Lego
Introduction à Lego Mindstorm EV3 — Quand LEGO devient sérieux 🤖🧱
🎯 Objectif du module : À la fin de ce module, tu seras capable de programmer un robot Lego EV3, comprendre les interactions capteurs/moteurs, et construire une base motrice fonctionnelle. Bienvenue dans le monde où tes briques d'enfance deviennent un outil d'ingénieur.
Slides du chapitre
🗺️ Où on en est dans le parcours ?
Avant de plonger dans les briques, situons-nous :
| Partie | Contenu | Status |
|---|---|---|
| Programmation visuelle | Algobot, Scratch | ✅ Fait |
| Robotique physique | Lego Mindstorm EV3 | 👉 ON EST LÀ |
| Électronique | Arduino, capteurs | 🔜 Bientôt |
| Drones | Tello, Python | 🔜 Plus tard |
Pourquoi Lego Mindstorm maintenant ? Parce que c'est le pont parfait entre la programmation visuelle (Scratch) et l'électronique réelle (Arduino). On garde la programmation par blocs, mais on contrôle un VRAI robot avec de VRAIS moteurs et capteurs. C'est comme passer du simulateur de conduite à une vraie voiture... mais en moins dangereux. 🚗➡️🤖
🤔 C'est quoi Lego Mindstorm EV3 ?
Le concept
Lego Mindstorm, c'est le kit robotique éducatif de Lego lancé en 1998 et devenu une référence mondiale dans l'enseignement de la robotique. La version EV3 (Evolution 3, sortie en 2013) est la plus aboutie de la gamme "classique".
Les composants clés
| Composant | Rôle | Équivalent Arduino |
|---|---|---|
| Brique EV3 | Le cerveau — microcontrôleur + écran + boutons | Arduino + shield LCD |
| Moteurs Large | Mouvement puissant, encodeur intégré | Moteur DC + encodeur |
| Moteurs Medium | Mouvement précis, plus compact | Servo moteur |
| Capteur tactile | Détecte le contact physique | Bouton poussoir |
| Capteur couleur | Détecte couleurs et intensité lumineuse | Capteur RGB ou LDR |
| Capteur ultrason | Mesure les distances | HC-SR04 |
| Capteur gyroscope | Mesure l'orientation et rotation | MPU6050 |
Pourquoi c'est génial pour apprendre ?
- Pas de soudure, pas de câblage foireux — tout se clipse
- Feedback immédiat — l'écran de la brique affiche les infos
- Programmation visuelle — même logique que Scratch
- Robuste — tu peux (presque) pas le casser
- Documenté — des tonnes de ressources officielles et communautaires
💡 Fun fact : Le nom "Mindstorm" vient du livre "Mindstorms: Children, Computers, and Powerful Ideas" de Seymour Papert (1980), un pionnier de l'éducation par la robotique. LEGO a collaboré avec le MIT Media Lab pour créer ce produit. Oui, c'est du sérieux.
⚠️ Note importante : Fin de vie du produit
Soyons transparents : LEGO a arrêté la production des Mindstorm EV3 et l'application sera disponible jusqu'au 31 juillet 2026.
Ce que ça veut dire pour nous :
- ✅ On a largement le temps de l'utiliser cette année
- ✅ Le logiciel reste téléchargeable et fonctionnel
- ✅ Les kits physiques fonctionneront toujours après 2026
- ⚠️ Plus de mises à jour du logiciel après cette date
C'est comme avoir une PS4 : Sony ne la fabrique plus, mais elle marche toujours très bien pour jouer. 🎮
📥 Étape 1 : Installation du logiciel
Téléchargement
- Va sur education.lego.com/en-us/downloads/mindstorms-ev3/software
- Sélectionne Windows 10 dans le menu déroulant
- Clique sur DOWNLOAD (250 MB environ)
- Installe le logiciel (suivant, suivant, suivant... tu connais la chanson)
Configuration de la langue
Une fois le logiciel lancé :
- Clique sur l'icône ⚙️ Paramètres (en haut à droite)
- Sélectionne Language
- Choisis Français
- Redémarre l'application si nécessaire
💡 Astuce : L'interface en français rendra les instructions plus claires pour tout le monde. Pas de « Motor Large Port B » mais « Moteur large Port B ».
🚀 Étape 2 : Prise en main — Les 3 activités de base
Avant de construire des robots complexes, on va faire les 3 activités de mise en route. C'est comme un tutoriel de jeu vidéo : obligatoire mais rapide.
Comment y accéder ?
- Sur l'écran d'accueil, clique sur "DÉMARRER" dans la section "Prise en main"
- Ou va dans COMMENCER dans le menu du haut
Les 3 étapes
| Étape | Nom | Ce qu'on apprend | Durée estimée |
|---|---|---|---|
| 1️⃣ | Hello ! | Créer ton premier programme, faire parler la brique | 10-15 min |
| 2️⃣ | Moteurs et capteurs | Contrôler les entrées et les sorties | 15-20 min |
| 3️⃣ | Se déplacer | Construire une base motrice basique | 20-30 min |
Pourquoi c'est important ?
Ces 3 activités établissent les fondations :
- Tu apprends l'interface de programmation
- Tu comprends comment connecter la brique au PC
- Tu vois la relation entrée (capteur) → traitement (programme) → sortie (moteur)
C'est exactement le pattern qu'on retrouvera en Arduino : digitalRead() → logique → digitalWrite(). Même combat, emballage différent.
📚 Étape 3 : Télécharger les plans de cours
Le logiciel EV3 Classroom inclut des plans de cours complets avec instructions de montage, programmes exemples, et exercices guidés. C'est de l'or pédagogique.
Comment télécharger ?
