/b><\/p>\n

    Tout d'abord, concernant le montage des moteurs. Le montage est d'origine, mais r\u00e9alis\u00e9 avec de grandes tol\u00e9rances. En d'autres termes, les moteurs peuvent \u00ab osciller \u00bb de quelques millim\u00e8tres \u00e0 gauche et \u00e0 droite. Pour notre t\u00e2che, ce n'est pas critique, mais dans certains cas, cela pourrait avoir un impact (le robot commencerait \u00e0 d\u00e9river). Par pr\u00e9caution, j'ai align\u00e9 les moteurs strictement en parall\u00e8le et les ai fix\u00e9s avec de la colle.<\/p>\n

    \"Exp\u00e9rience
    \n
    \nPour contr\u00f4ler les moteurs, comme je l'ai mentionn\u00e9 pr\u00e9c\u00e9demment, on utilise le pilote L298N. Selon la documentation, il a trois broches pour chaque moteur : une pour modifier la vitesse et une paire de broches pour la direction de rotation. Il y a un point important ici. En fait, si la tension d'alimentation est de 5 V, le contr\u00f4le de la vitesse ne fonctionne tout simplement pas ! C'est-\u00e0-dire qu'il ne tourne pas du tout ou tourne \u00e0 plein r\u00e9gime. C'est une particularit\u00e9 qui m'a fait \u00ab perdre \u00bb quelques soir\u00e9es. Finalement, j'ai trouv\u00e9 une mention quelque part sur un des forums.<\/p>\n

    En g\u00e9n\u00e9ral, une faible vitesse de rotation m'\u00e9tait n\u00e9cessaire lors du retournement du robot \u2014 pour lui donner le temps de scanner l'espace. Mais, comme rien ne s'est pass\u00e9 avec cette id\u00e9e, j'ai d\u00fb faire autrement : un l\u00e9ger tournant \u2014 arr\u00eat \u2014 tournant \u2014 arr\u00eat, etc. Encore une fois, ce n'est pas aussi \u00e9l\u00e9gant, mais cela fonctionne.<\/p>\n

    Je rajouterai ici que, apr\u00e8s chaque poursuite, le robot choisit une direction al\u00e9atoire pour la nouvelle rotation (dans le sens des aiguilles d'une montre ou dans le sens inverse).<\/p>\n

    Capteur ultrason<\/b><\/p>\n

    \"Exp\u00e9rience
    \n
    \nEncore un \u00e9l\u00e9ment o\u00f9 j'ai d\u00fb chercher une solution de compromis. Le capteur ultrason donne des chiffres instables face \u00e0 de v\u00e9ritables obstacles. En fait, c'\u00e9tait pr\u00e9visible. Il fonctionne parfaitement lors des comp\u00e9titions, o\u00f9 il y a des surfaces lisses, uniformes et perpendiculaires, mais si des jambes humaines \u00ab passent \u00bb devant lui \u2014 il faut introduire un traitement suppl\u00e9mentaire.<\/p>\n

    En guise de traitement suppl\u00e9mentaire, j'ai install\u00e9 un filtre m\u00e9dian<\/a><\/noindex> sur trois \u00e9chantillons. D'apr\u00e8s les tests r\u00e9alis\u00e9s sur de vrais enfants (aucun enfant n'a \u00e9t\u00e9 bless\u00e9 pendant les tests !), cela s'est av\u00e9r\u00e9 suffisant pour normaliser les donn\u00e9es. La physique ici est simple : nous avons des signaux r\u00e9fl\u00e9chis par les<\/b> objets appropri\u00e9s (donnant la distance requise) et r\u00e9fl\u00e9chis par des objets plus \u00e9loign\u00e9s, par exemple, les murs. Ces derniers repr\u00e9sentent des valeurs aberrantes au niveau des mesures comme 45, 46, 230<\/b>, 46, 46, 45, 45, 310<\/b>, 46... C'est pr\u00e9cis\u00e9ment ce que le filtre m\u00e9dian \u00e9limine.<\/p>\n

    Apr\u00e8s tout le traitement, nous obtenons la distance jusqu'\u00e0 l'objet le plus proche. Si elle est inf\u00e9rieure \u00e0 un certain seuil, nous activons l'alarme et nous nous dirigeons directement vers le \u00abcontrevenant\u00bb.<\/p>\n

    Clignotant et sir\u00e8ne<\/b><\/p>\n

    Ce sont sans doute les \u00e9l\u00e9ments les plus simples de tout ce qui a \u00e9t\u00e9 mentionn\u00e9. Ils sont visibles sur les photos ci-dessus. En ce qui concerne le mat\u00e9riel, il n'y a rien \u00e0 ajouter, donc passons maintenant au code<\/b>.<\/p>\n

