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IHM – Programmer un robot (Thymio)
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Le vocabulaire….
> Thymio
C’est le nom de ce robot blanc avec deux
roues, qui s’allume et fait du bruit et est truffé
de capteurs.
> Aseba
C’est le logiciel qui permet de
programmer Thymio, soit par
programmation visuelle (Visual
Programming Language ou VPL),
soit en tapant des lignes de code.
> Programme
C’est un ensemble d’instructions qui dit à une
machine comment agir. Le programme de Thymio
lui dit comment rouler, s’allumer, ou faire du bruit,
en fonction de ce qu’il voit à l’aide de ses
capteurs.
Allumer et éteindre Thymio
Pour allumer le robot, il suffit d'appuyer et de maintenir le doigt sur le rond qui se trouve
au centre des flèches jusqu'à ce que le robot émette un son et devienne vert. Cela
prend quelques secondes.Pour éteindre le robot, il suffit de maintenir le doigt sur le
rond central quelques secondes jusqu'à ce que le robot joue une mélodie et s'éteigne
complètement.
Recharger ou Programmer Thymio
Pour recharger ( ou programmer)Thymio, il suffit de le brancher à un ordinateur avec le
câble micro-USB fourni dans la valise. Lorsque Thymio est en charge, une lumière
rouge s'allume près du port USB, comme sur (A). S'il est allumé, les LED d'indication
du niveau de batterie clignotera. Vous pouvez charger Thymio lorsqu'il est allumé ou
éteint. Lorsque Thymio est chargé, une lumière bleue s'allume près du port USB.
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Découvrir le matériel
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Les capteurs
Un capteur est un dispositif qui transforme
l’état d’une grandeur physique observée
(comme la température, la distance, la
luminosité, le débit, le niveau, la pression, le
son) en une mesure utilisable. Il permet
donc d’acquérir des données, des nombres,
comme une amplitude de courant ou de
tension, une hauteur de mercure pour un
thermomètre,
Tout capteur doit être associé à un
contrôleur pour pouvoir donner une
information manipulable : par exemple dans
le cas d’un capteur de distance à
infrarouges, le capteur envoie un faisceau
infrarouge, et détecte la réflexion de ce
faisceau par un objet. Il faut alors qu’un
petit contrôleur calcule le temps qu’a mis le
faisceau à être réfléchi pour pouvoir
déterminer la distance à laquelle se trouve
l’objet.
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Les actuateurs
Un actuateur, ou actionneur, est un dispositif
d’une machine (moteur, vérin, speaker,
lampe, etc.) qui permet à une machine de
transformer l’énergie qui lui est fournie en un
phénomène physique utilisable. Un
actionneur exécute les ordres qui lui sont
envoyés par la partie commande de la
machine.
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Les autres éléments
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Programmer Thymio
On commence par connecter Thymio au PC à
l'aide du câble USB
On allume Thymio
Il y a deux manières de programmer Thymio:
Avec VPL (programmation visuelle)
Aseba studio (programmation en mode texte)
Nous commencerons avec le mode VPL
Lancez : Thymio VPL
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Programmer Thymio avec le logiciel de VPL
La programmation visuelle est un des
composant d'Aseba. Cet environnement VPL
(pour Visual Programming Language) a été
conçu pour programmer Thymio facilement
avec des images. On écrit un programme en
assemblant des pairs de blocs d'événement
et d'action. La fenêtre ressemble à l’image
ci-contre.
La barre d'outils (1)
contient les boutons pour ouvrir et sauvegarder
des fichiers, lancer ou arrêter l'exécution du
programme, et changer de mode d'édition.
Le programme (2)
Cette zone est dédiée à la construction du
programme. Le programme sert au robot à
savoir comment se comporter.
Le compilateur (3)
Cette ligne indique si les paires événement-
action du programme sont correctes et
complètes.
Les blocs d'événements (4)
déterminent quand le robot doit démarrer une
action. Ces blocs peuvent être ajoutés au
programme en cliquant dessus ou en les
glissant sur le carré orange qui apparaît dans le
programme.
Les blocs d'action (5)
Ces blocs déterminent comment le robot doit
réagir.
Le programme texte(6)
Si vous lancez directement le VPL,
le programme texte correspondant
au programme graphique est
généré automatiquement dans
cette zone.
