Dclics Parcours Robotique

PARCOURS
“ROBOTIQUE”
janvier 2017 - version 1.0
Le projet a bénéficié du Programme

d’Investissements d’Avenir
Les formations sont conçues
en partenariat entre
L’accès aux savoirs numériques pour tous, D-clicsnumeriques.org

PARCOURS
“ROBOTIQUE”
3
INTRODUCTION Do It Yourself
La culture du “Do It Yourself” renvoie à l’image du “bricoleur”
mais ne s'arrête pas là. Plus profondément, il s’agit d’être
DES CHOIX ÉDUCATIFS acteur et non pas consommateur, d’être créatif, de faire
partie d’une communauté de partage de connaissances.
ET PÉDAGOGIQUES
Cette philosophie met en avant la culture du bien commun
(libre, open source) et forme des citoyens responsables dans
une société où chacun/e doit peut y trouver sa place.
Notre société est traversée par les usages numériques : Le rôle de l’animateur/trice
monde de données et d’algorithmes parfois complexes, Afin de mettre en place ce parcours et réussir ses objectifs,
les usages numériques dématérialisés peuvent apparaître l’animateur/trice doit incarner le rôle de l’accompagnateur.
désincarnés et, de ce fait, difficiles à appréhender par L’animateur/trice, ne maîtrisant pas tous les projets mis en
les enfants et les adolescents. Parce qu’elles permettent place par les enfants, apparaît comme un médiateur plus
d’expérimenter en situation l’influence de ces données sur qu’un “sachant”. Son rôle est donc d’aider les enfants à
le monde physique, les activités robotiques sont dans ce surmonter les difficultés rencontrées et poursuivre le travail
contexte d'excellentes portes d’entrée pour accompagner qu’eux mêmes ont mis en place. L’autonomie des enfants
les enfants et les adolescents dans leur éducation numé- est mise en avant.
rique. A travers la construction de robots, ils comprennent
comment sont construites les machines qui nous entourent L’animateur/trice est également libre à adapter le parcours
et, à travers leur programmation, comment les algorithmes à son groupe d’enfants (âge, niveau de compétences
peuvent influencer notre quotidien. Il y a là un véritable vi- informatiques, temps...). Il/elle peut changer l’ordre de
vier d’activités scientifiques et techniques que ce parcours séances et/ou d’activités.
propose d’explorer.
Choix du robot
De plus, le contexte est à l’utilisation croissante de robots Le kit robotique utilisé dans notre parcours est basé sur
disposant parfois d'une "semi-autonomie", et pour de multi- l’Arduino. Nous l’avons conçu avec l’apport de l’association
ples usages : appui aux activités humaines, secours aux la Maison du Libre à Brest.
victimes, surveillance, mais aussi parfois comme appui et/
ou complément à des interventions militaires. Arduino :
On comprend que la notion de responsabilité citoyenne - est une carte électronique, programmable et open source
liée à l'utilisation de robots évolue et pose de nouvelles - A un prix raisonnable
questions éthiques. La robotique est donc une porte - dispose d’un logiciel open source et gratuit, développé
d’entrée pour travailler d’autres questions non seulement en Java.
scientifiques mais aussi citoyennes. Qui utilise des robots - est compatible avec toutes les plateformes (Windows, Gnu/
aujourd’hui ? Pour quels objectifs ? Qu’est-ce que cela Linux et Mac OS).
nous apprend sur la société humaine ? - est accompagnée d’une communauté très développée :
Que sont les objets connectés et l’homme augmenté et des forums d'entre-aide, de présentations de projets,
quel est leur rapport au numérique que cela implique ? de propositions de programmes et de bibliothèques, ...
- Et d’un site en anglais arduino.cc et un autre en français
Ce parcours regroupe 10 séances d'activités pédago- https://www.flossmanualsfr.net/arduino/ch033_ressources-
giques destinées à la découverte de la robotique en-ligne où on trouve la référence Arduino, le matériel,
et de la programmation auprès des enfants de 8 à 16 ans. des exemples d'utilisations, de l'aide pour débuter, des
Chaque activité est prévue pour une séance d'environ explications sur le logiciel et le matériel, etc.
d’une heure.
Choix du langage informatique
Pédagogie Des outils d’accompagnement spécifiques sont proposés
La pédagogie utilisée met l’enfant au centre du processus dans le parcours avec le langage Arduino. Cependant,
d’apprentissage. L’animation se fait par l’expérimentation et nous avons souhaité laisser la liberté à chaque animateur/
par la méthode d’essais-erreurs. En passant par la robotique trice voire chaque enfant de choisir le langage informatique
nous faisons le lien entre le monde numérique et le monde qui lui convient.
physique. Il est possible de visualiser directement les résultats
de nos actions de programmation ce qui a un effet positif Les langages proposés dans ce parcours sont libres et gratuits :
sur l'acquisition structurée des connaissances. - Arduino : langage textuel proposé par les créateurs de la
carte Arduino. Langage qui se rapproche du C/C++.
La robotique constitue un moyen ludique pour libérer le
potentiel créatif des enfants et des adolescents (en matière -S
cratch : langage de programmation visuel1. Idéal pour les
graphique, corporelle, logique…). Elle développe l’imaginaire plus jeunes (8-10 ans).
des enfants. Elle les invite à réfléchir sur leur place dans
une société qui se transforme rapidement. - Blockly : programme web permettant la programmation
visuel pour Arduino. Ce logiciel est un outil de qualité
Nous avons également voulu favoriser le travail en équipe, pour démarrer facilement sur Arduino sans connaissances
le partage et la communication, et permettre une première en programmation. L’utilisation d’un environnement de
sensibilisation à la gestion de projets. Via la robotique, les programmation graphique permet des résultats rapides
enfants expérimentent la réalisation d’un projet dans le quitte à passer progressivement au codage traditionnel.
monde réel et appréhendent ainsi son caractère complexe.
Le collectif prend alors tout son sens : ensemble, on va plus loin. Découvrir, Décrypter, Diffuser
Le présent parcours répond à ces objectifs et à ces ambitions.
La robotique est donc une vraie entrée éducative pour la Partie intégrante du projet “D-Clics numériques”, il reprend
formation de futurs citoyens créatifs, critiques et responsables sa dynamique pédagogique, et vise successivement à faire
de leurs usages numériques. découvrir, décrypter, transmettre.
4
DÉCOUVRIR DÉCRYPTER DIFFUSER
Nous intégrons dans cet axe l’en- Nous sommes convaincus que Nous accordons une grande im-
semble des activités d’initiation, de pour décrypter et comprendre le portance aux cultures du libre, des
deux types : monde, il faut autant disposer de biens communs, et de l’intelligence
connaissances et de clefs de com- collective, qui nous semblent de-
Celles qui conduisent à faire préhension qu’être mis en situation voir être transmises aux enfants et
connaître aux enfants et aux jeunes active par la pratique. Nous inté- aux jeunes. Ainsi, nous proposons
la richesse de la robotique, tant des grons dans cet axe les activités qui des activités qui leur permettent
points de vue techniques et artis- permettent progressivement aux d’agir ensemble et de partager
tiques, que des usages. enfants et aux jeunes d’expérimen- leurs créations (en vue de les faire
Celles qui permettent de décou- ter et de découvrir leur potentiel découvrir comme de les voir amé-
vrir les bases de la robotique et créatif. liorées par d’autres), y compris à
de la programmation simple des l’extérieur de l’espace éducatif
robots. Elles doivent également dans lequel ils ont bénéficié de
donner confiance aux enfants et l’activité.
aux jeunes dans leur capacité à
construire et programmer des ro-
bots plus complexes.