    Programme de gestion<\/h2>\n

    \nJe ne vois pas l'int\u00e9r\u00eat de d\u00e9tailler le code, ceux qui en ont besoin trouveront le lien \u00e0 la fin de l'article, tout y est assez lisible. Mais il serait bon d'expliquer la structure g\u00e9n\u00e9rale.<\/p>\n

    La premi\u00e8re chose \u00e0 comprendre : un robot est un appareil en temps r\u00e9el. En fait, il faut s'en rappeler, car j'ai toujours travaill\u00e9 dans l'\u00e9lectronique. Donc, oublions tout de suite l'appel \u00e0 delay()<\/b>, qui est tr\u00e8s appr\u00e9ci\u00e9 dans les exemples de sketchs, et qui \u00abg\u00e8le\u00bb simplement le programme pendant une dur\u00e9e sp\u00e9cifi\u00e9e. Au lieu de cela, comme le conseillent les personnes exp\u00e9riment\u00e9es, nous utilisons des minuteurs pour chaque bloc. Le temps requis \u00e9coul\u00e9, nous ex\u00e9cutons l'action (augmenter la luminosit\u00e9 de la LED, activer le moteur, etc.).<\/p>\n

    Les minuteurs peuvent \u00eatre interconnect\u00e9s. Par exemple, le buzzer fonctionne en synchronisation avec le clignotant. Cela simplifie l\u00e9g\u00e8rement le programme.<\/p>\n

    Naturellement, nous divisons tout en fonctions distinctes (clignotant, son, rotation, mouvement en avant, etc.). Si nous ne le faisons pas, il sera difficile de s'y retrouver par la suite. <\/p>\n

    Nuances de la p\u00e9dagogie<\/h2>\n

    \nTout ce qui a \u00e9t\u00e9 d\u00e9crits ci-dessus, je l'ai fait pendant mon temps libre le soir. J'ai pass\u00e9 environ trois semaines sur le robot \u00e0 un rythme d\u00e9tendu. \u00c0 ce stade, on pourrait s'arr\u00eater ici, mais j'ai \u00e9galement promis de vous parler du travail avec l'enfant. Qu'est-ce qui est r\u00e9alisable \u00e0 cet \u00e2ge ?<\/p>\n

    Travail selon les instructions<\/b><\/p>\n

    Nous avons d'abord v\u00e9rifi\u00e9 chaque \u00e9l\u00e9ment s\u00e9par\u00e9ment : LEDs, buzzer, moteurs, capteurs, etc. Il existe un grand nombre d'exemples pr\u00eats \u00e0 l'emploi, certains directement dans l'environnement de d\u00e9veloppement, d'autres que l'on peut trouver sur Internet. Cela fait plaisir. Nous prenons le code, connectons l'\u00e9l\u00e9ment, nous assurons que cela fonctionne, puis nous commen\u00e7ons \u00e0 l'adapter \u00e0 notre t\u00e2che. L'enfant r\u00e9alise les connexions selon le sch\u00e9ma et sous mon contr\u00f4le partiel. C'est bien. Il faut aussi savoir travailler pr\u00e9cis\u00e9ment selon les instructions.<\/p>\n

    Ordre de travail (\u00abde l'individuel au g\u00e9n\u00e9ral\u00bb)<\/b><\/p>\n

    C'est un point difficile. Il faut habituer \u00e0 l'id\u00e9e qu'un grand projet (\u00ab construire un robot \u00bb) est constitu\u00e9 de petites t\u00e2ches (\u00ab connecter un capteur \u00bb, \u00ab connecter des moteurs \u00bb\u2026), qui, \u00e0 leur tour, se d\u00e9composent en \u00e9tapes encore plus petites (\u00ab trouver un programme \u00bb, \u00ab connecter une carte \u00bb, \u00ab t\u00e9l\u00e9charger un firmware \u00bb\u2026). En accomplissant des t\u00e2ches de bas niveau relativement claires, nous \u00ab cl\u00f4turons \u00bb les t\u00e2ches de niveau interm\u00e9diaire, et cela se transforme en un r\u00e9sultat global. J'ai expliqu\u00e9, mais je pense que la compr\u00e9hension ne viendra pas tout de suite. Peut-\u00eatre vers l'adolescence.<\/p>\n

