Introduction aux LEGO Mindstorms

Composants du kit Mindstorms#

Brique intelligente EV3#

La brique intelligente EV3 est l'élément central des créations LEGO Mindstorms. Elle agit comme le cerveau du robot, lui permettant de traiter les informations, de contrôler les moteurs et de réagir aux capteurs. Nous allons explorer ses caractéristiques techniques et ses fonctionnalités.

Caractéristiques techniques#

• Processeur : le processeur ARM9 est le moteur de la brique EV3, lui fournissant la puissance nécessaire pour exécuter des programmes complexes et gérer plusieurs tâches simultanément.
• Mémoire : avec une mémoire interne suffisante pour stocker des programmes et des données, la brique EV3 peut gérer des projets de toutes tailles. Elle est également extensible via une carte SD.
• Ports d'entrée et de sortie : la brique dispose de plusieurs ports d'entrée et de sortie qui permettent de connecter jusqu'à quatre capteurs et quatre moteurs, ouvrant un large éventail de possibilités pour la construction de robots.

Fonctionnalités de la brique#

• Écran : l'écran LCD monochrome affiche des informations utiles telles que le statut du robot, les valeurs des capteurs, et plus encore. Il est également utilisé pour naviguer dans les menus de la brique.
• Boutons de navigation : les boutons situés sur le devant de la brique EV3 permettent de naviguer dans les menus, de démarrer et d'arrêter des programmes, et d'interagir avec le robot sans nécessiter un ordinateur.
• Connectivité : la brique EV3 offre plusieurs options de connectivité, y compris USB et Bluetooth, permettant de la programmer à distance et de la connecter à d'autres appareils.
• Logiciel et programmation : la brique EV3 est compatible avec divers langages de programmation et environnements de développement, allant des interfaces graphiques pour débutants aux langages textuels pour utilisateurs avancés.
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Moteurs#

Deux types principaux de moteurs sont inclus dans les kits.

Grands moteurs#

Les grands moteurs sont souvent utilisés pour les déplacements du robot, comme faire avancer ou tourner les roues. Ils sont conçus pour offrir un bon équilibre entre puissance et vitesse.

Moteurs moyens#

Les moteurs moyens, quant à eux, sont utilisés pour des mouvements précis et contrôlés. Ils sont idéaux pour manipuler des objets ou positionner des éléments du robot avec beaucoup de précision.

Chaque moteur présente des caractéristiques de puissance et de précision qui peuvent être exploitées selon les besoins du projet.

Capteurs#

Les capteurs sont les yeux et les oreilles du robot Mindstorms. Ils lui permettent de recevoir des informations de son environnement et d'agir en conséquence. Voici quelques-uns des capteurs inclus dans le kit.

Capteur de couleur#

Il détecte la couleur et l'intensité lumineuse, ce qui est utile pour le suivi de ligne ou la classification d'objets par couleur. Il fonctionne soit en mesurant directement la luminosité ambiante, soit en émettant une lumière spécifique qui lui permet de mesurer ce qui est réfléchi par une surface, et en particulier la couleur de celle-ci.

Capteur de toucher#

Ce capteur permet au robot de détecter les collisions et les contacts avec des objets, simulant ainsi le sens du toucher. Il s’agit d’un simple bouton, qui est soit en position relâchée, soit en position pressée.

Capteur d'inclinaison#

Il mesure l'inclinaison et les changements d'orientation (capteur gyroscopique), permettant au robot de maintenir son équilibre ou de naviguer sur des terrains variés.

Capteur à ultrasons#

Le capteur à ultrasons est un outil indispensable pour la navigation et la détection d'objets. En émettant des ondes sonores à haute fréquence qui rebondissent sur les objets, ce capteur est capable de mesurer la distance à laquelle un objet se trouve par rapport au robot. Cette fonctionnalité est particulièrement utile pour éviter les obstacles, mesurer la proximité des objets, ou encore pour des applications de suivi et de cartographie de l'environnement.

D'autres capteurs peuvent également être inclus ou disponibles séparément, comme des capteurs infra-rouge ou de son.

Connectiques et câbles#

Pour que tous ces composants puissent communiquer et fonctionner ensemble, ils doivent être correctement connectés à la brique intelligente EV3. Les câbles et connectiques jouent donc un rôle crucial dans la construction de tout robot Mindstorms.

Câbles#

Les câbles de différentes longueurs permettent de connecter les moteurs et les capteurs aux ports appropriés de la brique EV3. Ils existent en différentes longueurs, permettant de limiter l’encombrement tout en atteignant les différents objets.

Connectiques#

Les connectiques sont conçues pour faciliter l'assemblage des composants, garantissant des connexions fiables et robustes.

Il est important d'organiser le câblage de manière à ne pas entraver les mouvements du robot et à éviter les déconnexions accidentelles.

Prise en main et configuration#

L'expérience LEGO Mindstorms commence par l'assemblage et la configuration de votre premier robot. Cette section vous guidera à travers les étapes fondamentales pour construire, programmer et préparer votre robot à l'action.

Montage d’un robot de test#

Construire un robot Mindstorms commence par le montage de base. C'est le fondement sur lequel vous allez développer et tester vos compétences en programmation.

Étape 1: Trier les pièces#

Organisez les différentes pièces du kit pour faciliter le processus de construction.

Étape 2: Suivre les instructions de montage#

Commencez le montage en suivant les instructions fournies étape par étape. Prenez votre temps pour vous assurer que chaque pièce est correctement assemblée.

Instruction de montage

Étape 3: Tester la construction#

Une fois le montage terminé, vérifiez la solidité de la structure et assurez-vous que les moteurs et les capteurs sont bien fixés.

Installation du logiciel#

Pour programmer votre robot, vous aurez besoin du logiciel Mindstorms. Ce logiciel offre un environnement de développement intuitif pour créer et tester vos programmes.

Téléchargement du logiciel#

Rendez-vous sur le site officiel de LEGO Education pour télécharger la dernière version du logiciel compatible avec votre système d'exploitation.

Télécharger le logiciel LEGO

Installation sur votre ordinateur#

Lancez l'installateur et suivez les instructions pour installer le logiciel sur votre ordinateur.

Découverte de l'interface#

Ouvrez le logiciel et familiarisez-vous avec l'interface utilisateur. Explorez les différents menus et options disponibles.

Configuration initiale#

La configuration de la brique intelligente EV3 est une étape cruciale pour préparer votre robot à l'exécution de programmes.

Connexion de la brique EV3#

Connectez la brique EV3 à votre ordinateur via USB ou Bluetooth pour établir la communication.

Création d'un nouveau projet#

Dans le logiciel Mindstorms, créez un nouveau projet et commencez à explorer les blocs de programmation disponibles.

Téléchargement d'un programme de test#

Téléchargez et ouvrez ensuite le programmme de test, et téléchargez-le sur la brique EV3 pour vérifier que tout fonctionne correctement.

(insérer un lien vers le programme de test)

Premiers pas avec le robot#

Une fois le programme téléchargé, déconnectez la brique EV3 et lancez le programme pour voir votre robot en action.