1
Un langage de programmation graphique ou visuel est un langage de programmation
dans lequel les programmes sont écrits par assemblage d'éléments graphiques.
5
UN PARCOURS QUI INTÈGRE
LES GRANDS ENJEUX DE L’ÉCOLE
DU SOCLE COMMUN
Le parcours « Robotique et DIY », partie intégrante du projet de D-Clics
numériques, répond transversalement aux enjeux de l’école du socle
commun, comme définis au décret n° 2015-372 relatif au socle commun
de connaissances, de compétences et de culture du Ministère de l’éducation
nationale, de l’enseignement supérieur et de la recherche.
Notre parcours répond directement aux enjeux correspondant à plusieurs

domaines du socle commun :
1
“LES LANGAGES POUR
2
“MÉTHODES ET OUTILS
PENSER ET COMMUNIQUER” POUR APPRENDRE”
Il vise entre autres l’apprentissage des langages infor- Autrement dit, comment apprendre à apprendre.
matiques et des médias. « Ce domaine permet l’accès Ce domaine vise entre autres un enseignement explicite
[…] à une culture rendant possible l’exercice de l’es- des outils numériques. « La maîtrise des méthodes et
prit critique. Il implique la maîtrise de codes ; de règles, outils pour apprendre […] favorise l’implication dans le
de systèmes de signes et de représentations. » (Décret travail commun, l’entraide et la coopération » (Décret
n° 2015-372). Au travers du projet D-Clics numériques, n° 2015-372), valeurs partagés également par le projet
l’élève prend conscience du fait que les langages infor- D-Clics numériques. Plus précisément, l’élève sera amené
matiques sont utilisés pour programmer des outils numé- à pratiquer la programmation en découvrant différents
riques comme des robots et réalise des traitements au- langages informatiques, en expérimentant, en passant
tomatiques de donnés. Il apprend les principes de base par une démarche d’essais et erreurs. Il sera ensuite
de l’algorithme et de la conception des programmes in- amené à co-construire un projet en équipe pour la
formatiques. Il les met en pratique pour programmer un création et programmation d’un robot. Il apprend ainsi à
robot en utilisant différents logiciels et hardwares libres et travailler en équipe, partager des tâches, s’engager dans
ouverts à tous (ex. Arduino, Scratch...). L’élève s’exprime un dialogue constructif, négocier, chercher un consensus,
également en utilisant la langue française à l’oral et à gérer un projet, planifier les tâches et évaluer l’atteinte de
l’écrit en fin de parcous pour la présentation de son pro- ses objectifs.
jet en groupe.
6
3
“ SYSTÈMES NATURELS
4
“ REPRÉSENTATIONS DU
ET DES SYSTÈMES TECHNIQUES ” MONDE ET D'ACTIVITÉ
Ce domaine vise à développer la curiosité, le sens de HUMAINE ”
l’observation et la capacité à résoudre des problèmes.
Un de ses objectifs principaux est de donner à l’élève Ce domaine est consacré à la compréhension des so-
les fondements de la culture technologique. A travers ciétés dans le temps et l’espace. Les diverses discussions
des discussions autour des robots qui nous entourent autour du sujet du numérique, de l’évolution de la ro-
dans notre quotidien, les expériences de l’élève et les botique, de l’identité numérique, de la programmation
questions éthiques sur l’utilisation des robots aujourd’hui, visent une meilleure compréhension de la société dite
on mène la réflexion sur ses vécus et connaissances déjà numérique et du monde contemporain dans lequel on
en place mais en même temps on éveille sa curiosité, vit. « Ce domaine vise également […] la construction de
son envie de se poser des questions, de chercher des la citoyenneté en permettant à l’élève d’aborder de
réponses et d’inventer. Le projet final proposé dans le façon éclairée de grands débats du monde contempo-
parcours ici présenté, pour la programmation des robots rain » (Décret n° 2015-372).
par les élèves, les familiarise avec le monde technique,
numérique mais aussi physique. Ils doivent d’abord
comprendre la programmation et les algorithmes et
ensuite être capables de concevoir et réaliser eux-mêmes
des projets en groupe. Ces activités « sont des occasions
de prendre conscience que la démarche technologique
consiste à rechercher l’efficacité dans un milieu contraint
(en particulier par les ressources) pour répondre à des
besoins humains, en tenant compte des impacts sociaux
et environnementaux. » (Décret n° 2015-372) car pour
la personnalisation des robots les enfants utiliserons des
matériaux de récupération afin de limiter les déchets,
l’impact sur l’environnement et favoriser l’imagination.
7
8
Retrouvez, ci-après, les fiches séances
qui vous permettront de pratiquer,
avec les enfants, l’ensemble des
activités proposées dans le cadre
de ce parcours “Robotique”.
SOMMAIRE
TRONC COMMUN
10 SÉANCE 1 ANNEXES 1, 2, 3, 4, 5, 6
12 SÉANCE 2 ANNEXES 7, 8, 9, 10, 11
13 SÉANCE 3 ANNEXES 12, 13, 14, 15, 16
14 SÉANCE 4 ANNEXES 17, 18, 19, 20
16 SÉANCE 5 ANNEXES 11, 12, 21, 22
17 SÉANCE 6 ANNEXES 4, 23, 24, 25, 26
19 SÉANCE 7 ANNEXE 26
20 SÉANCE 8 ANNEXE 22
21 SÉANCE 9-10 ANNEXES 27, 28, 29
9
TRONC COMMUN
SÉANCE 1 1/2 Durée – 1 heure
QUESTIONS D'USAGES :
permettre aux enfants de réfléchir à la notion de robot. Qu’est ce qu’un robot ? Quels sont les organes,
les fonctions, les éléments qui constituent un robot ? À quoi sert un robot ?
Objectifs pédagogiques Connaissances requises par les enfants