- Va dans l'onglet COURS dans le menu du haut
- Tu verras plusieurs plans de cours disponibles
- Clique sur chaque plan pour voir l'icône de téléchargement (flèche vers le bas)
- Télécharge-les tous (ça prend quelques minutes)
Les 2 plans qu'on va suivre
| Plan de cours | Thème | Ce qu'on va faire |
|---|---|---|
| Robot formateur | Robotique, Ingénierie, Informatique, STIAM | Configurer la base motrice et ses extensions |
| Laboratoire d'ingénierie | Ingénierie, Sciences, STIAM | Construire des machines et mécanismes |
⚠️ Ordre important : On commence par Robot formateur puis Laboratoire d'ingénierie. Le premier pose les bases, le second approfondit.
👥 Organisation des équipes et du matériel
Le contexte
On dispose de 7 kits Lego Mindstorm EV3 plus ou moins complets.
Le hic : les pièces ont été mélangées au fil du temps. Un tri a été fait mais il faudra peut-être se répartir certaines pièces entre équipes.
Répartition des équipes
Avec 18 étudiants présents, voici les options :
| Option | Configuration | Avantages | Inconvénients |
|---|---|---|---|
| A | 6 équipes de 3 | Tout le monde en groupe égal, 1 kit spare | Groupes peut-être trop grands |
| B | 4 équipes de 3 + 3 équipes de 2 | Utilise tous les kits, flexibilité | Groupes inégaux |
Recommandation : Option B (4 équipes de 3 + 3 équipes de 2) — on utilise tous les kits disponibles et les petits groupes de 2 peuvent avancer plus vite.
🤝 Règles de vie pour le matériel
- Pas de drama pour les pièces — si une équipe a des pièces en trop, on partage équitablement
- Inventaire en début et fin de séance — on vérifie qu'on n'a rien perdu
- Manipulation soignée — c'est pas parce que c'est du LEGO qu'on peut le balancer
- Signaler les pièces manquantes — plutôt que de galérer en silence
💡 Pro tip : Désignez un "responsable matos" par équipe. Cette personne vérifie que tout est rangé en fin de séance. Ça évite de retrouver des engrenages dans les poches trois semaines plus tard.
🎯 Objectifs pédagogiques du module
À la fin de ce module Lego Mindstorm, tu seras capable de :
Savoir (connaissances)
- ☑️ Identifier les différents composants d'un kit EV3 (brique, moteurs, capteurs)
- ☑️ Comprendre la logique entrée → traitement → sortie
- ☑️ Expliquer le rôle de chaque type de capteur
Savoir-faire (compétences)
- ☑️ Programmer la brique EV3 avec l'interface par blocs
- ☑️ Construire une base motrice fonctionnelle
- ☑️ Utiliser les capteurs pour créer des comportements (évitement d'obstacle, suivi de ligne)
- ☑️ Débugger un programme qui ne fonctionne pas
Savoir-être (attitudes)
- ☑️ Travailler en équipe sur un projet technique
- ☑️ Gérer le matériel de manière responsable
- ☑️ Documenter et partager ses solutions
✅ Checklist de démarrage
Avant de commencer le premier exercice, vérifie que :
- [ ] Le logiciel EV3 Classroom est installé
- [ ] La langue est configurée en français
- [ ] Les plans de cours sont téléchargés
- [ ] Tu as accès à un kit EV3 avec ta équipe
- [ ] La brique EV3 est chargée (ou branchée)
- [ ] Tu as identifié les pièces de base (brique, 2 moteurs large, capteurs)
🔗 Lien entre Mindstorm et la suite du cours
Ce qu'on apprend avec Lego Mindstorm va directement servir pour Arduino :
| Concept Mindstorm | Équivalent Arduino |
|---|---|
| Bloc "Moteur Large" | analogWrite() + driver L298N |
| Bloc "Capteur Ultrason" | Librairie NewPing + HC-SR04 |
| Bloc "Attendre" | delay() |
| Bloc "Boucle" | loop() + while() |
| Bloc "Si... Alors" | if() |
| Port d'entrée (1-4) | Pins analogiques/digitales |
| Port de sortie (A-D) | Pins PWM |
La différence ? Avec Arduino, on tape du code au lieu de glisser des blocs. Mais la LOGIQUE est identique. Si tu comprends Mindstorm, tu comprendras Arduino.
🆘 En cas de problème
La brique ne se connecte pas au PC
- Vérifie le câble USB
- Vérifie que la brique est allumée
- Redémarre le logiciel
- Essaie un autre port USB
Le programme ne fait rien
- Vérifie que tu as bien cliqué sur "Télécharger et exécuter"
- Vérifie les ports (le moteur est-il sur le bon port ?)
- Vérifie les piles de la brique
Il manque des pièces pour le montage
- Demande aux autres équipes si elles ont des surplus
- Vérifie le 7ème kit (spare)
- Adapte le montage si possible (LEGO c'est flexible!)
📖 Ressources complémentaires
- Documentation officielle : Incluse dans l'application EV3 Classroom
- EV3Lessons : ev3lessons.com — Tutoriels communautaires, challenges, ressources pédagogiques
- LEGO Education : education.lego.com/en-us/lessons — Leçons officielles et plans de cours
- Robot Square : robotsquare.com — Projets et tutoriels par Laurens Valk (auteur du livre officiel)
- YouTube : Cherche "EV3 tutorial français" ou "LEGO Mindstorm EV3 débutant"
➡️ Prochaine étape
Une fois le logiciel installé et les plans de cours téléchargés, on attaque la Mise en route ensemble en classe. Prépare-toi à faire parler ton premier robot ! 🗣️🤖
Module rédigé pour le cours Drone & Robotique — IFOSUP Wavre "De la brique au drone, un pas à la fois" 🧱➡️🚁