    Montage<\/b><\/p>\n

    Per\u00e7age, filetages, vis, \u00e9crous, soudure et senteur de colophane \u2014 comment s'en passer. L'enfant a acquis la comp\u00e9tence de base \u00ab Travailler avec un fer \u00e0 souder \u00bb \u2014 il a r\u00e9ussi \u00e0 souder plusieurs connexions (je n'ai pas cach\u00e9 que j'ai un peu aid\u00e9). N'oubliez pas d'expliquer les consignes de s\u00e9curit\u00e9.<\/p>\n

    Travail sur l'ordinateur<\/b><\/p>\n

    J'ai \u00e9crit le programme pour le robot, mais j'ai tout de m\u00eame r\u00e9ussi \u00e0 obtenir certains r\u00e9sultats accessoires.<\/p>\n

    Premi\u00e8rement : l'anglais. Il vient juste de commencer \u00e0 l'\u00e9cole, donc nous avons \u00ab laborieusement \u00bb d\u00e9chiffr\u00e9 ce que signifient pishalka, migalka, yarkost et d'autres translitt\u00e9rations. Au moins, nous avons compris cela. J'ai consciemment \u00e9vit\u00e9 d'utiliser des mots anglais natifs, car nous n'avons pas encore atteint ce niveau.<\/p>\n

    Deuxi\u00e8mement : un travail efficace. Nous avons appris les combinaisons de touches rapides pour effectuer rapidement des op\u00e9rations standard. De temps \u00e0 autre, lorsque nous \u00e9crivions le programme, nous \u00e9changeons les r\u00f4les avec mon fils, et je lui disais ce qu'il fallait faire (remplacer, rechercher, etc.). Je devais r\u00e9p\u00e9ter encore et encore : \u00ab s\u00e9lectionne par un double clic \u00bb, \u00ab maintiens Shift \u00bb, \u00ab maintiens Ctrl \u00bb, et ainsi de suite. Le processus d'apprentissage n'est pas rapide ici, mais je pense que les comp\u00e9tences s'ancreront progressivement \u00ab dans l'inconscient \u00bb.<\/p>\n

    Texte cach\u00e9<\/b>Vous pourriez dire que ce qui pr\u00e9c\u00e8de est presque \u00e9vident. Mais, honn\u00eatement, cet automne, j'ai eu l'occasion d'enseigner l'informatique \u00e0 des classes de 9e dans une \u00e9cole. C'est terrible. Les \u00e9l\u00e8ves ne connaissent pas des choses aussi \u00e9l\u00e9mentaires que Ctrl + Z, Ctrl + C et Ctrl + V, la s\u00e9lection de texte avec Shift enfonc\u00e9 ou en double-cliquant sur un mot, et d'autres choses. Et pourtant, ils en sont \u00e0 leur troisi\u00e8me ann\u00e9e d'apprentissage de l'informatique\u2026 \u00c0 vous de tirer vos propres conclusions. <\/p>\n

    Troisi\u00e8mement : la dactylographie aveugle. J'ai confi\u00e9 \u00e0 l'enfant le soin d'\u00e9crire les commentaires dans le code (qu'il s'entra\u00eene). Nous avons imm\u00e9diatement plac\u00e9 correctement ses mains, afin que ses doigts m\u00e9morisent progressivement la disposition des touches.<\/p>\n

    Comme vous le voyez, nous venons \u00e0 peine de commencer. Nous allons continuer \u00e0 affiner nos comp\u00e9tences et nos connaissances, elles seront utiles dans la vie.<\/p>\n

    \u00c0 propos de l'avenir\u2026<\/p>\n

    D\u00e9veloppement futur<\/h2>\n

    \nLe robot est termin\u00e9, il se d\u00e9place, clignote et \u00e9met des sons. Que faire maintenant? En nous enthousiasmant pour ce que nous avons accompli, nous pr\u00e9voyons de l'am\u00e9liorer davantage. Nous envisageons de cr\u00e9er un contr\u00f4le \u00e0 distance \u2014 comme celui d'un rover lunaire. Ce serait int\u00e9ressant de contr\u00f4ler le mouvement du robot depuis un certain endroit. Mais cela sera une autre histoire...<\/p>\n

    Et \u00e0 la fin, les v\u00e9ritables h\u00e9ros de cet article (vid\u00e9o en cliquant dessus):<\/p>\n

    \"Exp\u00e9rience<\/a><\/noindex><\/p>\n

    Merci de votre attention !<\/p>\n

    \u2192 Lien vers le code<\/a><\/noindex>
    \n
    Source :     habr.com<\/a><\/p>","protected":false,"gt_translate_keys":[{"key":"rendered","format":"html"}]},"excerpt":{"rendered":"

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