Repérer, identifier et différencier : pour aborder la séance
– les principes techniques :
Aucune en particulier
Un robot est un système automatisé.
– les types de robots : Les robots mêkhanocentrés
(rover), les robots anthropocentrés (humanoïdes), Éléments d'évaluation des acquis enfants
les robots zoocentrés ou biocentrés (ornithoptères) Les enfants sont capables de citer les robots
– les pratiques et usages liés à la robotique : qu’ils ont déjà vus dans leur périmètre proche
Milieux hostiles à l’homme, médecine, industrie, loisirs, et identifier leur type.
usages domestiques, etc.
Déroulement Pour les plus jeunes l’animateur/trice peut utiliser une

catégorisation plus simple comme la suivante: robots
1 Temps de rencontre et présentation de l’atelier
industriels, ménagers, jouets, humanoides, sous-marins,
10 min volants, roulants...
L’animateur/trice peut demander aux enfants
auparavant de réfléchir à l’atelier dans sa globalité. c. Représentation des robots - 25 min
Donner aux enfants du papier et des crayons et les
2
Un robot : Qu’est ce que c’est ? - 50 min (cf. 1,6) laisser imaginer ce que serait leur robot. Possibilité de
L’animateur/trice prépare les ordinateurs avec dessiner un robot avec les morceaux différents proposés
l’environnement de développement Arduino et teste par différents groupes d’enfants. Penser à afficher puis
avec le code blink en amont (cf. 2). Il/elle monte récupérer les dessins effectués par les enfants (ils seront
un robot (cf. 3). réutilisés dans d’autres séances ultérieures).
a. Démonstration d’un robot qui bouge - 10 min Proposition : Afin de présenter à la fin du parcours
L’animateur/trice montre aux enfants un robot (séances 9 et 10), les projets des enfants il faudra
ROSA déjà réalisé (voir https://wiki.mdl29.net/doku. en début de projet prévoir un “reporter” dans le groupe
php?id=projets:robotarduino pour le montage). pour mettre en oeuvre les pré-requis suivants :
ROSA réalisera des mouvements simples comme :
aller tout droit, reculer, s’arrêter. – prise de photos à chaque étape,
Questionner les enfants : de quel type de robot s’agit-il ? tout au long du projet,
Peut-on interagir avec lui ? Leur demander d’Identifier – copies d’écran lors de la programmation,
son capteur, contrôleur, actionneur, énergie, pièces – éventuellement captation vidéo tout au long
d’assemblage. du projet (essais durant le projet, interviews, etc.).
b. Discussion autour de la robotique - 15 min L’ensemble des productions écrites réalisées lors du
A partir de cette démonstration une discussion projet doivent être réservées par l’animateur/trice :
et réflexion autour de la robotique peuvent être croquis, dessins, schémas. Concernant les productions
lancées. Demander aux enfants de donner leur papier, il est souhaitable que l’animateur/trice les
représentation lorsqu’ils entendent le mot robot. numérise en les scannant ou en les prenant en photo.
À quoi sert un robot ? Que peut faire un robot ? Dans
quel milieu un robot peut intervenir ? À quoi ressemble Proposition : On peut également commencer par le
un robot ? L’animateur/trice classera les idées des temps c, ensuite b pour arriver au temps a. L’objectif
enfants en fonction des types différents étant de ne pas influencer les représentations des
des robots qui apparaissent (cf. 4). enfants.
Aménagement Boites à outils : ressources

et matériel spécifique nécessaire (1) Introduction robotique
– Ordinateur (2) D
idacticiel sur comment installer Arduino.exe
– Vidéo projecteur et tester avec Blink (pour Windows, Linux, Mac) p.28
– Tableau (3) Didacticiel sur comment monter le kit robotique p.28
– Grandes feuilles de papier (4) Les différents types de robots
– Stylo feutres de couleur (5) Vidéos indiquant les différents aspects des robots
– Papiers (6) Les robots
– Crayons
– Post it
10
TRONC COMMUN
Et si je dispose de plus de temps ? Capacités de l'animateur

– Ne pas montrer ROSA dès la première séance pour – Gestion du groupe
laisser les enfants imaginer des différents types de L’animateur/trice aura au préalable visiter les sites
robots et avoir leur propre représentation des robots. de robotique présentés dans la fiche.
Cela donnera plus de temps pour continuer des Il conviendra de faire une veille concernant les robots
discussions autour de la robotique. Quelques idées : et leurs concepts associés.
automates contre robots, les lois de la robotique
pour aborder de questions autour de citoyenne
et robotique, l’histoire de la robotique pour parler Aller plus loin - autres ressources
du premier robot, la robotique de demain pour parler – L’animateur/trice qui a besoin de plus d'informations
de l’intelligence artificielle… (cf. 1) sur les notions de la programmation et robotique peut
– Déconstruire les représentations. suivre le MOOC de Class’Code:
En montrant plusieurs petits films (cf. 5), l’animateur/ https://pixees.fr/classcode/accueil/#moocs
trice montrera qu’un robot peut avoir plusieurs formes – Ainsi que sur le livre “1,2,3...Codez” :
et plusieurs fonctions (parfois simples parfois plus com- http://www.fondation-lamap.org/fr/123codez
plexes). Analyser à partir de plusieurs vidéos, ce que dont un extrait autour de la robotique se trouve
fait la machine. à l’annexe 6.
– Aller voir sur le site de Boston Dynamics,
le site de la DARPA, le site de l’INRIA
11
TRONC COMMUN
SÉANCE 2 Durée – 1 heure
MONTAGE DU CHÂSSIS DE ROSA

(ROBOT OPEN SOURCE ARDUINO):
L’animateur/trice accompagnera les enfants au montage du châssis du robot.

