Introduction
Introduction au cours
Slides du chapitre
Objectifs pédagogiques
À l'issue de ce cours, vous serez capable de comprendre et appliquer les concepts fondamentaux de la programmation (variables, conditions, boucles, fonctions), de concevoir et réaliser des montages électroniques avec Arduino et Raspberry Pi, de construire des systèmes autonomes (station météo, robots roulants) et enfin de piloter, monter et programmer des drones en respectant la réglementation en vigueur.
Une approche collaborative
Ce cours privilégie l'apprentissage par la pratique et l'expérimentation. Chaque concept théorique est immédiatement mis en application à travers des projets concrets. Les idées de projets, les questions et les découvertes de chacun enrichissent le parcours collectif. N'hésitez pas à proposer vos propres expérimentations !
Programme détaillé
Partie 1 — Programmation et robotique
Cette première partie pose les fondations. Nous y découvrons la logique algorithmique et les principes de base de la programmation à travers trois environnements progressifs.
Algobot — Un serious game belge qui introduit les concepts d'instructions, de fonctions et de boucles en guidant un robot à travers des puzzles. Une entrée en matière ludique et accessible.
Scratch — L'environnement de programmation visuelle par blocs permet d'approfondir les notions de variables, conditions et événements sans se soucier de la syntaxe d'un langage.
Lego Mindstorm — Passage au monde physique avec la construction et la programmation de robots. L'interface reste proche de Scratch, mais les défis du monde réel apparaissent : calibration des capteurs, gestion des moteurs, obstacles imprévus.
Partie 2 — Électronique
Cette partie constitue le cœur technique du cours. Nous y construisons des systèmes de plus en plus complexes.
Arduino — Introduction aux cartes de développement et à la programmation embarquée en C++. Nous connectons des capteurs (température, distance, lumière), des moteurs et divers composants pour comprendre les fondements de l'électronique.
Raspberry Pi — Plus puissant qu'un Arduino, ce mini-ordinateur se programme en Python. Il ouvre la porte à des projets nécessitant davantage de ressources de calcul.
Montages électroniques — LEDs, moteurs, écrans : nous assemblons des circuits progressivement plus élaborés. Chaque montage renforce la compréhension des principes électroniques.
Station météo — Premier projet complet intégrant plusieurs capteurs (température, humidité, pression) et l'affichage des données. Un excellent exercice d'intégration avant les systèmes mobiles.
Robots roulants — Point culminant de cette section : des robots autonomes capables de se déplacer, éviter les obstacles et interagir avec leur environnement. La préparation idéale pour les drones.
Partie 3 — Drones
Toutes les compétences acquises convergent vers cette dernière partie.
Permis théorique — La réglementation belge et européenne encadre strictement l'usage des drones. Nous étudions les règles essentielles pour voler en toute légalité.
Pilotage — Avant de programmer un drone, il faut savoir le contrôler manuellement. Entraînement sur simulateurs puis sur appareils réels.
Montage — Comprendre l'anatomie d'un drone : châssis, moteurs, contrôleur de vol, batterie, hélices. Savoir diagnostiquer et réparer.
Programmation Python — Avec les drones DJI Tello, nous programmons des vols automatisés, des patrouilles et des missions complexes.
Matériel
À l'école
L'école dispose de tout le matériel nécessaire : kits Arduino et Raspberry Pi, composants électroniques variés (LEDs, moteurs, capteurs, écrans), et drones DJI Tello pour l'apprentissage.
Nous ne disposons pas de drones perfectionnés type DJI Mavic. Pour explorer ces appareils, un achat personnel serait nécessaire.
Kits personnels (optionnel)
Pour pratiquer à domicile ou approfondir les projets :
Kit Arduino — Des starter kits complets sont disponibles entre 25€ et 100€. Le kit Elegoo Super Starter Kit est recommandé pour débuter : lien Amazon.
Multimètre — Outil indispensable pour diagnostiquer les circuits, environ 40€ : lien Amazon.
Drone personnel — Les DJI Mavic (à partir du Mini 3) offrent d'excellentes performances. Prix de 400€ à plus de 2000€ : DJI Store.
Prochaine étape : découvrir Algobot, notre premier outil d'apprentissage.