Il ne fait aucun doute que vous aurez envie de tout assembler et d’obtenir les lignes de programmation, mais avant de commencer, nous vous proposons de passer en revue certains principes de base qui vous seront utiles plus tard.

Qu’est-ce qu’un robot ?

Le mot “robot” vient du tchèque “robota” (« travail, besogne, corvée »). Le mot a été introduit, en 1920, par l’écrivain tchèque Karel Čapek´s dans la pièce de théâtre “Rossum’s Universal Robots”, jouée pour la première fois en 1921. Bien que Karel Čapek soit souvent considéré comme l’inventeur du mot, il a lui-même désigné son frère Josef, peintre et écrivain, comme le véritable inventeur.

Nous imaginons souvent un robot comme une machine avec une forme humaine, qui marche, qui parle et fait des gestes … mais en réalité, c’est beaucoup plus simple.

“Un robot est une machine automatique “programmable” qui peut interpréter les informations provenant de son environnement physique afin d’adapter son comportement. Il a la capacité d’interagir avec l’environnement et exécuter différentes fonctions en conséquence…”

Tous les robots ont trois types de composants: Système de contrôle: tel qu’une carte contrôleur. Capteurs: ils peuvent lire des informations sur l’environnement ou le robot lui-même. Actionneurs: ils produisent un effet sur l’environnement ou le robot.

Si nous comparons les robots avec les êtres humains, les capteurs seraient nos sens. Ils envoient des informations au système de contrôle (le cerveau) et nous modifions notre comportement et notre environnement grâce à des actionneurs (parties du corps). Un robot doit également avoir une source d’énergie pour fonctionner et une structure physique pour soutenir les éléments dont il est constitué.

Le système de contrôle: la carte contrôleur

Le cerveau ou la carte contrôleur est comme un petit ordinateur. Il est en fait un microcontrôleur qui peut être connecté à des capteurs et à des actionneurs (muscles, voix, etc…).

La carte ZUM est composée des éléments suivants:
• Microprocesseur: La micropuce effectue toutes les opérations nécessaires pour rendre votre carte opérationnelle avec votre programme.
• Entrées numériques: Elles ne peuvent avoir que deux valeurs: 0 ou 1 (tout ou rien, On ou Off).
• Entrées analogiques: Elles peuvent avoir des valeurs multiples: 0, 1, 34, 255, etc…
• Entrée Micro-USB: La carte ZUM communique avec votre ordinateur via ce port.
• Entrée de la batterie: La carte électronique reçoit l’énergie des batteries ou de l’unité d’alimentation de sorte qu’elle puisse fonctionner.
• Bluetooth: Il permet à la carte électronique de communiquer sans fil avec un ordinateur, un smartphone ou d’autres appareils.
• Boutton ON/OFF: Il coupe l’alimentation de votre carte électronique de sorte que vous pouvez programmer le robot sans risque que celui-ci ne se mette à fonctionner.
• Régulateurs de tension: Ils adaptent la tension d’alimentation pour la rendre égale à celle de la carte électronique : 5V.

Les capteurs

Un capteur est simplement un composant électronique qui envoie une quantité plus ou moins grande d’électricité selon un élément physique, comme la lumière, le son ou la distance, etc… Pour connecter un capteur à votre carte électronique , vous devez d’abord vérifier si le capteur est numérique ou analogique.

Un capteur numérique

Un capteur numérique ne peut avoir que deux valeurs: 0 ou 1, tout ou rien. Par exemple, un bouton est un capteur numérique, qui peut soit avoir la valeur 1, soit avoir la valeur 0 lorsque l’on appuie ou non dessus. Sur la carte électronique ZUM ou similaire, les capteurs numériques seront connectés sur les broches numériques D0 à D13.

IMPORTANT: Broches numériques 0->RX et 1->TX sont utilisées pour envoyer et recevoir des données, donc si vous les connectez à un capteur ou un actionneur, le programme de la carte électronique pourrait ne pas se charger, ou il pourrait ne pas fonctionner correctement – Egalement, à cause de la LED D13, la broche D13 ne reçoit pas la même tension, ce qui pourrait vous causer des problèmes lors de l’utilisation de certains éléments. Utilisez ces broches avec prudence.

Un capteur analogique

Un capteur analogique peut avoir de multiples états et il est capable de transformer la quantité de lumière, la température ou autres éléments physiques en une valeur comprise entre 0 et 1023. Pour donner un exemple avec un capteur de lumière, c’est qu’il donne une valeur plus petite ou plus grande par rapport à la quantité de lumière reçue. Sur une carte électronique ZUM ou similaire, les capteurs analogiques seront connectés sur les broches analogiques A0-A5.

Les actionneurs

Un actionneur est un composant électronique qui peut agir sur le milieu environnant. Par exemple, un moteur qui déplace une roue, une diode électroluminescente qui indique que l’appareil est sous tension, un haut-parleur qui émet un son d’avertissement, etc…

En utilisant une carte électronique ZUM ou similaire, les actionneurs que nous utilisons seront connectés à une broche numérique. Certains actionneurs, tels que des LED, ne peuvent avoir que deux états, tandis que d’autres, tels que des servomoteurs, peuvent avoir plusieurs fonctions, ce qui en fait de composants analogiques. Pour ce type d’actionneur, notre carte électronique, qui se trouve être numérique, fera usage d’une technique couramment utilisée pour synthétiser des signaux continus, appelée modulation de largeur d’impulsions ou MLI. Ne vous préoccupez pas de ce sujet pour l’instant, nous allons y revenir plus tard.

Comment une carte contrôleur pense t-elle ?

De temps en temps, il arrivera que votre projet ou votre robot ne fonctionne pas comme vous l’espériez. Rappelez-vous que votre carte contrôleur est le cerveau de votre machine, mais il est beaucoup plus limité qu’un cerveau humain.

Une carte contrôleur… Pense (processus) les choses une par une, elle ne peut pas faire deux choses à la fois. Pense et répète les actions très rapidement, parfois tellement vite que nous ne pouvons même pas voir de quelle manière elle le fait et nous devons parfois lui dire d’attendre un peu. Elle ne fait jamais les choses que vous ne lui avez pas demandé de faire. Vous avez besoin d’un programme pour lui dire de faire tout ce que vous voulez et lui donner les commandes une par une. Lorsque la carte électronique termine sa liste de choses à faire, elle commence en général de nouveau, en répétant le programme encore et encore.

Tout au long de ce cours, vous apprendrez à connaître et à utiliser les capteurs et les actionneurs qui vous seront vraiment utiles. N’oubliez pas que le secret n’est pas la quantité, mais de comprendre ce que vous avez obtenu et comment l’utiliser au maximum. Revenez sur cette page chaque fois que vous avez des doutes, ou laissez nous un commentaire si vous êtes bloqué sur quelque chose.

OK, maintenant allons-nous commencer à programmer des choses ? Allons-y !