– Mettre en exergue la partie bricoleur et Do It Yourself pour aborder la séance
– Comprendre les mouvements de base
Avoir eu une première réflexion sur ce qu’est un robot.
(avancer, reculer)
– Comprendre le fonctionnement d’un moteur
Éléments d'évaluation des acquis enfants
Avoir monté le châssis de ROSA.
Déroulement Proposition 1: L’animateur/trice peut mettre la vidéo

du montage du châssis dans un ordinateur par groupe.
1 Montage du châssis - 60 min
L’image est parfois plus ludique qu’un document
L’animateur/trice amène avec lui son robot déjà monté papier. Les enfants sont ainsi plus autonomes.
pour que les enfants puissent visualiser le produit fini
et se motiver pour le montage de leurs robots. Proposition 2 : L’animateur/trice peut diffuser avec un
vidéo projecteur la vidéo du montage comme un outil
Option 1 : Chaque enfant a son kit robotique. de repère - référence commune. Cela permettra aux
Une fois que l’enfant a fini le montage, il/elle peut enfants de suivre les séquences et aux animateur/trices
accompagner les autres. L’animateur/trice imprime de ne pas avoir des grands écarts entre les enfants qui
la documentation pour chaque robot. finissent rapidement et d’autres qui ont besoin de plus
de temps.
Option 2 : Pour mettre en avant l’esprit d’équipe
et la coopération, l’animateur/trice crée des équipes. Proposition 3 : Si les enfants sont très jeunes pour monter
Par rapport au nombre d’enfants et de kits robotiques, le robot, l’animateur peut monter les robots en avance
on peut faire des équipes de 2 à 4 enfants par robot. et faire le câblage en laissant de côté le capteur de
L’animateur/trice imprime la documentation pour distance.
chaque groupe.
Les enfants montent le kit avec l’aide de l’animateur/
trice (cf. 7)
Aménagement Boites à outils : ressources

et matériel spécifique nécessaire (7) Didacticiel (vidéo) sur le montage du châssis p.28
– 1 pile 9V ou 4,5V (8) Capteurs et actionnaires
– Un ordinateur par groupe (9) Explication de mouvements simples
– Un vidéo projecteur idéalement (10) Déplacement du robot p.28
– Documentation imprimée (11) Test des moteurs avec une pile p.28
Aller plus loin – autres ressources Et si je dispose de plus de temps ?

– Si vous souhaitez utiliser un autre robot pour faire – Explication des mouvements du robot aux enfants.
le parcours, vous pouvez consulter les ressources faites Qu’est-ce qu’une rotation, translation. (cf. 9)
par Fréquence École et Zoomacom sur Primo: Quels déplacements peut faire le robot ? (cf. 10)
https://frequence-ecoles.org/ressources-2/primo- – Expliquer le sens de rotation d’un moteur grâce
pour-decouvrir-les-bases-de-la-programmation-dun- à une pile. (cf. 11)
robot/
– T hymio: https://frequence-ecoles.org/ressources-2/ Capacités de l'animateur
thymio-pour-apprendre-le-code-et-developper-un-
esprit-logique/ – Gestion du groupe
–C ubelet: https://frequence-ecoles.org/res- L’animateur/trice, avant la séance, se prépare en lisant
sources-2/cubelets-pour-aborder-les-notions-de-lo- et faisant des tests:
gique-et-d-observation-scientifique/ – Pour différentes parties de ROSA ( cf. 8)
–R obot insecte: https://wiki.mdl29.net/doku.php?id=les- – Pour des questions de mouvements simples
petitshackers:robotsinsecte d’un moteur (cf. 9,10)
– RoboduLAB: http://obcprovence.com/2015/05/robo- – Pour tester les moteurs avec une pile (cf. 11)
dulab-robot-pedagogique-pour-apprendre-a-coder/
12
TRONC COMMUN
MONTAGE ÉLECTRONIQUE DE ROSA :

L’animateur/trice accompagnera les enfants lors du montage électronique du robot en leur présentant
également des bases de l’électronique.

Repérer, identifier et différencier: pour aborder la séance
– La partie électronique du montage d’un robot – Connaissances manuelles de bases
– La carte électronique Arduino (e.x. assembler, couper…)
– Le lien entre la programmation et sa traduction – Pouvoir manipuler des objets fragiles
en mouvements physiques

Les enfants sont capables de faire le montage électro-
nique de leur robot.
Déroulement 2 Atelier déconnecté - 30 min
L’animateur/trice regarde en amont la fiche sur la carte Après avoir finalisé la structure de base de ROSA,
Arduino (www.arduino.cc) (cf. 12,13) pour pouvoir on peut commencer à s’initier aux notions de base
répondre aux questions des enfants si besoin. de la programmation. Pour cela, faisons un jeu (cf. 15).
En donnant le rôle du robot à un enfant, il doit réali-
1 Montage électronique - 30 min ser plusieurs actions. Les enfants ou l’animateur/trice
Les enfants montent la partie électronique de ROSA donnent les consignes écrites ou orales.
avec l’aide de l’animateur/trice, de la documentation a. Se déplacer d’un point A vers un point B (donner
et des vidéos (cf.14) une consigne courte et simple en nombre de pas)
Montage de la carte Arduino, du contrôleur de moteurs, b. Sortir de la pièce (donner une consigne plus com-
du capteur de distance et branchement des câbles. plexe avec plusieurs actions les unes enchaînées avec
Pédagogie: un modèle d’apprentissage type essai/ les autres). Pensez à organiser la classe.
erreur peut être mis en place, l’animateur/trice peut c. Se déplacer d’un point A vers un point B en met-
accompagner le cablage du robot. Par exemple, tant un obstacle entre les deux (reprendre le premier
si je branche le fil rouge; le moteur s’actionne. programme et tester lorsque l’enfant entre en contact
Proposition 1: L’animateur/trice peut mettre la vidéo avec l’obstacle).
du montage du châssis dans un ordinateur par groupe. d. Mettre en place la notion de Si Alors en demandant
L’image est parfois plus ludique qu’un document papier. à l’enfant robot de se servir de ces bras pour récupérer
Les enfants sont ainsi plus autonomes. ET/OU des informations de son environnement. Par exemple,
Proposition 2: L’animateur/trice peut diffuser avec un vi- “si tu touches le mur, tourne à gauche”. Nous pouvons
déo projecteur la vidéo du montage comme un outil de initier ainsi la notion des capteurs d’un robot (proposer
repère-référence commune. Cela permettra aux enfants une suite d’actions en fonction de l’environnement
de suivre les séquences et aux animateur/trices de ne dans lequel je me trouve).
pas avoir des grands écarts entre les enfants qui finissent L’objectif est de faire le lien entre la programmation
rapidement et d’autres qui ont besoin de plus de temps. et les mouvements physiques du robot.
Aménagements et matériel spécifique Boite à outils : ressources

nécessaire (12) Présentation Arduino
– Carte Arduino UNO (13) Présentation PPT Arduino
– Documentation imprimée (14) Montage électronique
(15) Robot-idiot (fiche faite par INRIA) p.28
(16) Les lois simples de l’électricité p.28
Et si je dispose de plus de temps ?
Aller plus loin sur l’explication des notions de moteurs,
capteurs, contrôleur de moteurs...
Aller plus loin – autres ressources Capacités de l'animateur