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Assembler des paires
Les boutons de la barre d’outils
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Blocs événements
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Blocs action
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Un 1er programme…
Réalisez ce programme et vérifiez qu'il
exécute correctement les actions
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Un second programme…
Ce programme actionne les moteurs vers l'avant lorsque le
capteur central détecte un objet ( la main par exemple) et
arrête les moteurs lorsqu'il ne détecte rien
Attention de ne pas faire tomber Thymio de la table…
À faire :
Écrire un programme qui permet à Thymio de
suivre votre main en utilisant 3 des capteurs
avant et les deux capteurs arrière
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Un 3ème
programme…
Thymio possède deux capteurs de sol, qui
mesure l'intensité de la lumière réfléchie.
Ce programme arrête Thymio au bord de la
table À faire :
Rajoutez ce qu'il faut pour :
Thymio joue un son d'alerte au bord de la
table
Thymio recule si on approche la main du
détecteur avant central
Thymio stoppe si on approche la main des
détecteurs arrière
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Quelques exercices…
Faire en sorte que Thymio vous obéisse, mais à
l'envers!
Si on appuie sur "avant" il recule, si on appuis
sur "gauche" il tourne à droite etc.…
À l'aide des 5 capteurs de devant, transformez
Thymio en "mini" piano
Transformez Thymio en un buzzer..il doit jouer
une mélodie et s'allumer s'il reçoit une "tape"
Il faudra trouver une solution pour le faire
revenir dans son état normal
En faisant bouger Thymio avec la main faites le
dessiner quelque chose…
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Le mode avancé
Utilisation en programmation
L'action du robot dépend à la fois de l'événement
et de l'état du robot ; par exemple :
On claque des mains et le robot est dans
l'état 0 → allumer le robot en bleu
On claque des mains et le robot est dans
l'état 1 → allumer le robot en rouge
Qu'est-ce que l'état interne ?
Vous savez que les ordinateurs fonctionnent
avec des bits, n’est-ce pas ? Mais qu’est-ce
qu’un bit ? Un bit est une unité qui ne peut
prendre que deux valeurs : 0 ou 1. Les bits
ont plein d’utilisations possibles ! Par
exemple, on peut se servir d’un bit pour dire
« 1 = allumé et 0 = éteint », ou alors pour dire
« 1 = porte ouverte et 0 = porte fermée », etc.
Avec Thymio, on dispose de 4 bits, aussi
appelés « états interne » qui peuvent prendre
la valeur 1 ou la valeur 0.
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Un exemple
L'exemple ci-contre allume le robot en rouge ou
bleu lorsqu'il détecte un clappement de mains,
en fonction de son état.
Avec les deux premières lignes de ce
programme, on peut changer la valeur de la
variable en haut à gauche avec les boutons
tactiles du robot.
Lorsqu’on appuie sur la flèche de gauche,
l’état est à 0, et quand on appuie sur la flèche
de droite, l’état passe à 1.
Avec les deux dernières lignes de ce
programme, on gère ce qu’il se passe lorsque
le robot entend un fort bruit de claquement :
soit l’état est à 0, et donc le robot
s’allume en bleu
soit l’état est à 1, et donc le robot
s’allume en rouge.
À faire :
Réalisez ce programme en y
ajoutant un autre "état" et
deux autres couleurs
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Version avancée de certains blocs
À réaliser et à
tester
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Le Funambule…
Le programme ci-contre utilise l'inclinaison
avant-arrière pour que Thymio reste en
équilibre
À réaliser et à
tester
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Un exemple
Sur une feuille A3 Tracez une
ligne noire( maximum 1cm de
large) que Thymio devra
suivre…
À réaliser et à
tester
Réalise un programme qui permet à
Thymio de parcourir ce circuit :
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Défi n°1 : Le freinage en douceur
Défi n°2: les fléchettes
Ajuste la vitesse et le temps pour toucher le
centre.
Regarde où il s'est arrêtté en plaçant un
stylo
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Défi n°3: le danseur
Défi n°4: Le balayeur fou
Un exemple :
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Défi n°5: LE TÉLÉGRAPHE AUTOMATIQUE
Un exemple :
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Défi n°6: LE PETIT POUCET
Un exemple :
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Le travail à rendre : (En groupe de 2 ou 3)
Vous réaliserez l'un (au moins) des défis.
Vous rédigerez un compte rendu du défi, où vous présenterez le programme
o En mode VPL
o En mode texte, que vous aurez commenté
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Un projet est envisageable avec Thymio…et des accessoires…