–D
ébuter avec l’Arduino – Gestion du groupe
https://zestedesavoir.com/tutoriels/686/arduino-pre- – Si l’animateur/trice n’est pas “expert” en Arduino,
miers-pas-en-informatique-embarquee/
se rassurer ! Il faudra bien préparer la séance en
–R essources Arduino et composants: https://wiki.mdl29.
avance en consultant toutes les ressources données
net/lib/exe/fetch.php?media=elec:arduino_dossier_res-
dans la boîte à outil et les avoir testées avant la mise
source.pdf (Ressource proposée par la Maison du Libre)
en pratique de la séance avec les enfants.
– Construction d’un robot autonome: https://wiki.mdl29.
net/doku.php?id=lespetitshackers:robots (Ressource – Faire une lecture du document sur les principes
proposée par la Maison du Libre) de l’électricité (cf. 16)
– FlossManuals. Manuels libres pour logiciels libres: http://
fr.flossmanuals.net/arduino/historique-du-projet-arduino/
13
TRONC COMMUN
DÉCOUVRONS LES BASES DE LA PROGRAMMATION

L’animateur/trice initie les enfants à la logique de la programmation et aux concepts informatiques
comme les algorithmes.
Objectifs pédagogiques Éléments d'évaluation des acquis enfants

– Comprendre les logiques de la programmation Les enfants sont capables de créer des algorithmes
(algorithme, boucles, conditions, variables) cohérents.
– Comprendre le lien entre les mouvements du robot Ils peuvent déduire ou faire des hypothèses sur des
et l’informatique. lignes de code pour faire bouger un robot et utiliser
les éléments de langage liés à l’algorithme.
Connaissances requises par les enfants
pour aborder la séance
Avoir suivi les séances précédentes.
Déroulement 2 Programmer un robot - 20 min
1 Comment communiquer avec l’ordinateur - 40 min a. 10 min - Sous forme d’échange avec le groupe abor-
L’animateur/trice peut emmener son robot et le mettre der les sujets suivants :
en mouvement. A partir de cette démonstration la dis- – Qu’est ce qui fait bouger un robot ?
cussion autour de la programmation commence. – Où se trouvent les ordres dans un robot ? (Caché
a. 1
5 min Lancer une discussion avec les enfants autour dans le programme)
de ce qu’est un ordinateur, de la programmation – Qui les gère ? (l’appareil qui fait tourner le robot)
et le langage informatique. (cf. 17) – Qui les a écrites ? (Le créateur du robot / celui qui l’a
b. 1
5 min Continuer la discussion autour de la program- programmé)
mation en regardant plus précisément ce qu’est un – Est-ce qu’on les connaît ? (On est au courant de
algorithme et un organigramme de programmation certaines ordres qui sont visibles (ce qui fait avancer,
(cf. 17, 18) reculer le robot) mais on n’a pas accès à tous les
ordres, qui ne sont pas visibles ou pas activés… sauf à
Activité : Si on voulait créer un robot qui soit bon per- avoir accès au “code source” et à savoir le lire !)
dant, comment nous y prendrions-nous ? (cf. 19)
Écrire avec les enfants l’organigramme de program- b. 10 min - Activité : Échanger avec le groupe sur
mation correspondant ou préparer des losanges et des les mouvements que les robots, faits par les enfants,
rectangles en carton pour créer l’algorithme en 3D. pourraient faire. Création d’un tableau où on liste
À travers de cette activité les enfants apprennent les mouvements. A la fin de cette séance la notion
aussi comment jouer ensemble et ils s’interrogent sur à transmettre c’est que les ordres auxquels un robot
le comportement qu’on doit avoir pour vivre ensemble. obéit sont son code. Le robot c’est l’exécutant.
Proposition : Pour les plus jeunes l’animateur/trice

peut utiliser l’organigramme de programmation
sur la récréation (cf. 20) et ne pas introduire le concept
de la variable.

nécessaire (17) Fiches ressources
– Tableau ou paper board “La programmation expliquée aux enfants” (outil
– Papiers crayons proposé par BSF dans le cadre de l’opération
– Impression des fiches annexes “les voyageurs du code”)
(18) Algorithme VS organigramme de programmation
(19) Organigramme “le bon perdant”
(20) Organigramme “la récréation”
14
TRONC COMMUN

– Laisser les enfants créer leurs propres algorithmes : – Gestion du groupe
le bon perdant, le bon élève… Tout comportement – Cette séance d’animation est très théorique, il est
prévisible peut faire l’objet d’un tel algorithme. donc très important de l’animer pour que ça ne soit
Attention : éviter tout exemple visant les enfants pas trop scolaire.
pour ne pas créer un phénomène de bouc émissaire. – Faites participer les enfants et tous les enfants !
Nous essayons de valoriser plutôt des comportements – Ré appropriez-vous les fiches d’explication pour
positifs que négatifs. les adapter à votre contexte et votre public.
– Faire le parcours D-Clics numériques de l’application
www.declick.net (faite par Colombbus) pour
apprendre la programmation aux enfants. Aller plus loin - autres ressources
Vous pouvez faire une partie (quelques minutes) Quelques jeux de société:
ou tous les exercices (4 heures) en fonction du temps – You Robot - ReposProduction (environ 20€).
disponible et l’âge des enfants. Jeu de mime. Durée moins de 30 minutes. Une équipe
– Avec les plus grands, on peut aller plus loin de robot, une équipe de concepteur. Donner les
sur la réflexion autour des questions d’éthique de bonnes consignes pour que les robots fassent ce qui
la robotique. Certains robots ont la capacité de leur est demandé.
capter des données personnelles (photos ou vidéos –R icochet Robot - Rio Grande Game (environ 35€).
de personnes…), comme les robots de surveillance. Jeu de plateau à partir de 10 ans. L’objectif est
Leur déploiement soulève alors des questions liées clairement de réfléchir chacun dans son coin et plus
à la protection de la vie privée et des données vite que les adversaires à l’algorithme qui permettra
personnelles. La robotique est donc une porte d’amener le robot sur son objectif.
d’entrée pour travailler d’autres questions pas – Initiation à la robotique (environ 30€). 3 robots à
seulement scientifiques mais aussi citoyennes. construire qui avancent en fonction de leur sensibili-
Qui utilise des robots aujourd’hui? Pour quels objectifs? té: 1 robot sensible à la lumière, 1 robot sensible aux
Qu’est-ce que cela signifie de la place de l’humain obstacles, 1 robot sensible à la technologie infrarouge
dans la société? d'une télécommande, 3 façade interchangeables
pour 3 styles de robots.
15
TRONC COMMUN
INITIATION À LA PROGRAMMATION AVEC ARDUINO

L’animateur/trice présente aux enfants la carte Arduino et les initie à la programmation du robot
avec le langage Arduino.

– Apprendre à programmer avec un langage textuel pour aborder la séance
(Arduino) Avoir compris les bases et les notions de la programma-
tion (algorithmes, boucles, conditions).
Les enfants sont capables d’installer le code Robot_
dclics sur leurs cartes Arduino.
Déroulement 3 Le code de ROSA - 30 min
L’animateur/trice a déjà installé et préparé les Les enfants installent dans leurs ordinateurs le code
ordinateurs. Si chaque enfant a monté son robot, complet de ROSA (cf. 22) en suivant les instructions de
vous pouvez, à ce stade là, faire des groupes de 2 à 3 l’animateur/trice qui s’affichent sur l’écran du vidéopro-
enfants et donner 1 ordinateur par groupe. jecteur. Une fois le code téléversé dans la carte Ardui-
Cela incitera le travail en équipe et résoudra no, ROSA avance, détecte un obstacle, s'arrête, recule,
le problème d’équipement en ordinateurs. change de direction et recommence.
1 Présentation de la carte Arduino - 10 min Attention : Les deux moteurs n’avancent pas toujours
L’animateur/trice a lu auparavant les fiches sur à la même vitesse. Il peut donc être nécessaire de re-
Arduino (cf. 11,12) pour pouvoir la présenter coder les lignes qui définissent la vitesse des moteurs.
rapidement et répondre aux questions des enfants. Il est important que les enfants aient du temps pour
jouer avec ROSA et tester le code.
2 Tester le fonctionnement du capteur de distance
20 min Proposition : L’animateur/trice peut accompagner
Nous testons tous ensemble le fonctionnement du cap- la découverte progressive du code. On monte dans
teur qui calcule la distance. L’animateur/trice projette un premier temps, ROSA sans y ajouter le capteur de
son écran et les enfants suivent la procédure pour distance. On remarque que ROSA avance et recule
installer la bibliothèque NewPing.zip et la téléverser mais n’est pas capable de détecter les obstacles. On
à la carte Arduino. (cf. 21) demande aux enfants ce qu’il lui manque. La réponse
L’objectif est de faire l’expérience de l’installation est « des yeux » soit un capteur de distance. On re-
d’une bibliothèque dans une carte Arduino sans passer tourne aux séances 3 et 4 pour monter le capteur de
par la partie théorique et des notions complexes. distance. ROSA est maintenant capable de détecter
Dans le cas où chaque enfants a son robot, l’ani- les obstacles !
mateur/trice doit prévoir le temps pour que tous les
membres de l’équipe puissent tester le capteur
de distance de leurs robots.

nécessaire (11) Présentation Arduino p.28
– 1 ordinateur par groupe (12) Présentation PPT Arduino
– Installation logiciel Arduino (21) Installation bibliothèque NewPing
– Robots déjà montés par les enfants dans les séances (22) Code Rosa
précédentes
– Vidéo projecteur (facultatif)

– Laisser encore plus de temps aux enfants pour – Gestion du groupe
experimenter avec ROSA. – Avant cette séance, l’animateur/trice doit bien
– Effectuer des modifications dans le code principal préparer tout le matériel utilisé pendant la séance,
(robot_dclics). Exemple: faites avancer ROSA en le tester et expérimenter plusieurs fois pour qu’il/elle
permanence, reculer, faire des tours.... se sente à l’aise.
– Organiser des groupes pour que tous les enfants
puissent faire l’expérience de la programmation
et jouer avec le robot.
16
TRONC COMMUN
PROJET COLLECTIF 1/3 : RÉPARTITION DES GROUPES

ET DÉMARRAGE DU PROJET.
L’animateur/trice accompagne les enfants dans la mise en place d’un projet de robotique.

– Réutiliser les connaissances sur les différentes caté- pour aborder la séance
gories des robots pour différents usages : sous-marins, – Connaissances manuelles de bases (ex. assembler
volants, roulants, humanoïdes, utilitaires des pièces, couper du carton, dessiner etc)
– Créer un robot agréable à utiliser par la suite, – Savoir écrire
car fonctionnel et solide
– Travailler en coopération pour que la conception du
robot s’enrichisse des expériences des enfants (notion Éléments d'évaluation des acquis enfants
d’intelligence collective) Les enfants sont capables de créer la structure
– Développer la créativité des enfants qui sera ensuite de leur robot.
mise en pratique par les travaux manuels
Avant l'atelier
Les enfants doivent réfléchir auparavant à l’aspect
de leur robot : humanoïde, boîte, dinosaure, autre
Déroulement c. Projet collectif - 15 min

L’animateur/trice distribue à chaque groupe la feuille
1 Répartition de groupes - 35 min
du projet collectif (cf. 24). Les enfants ont 15 min pour
a. Explications - 5 min se mettre d’accord sur les modalités de leur projet
L’animateur/trice explique la procédure pour la et le remplir collectivement.
répartition des groupes. Ensuite il/elle fait un rappel sur
les différents types de robot qui ont été discutés à la 2
séance 1 et montre des images des robots faits avec Début des travaux - 25 min
un arduino pour leur donner des idées (cf.4). a. Distribution du matériel - 5 min
L’animateur peut prévoir un espace où se trouvera
b. Fiche individuelle - 15 min les matériels (ex. table, boîte...).
Dans la discussion en début de séquence, on demande Les enfants vont utiliser ou réutiliser des matériaux de
à chaque enfant d’inscrire le nom et le type de robot récupération afin de limiter les déchets, l’impact sur
qu’il veut faire sur une feuille de papier (cf. 23). Cela doit l’environnement et favoriser l’imagination. C’est un bon
être soit une forme déjà abordée, soit une forme qui n’a moment pour sensibiliser les jeunes aux impacts environ-
pas été vue en spécifiant ce qu’il devra faire. nementaux des démarches technologiques.
Proposition : Les enfants veulent faire une forme inédite; b. Dessiner la structure de base de ROSA - 20 min
il est possible de leur indiquer qu’ils peuvent se baser sur L’animateur/trice peut distribuer le modèle boîte de
une structure existante (ex : boîte) ROSA (cf. 25,26) et laisser les enfants dessiner les leurs.
Nous affichons les groupes sur un tableau/mur et après
discussion collective : les groupes seront composés de 5
enfants environ.

nécessaire (4) Fiche: Les différents types de robots
– Fiches sur les différents aspects et utilisation des robots (23) Fiche individuelle
– Gabarit de la carte utilisée (24) Projet robotique
– Crayons, stylo, colle, ciseaux, cartons, (25) Gabarit de la carte électronique utilisée
bois de récupération, règles (26) Modèles de boîte de robot
– 3 Modèles de bases de simples robots (x le nombre
de robots)
– Les dessins de robot faits dans les séances précédentes
– Espace pour diffuser le matériel
– Espace ou dispositif pour ranger les robots
en fin de séance
17
TRONC COMMUN

–E nrichir la phase 2b : Après avoir effectué une – Gestion du groupe
première fois des groupes de 5 personnnes, on leur – Organiser la prise de décision par les enfants dans
donne la feuille du projet collectif (cf. 24), on leur les différents groupes et les orienter dans des formes
donne du temps pour qu’ils commencent à la remplir de robot approchantes si les enfants veulent faire
et voir la faisabilité de leur projet. Ensuite, on rediscute des formes inédites
le premier choix de groupes et donne la possibilité – Organiser la gestion du temps qui risquent de
aux enfants de rechanger de groupes par rapport manquer : il faudra se limiter à faire des structures
aux projets écrits. On finalise alors les groupes en leur simples qui seront réalisables dans le temps
donnant la feuille du projet collectif (cf. 24) et leur de la séance
laissant du temps pour écrire le nouveau projet.
– Sur la deuxième partie de la création, il sera possible
de créer un module à disposer sur la structure de base
pour augmenter la complexité et la taille de ROSA
18
TRONC COMMUN
PROJET COLLECTIF 2/3 : PERSONNALISATION DE ROSA.

L’animateur/trice accompagne les groupes à la construction de la structure de leurs robots.

ersonnaliser les structures de base créées précédem-
P pour aborder la séance
ment afin de permettre une appropriation des robots. – Avoir commencé les structures de bases de robots
– Repérer, identifier et différencier les différents aspects effectuées en séance 6
décoratifs des robots – Savoir effectuer des travaux manuels simples : couper
– Apporter des modifications à un objet déjà construit du carton/papier avec des ciseaux, coller, encoller,
– Imaginer des formes pour décorer le robot colorier
– Initier à la “mise en vie” de leur construction
technique afin de la rendre plus appropriable
par les enfants Éléments d'évaluation des acquis enfants
Les enfants ont créé leur robot dans lequel viendra
se loger la carte électronique qui constituera la partie
“commande”
Déroulement b. Création d’éléments structurels - 50 min

Création d'éléments structurels faisant appel à leur
1 Création des robots - 60 min
imaginaire comme des lumières, des bras ou toutes
a. Temps d’échanges - 10 min autres parties permettant d'identifier leur réalisation
Temps d'échange entre les enfants d'un même groupe comme un robot selon leurs représentations.
sur les différents éléments de personnalisation Ces éléments n'ont pas vocation a être fonctionnel,
à construire afin de lier leur robot à leur imaginaire. le but étant de construire un lien entre leurs propres
représentations et leur création afin de faciliter
Ces différents éléments seront: la couleur, la/les formes, l'appropriation de leur robot et donc des connaissances
les accessoires, les textures utilisées, les dimensions sou- techniques transmises lors des ateliers précédents.
haités en lien avec la capacité technique du robot.
L'animateur/trice pose un cadre de séance en Si l’animateur/trice craint de manquer de temps, il
proposant aux enfants un nombre limité de matériaux, pourra se reposer sur le modèle de base (cf. 26) ou
de couleur, et de technique à employer. Celui-ci pourra ajouter une séance complémentaire pour laisser les
faire une démonstration de techniques (ex : la peinture) enfants être créatifs au maximum.
au préalable afin d'éviter aux enfants d'être mis en Durant la création des robots, l’animateur/trice s’assu-
difficulté lors de la réalisation. rera que la carte Arduino rentrera dans le robot final
et qu’on pourra brancher le câble pour programmer
Ce temps permettra aux groupes de se fixer des ensuite le robot. On peut proposer aux enfants de ma-
objectifs réalisables en cours de séance de façon nipuler le gabarit de la carte Arduino en carton (plutôt
démocratique. Et également de travailler de manière que la carte électronique elle-même qui est fragile :
coopérative en se distribuant les tâches à effectuer. ce sera l’occasion de commencer à les sensibiliser
à cet aspect).

nécessaire (26) Modèles de boîte de robot
– Feutres de couleur
– Papier, ciseaux, colle
– Papier décoratifs (papiers cadeaux) Aller plus loin - autres ressources
– Formes rondes (pour créer des roues) Une autre proposition de forme de châssis, si vous vous
– optionnel : bouchons, objets ronds pouvant servir disposez d’une imprimante 3D, est celle proposée par
de roues Quesnel Jonathan et son robot “ABC” : http://beta.wiki-
fab.org/index.php/Construire_le_robot_%22ABC%22

Création d’objets issus de leur imaginaire (des cubes – Gestion du groupe
à déplacer par exemple) pouvant interagir avec ROSA S’assurer que tous les enfants participent au projet
et ces différentes commandes. et que chacun trouve sa place
19
TRONC COMMUN
PROJET COLLECTIF 3/3 : PROGRAMMATION DE ROSA.

L’animateur/trice accompagne les groupes à la programmation de leur robot par rapport aux objectifs
posés pendant la phase 1 du projet (cf. séance 6).

– Faciliter l’appropriation de savoirs pour aborder la séance
et savoirs-faire techniques de manière ludique Avoir compris les bases de la programmation Arduino.
– Savoir programmer le robot en utilisant Avoir complété la séance 6.
le langage Arduino
– Scénarisation en groupe
Les enfants ont programmé ROSA en utilisant des com-
mandes vues à la séance 5
Déroulement 2 Scénarisation - 30 min
1 Programmation de ROSA - 30 min Les enfants dessinent et construisent un environnement

Les enfants en groupe programment ROSA par rapport avec lequel ROSA interagira. L’objectif est de mettre
aux objectifs de leur projet en utilisant les commandes en avant l’imagination des enfants et leur permettre de
apprises pendant la séance 5. scénariser leur projet. L'animateur/trice peut accompa-
gner les enfants pour que l’environnement construit soit
L’animateur/trice les accompagne aux modifications en lien avec la thématique de leurs projets.
du code (cf.22) . Il est important d’expliquer aux en- Exemple: Si le robot fait par une équipe ressemble
fants qu’il faut utiliser ce qu’ils savent déjà faire. à une araignée, l’environnement peut être la nature
Cela évitera de fixer des objectifs difficiles à atteindre. et les obstacles des arbres ou autres animaux.
Aménagements et matériel spécifique Aller plus loin - autres ressources

nécessaire L’animateur/trice qui souhaite aller plus loin
– Feutres de couleur au niveau de l’Arduino peut suivre des cours en
– Papier, ciseaux, colle ligne sur la plateforme FUN : MOOC Arduino pour
– Papier décoratifs (papiers cadeaux) proposer aux enfants plus de fonctions au niveau
de la programmation de ROSA.
Boite à outils : ressources

(22) Code ROSA p.28

– Faire une scénarisation commune des différents – Gestion du groupe
projets en créant une histoire et en environnement – Bonne compréhension de la programmation
adéquat. sous Arduino et des modifications à faire
dans le programme principal (ligue_dclics)
20
TRONC COMMUN
SÉANCE 9-10 Durée - 2h (dont 20 min de présentation

pour l’ensemble des groupes)
PRÉPARATION DE LA PRÉSENTATION ET PRÉSENTATION

DES PROJETS ROBOTIQUES :
L’animateur/trice accompagne les enfants à la mise en place et organisation de la présentation
de leurs projets.
Objectifs pédagogiques Pré-requis par les enfants

– s'exprimer en utilisant la langue française à l'oral pour aborder la séance
et à l'écrit
– mobiliser les outils numériques pour échanger En début de projet : prévoir un “reporter” dans
et communiquer le groupe pour mettre en oeuvre les pré-requis suivants :
– valoriser le travail des enfants – prise de photo tout au long du projet,
– promouvoir le travail collaboratif à chaque étape
– copies d’écran lors de la programmation
– éventuellement captation vidéo tout au long
du projet (essais durant le projet, interviews, etc.)
– conserver l’ensemble des productions écrites réalisées
lors du projet : croquis, dessins, schémas.
Concernant les productions papier, il est souhaitable
que l’animateur/trice les numérise en les scannant.
Déroulement Ensuite, les enfants se répartissent les parties de la

présentation. Idéalement, un groupe de 3 enfants -> 1
Si l’animateur/trice dispose de plus de temps, il/elle
enfant pour traiter chaque partie.
peut consacrer une ou deux séances sur la présenta-
tion des projets de différents groupes et les échanges
2 Réalisation des parties de la présentation - 1h15
entre les enfants sur leurs projets, les difficultés rencon-
trées, les points forts et faibles de leurs projets etc. a. 15 min - Identifier les médias à intégrer (photos,
vidéo, dessins, etc.) pour les différentes étapes de la
1 Définition des parties de la présentation - 20 min partie. Les enfants visionnent les médias réalisés pen-
dant le projet. Si nécessaire, ils font le choix de ce qui
a. phase de recherche (individuelle) - 5 min
leur semble être les bons éléments d’illustration. Pour
chaque enfant s’isole 5 min pour se rappeler les diffé-
chaque média sélectionné, ils indiquent l’étape dans
rentes étapes du projet du groupe. Chacun note ses
laquelle elle va (si besoin).
idées sur papier. Les parties retrouvées devraient être :
construction de ROSA ; personnalisation ; programma-
b. 15 min - Écriture d’une courte phrase pour chaque
tion (en précisant le thème ou le scénario).
étape, incluant, le cas échéant, le vocabulaire appro-
prié. Description de chaque étape par une ou plusieurs
b. phase de mise en commun - 15 min
phrases courtes. L’enfant devra utiliser le vocabulaire
Mise en commun rapide sous la forme de discussion.
adapté.
Le groupe doit délivrer, au bout de 15 min,
le plan de sa présentation (cf. 27)
c. 45 min - Réalisation de la présentation de parties.

nécessaire (27) Présentation du projet
– 1. papier crayon (28) Prezi
– 2.a. accès aux médias produits pendant le projet, (29) Didacticiel Sozi
sur support USB ou sur lecteur distant.
– 2.b. écriture au choix, sur papier, bloc note de Et si je dispose de plus de temps ?
l’ordinateur ou directement dans l’application – Mise en page de la présentation avec un outil
de présentation de type Prezi (cf. 28) ou Sozi (cf. 29)
– 2.c. utilisation d’une application de présentation type – Création d’un glossaire
Prezi ou Sozi – Création d’un blog de présentation
– Démonstration préalable nécessaire. – Présenter le projet auprès des parents, des enfants
qui n’ont pas participé à ces ateliers, d’un public
Capacités de l'animateur plus large.
– Gestion du groupe
– Maîtrise du temps
– Avoir déjà testé les outils comme Prezi et Sozi
pour pouvoir accompagner les enfants
21
22
Retrouvez, ci-après, les fiches annexes
qui vous permettront de compléter
les séances conçues dans le cadre
des parcours “Robotique”.
SOMMAIRE
ANNEXES
24 ANNEXE 1 SÉANCE 1
45 ANNEXE 4 SÉANCES 1, 6
23
SÉANCE 1
INTRODUCTION ROBOTIQUE ANNEXE 1 1/9

INTRODUCTION ET DEFINITION DE LA ROBOTIQUE
Sommaire
Qu’est ce qu’un robot ....................................................................................................................................... 2
Composition d'un robot .................................................................................................................................... 3
Les capteurs .............................................................................................................................................. 3
Les circuits électroniques ......................................................................................................................... 3
Les actionneurs ......................................................................................................................................... 3
Autonomie ................................................................................................................................................ 3
Origine de la robotique ..................................................................................................................................... 4
Les premiers robots .................................................................................................................................. 4
Usages ....................................................................................................................................................... 5
Différence entre automate et robot ................................................................................................................. 5
Les lois de la robotique ..................................................................................................................................... 5
La conception d’un robot .................................................................................................................................. 6
Usages des Robots ............................................................................................................................................ 6
Métiers de la Robotique ................................................................................................................................... 7
Les activités autour de la robotique en milieu scolaire et périscolaire ............................................................. 7
Préambule ................................................................................................................................................. 7
Démarche pédagogique “ Apprendre en faisant ” ................................................................................... 7
Démarche expérimentale et apprentissages ........................................................................................... 7
Des ateliers contribuant à la validation de compétences transversales ................................................. 7
Un usage naturel des outils numériques… ............................................................................................... 8
La programmation et la robotique ........................................................................................................... 8
Conclusion : la robotique pédagogique ............................................................................................................. 9
Robotique Pédagogique et pensée critique ............................................................................................. 9
Robotique pédagogique et créativité ...................................................................................................... 9
Robotique pédagogique et pensée informatique .................................................................................... 9
Robotique pédagogique et collaboration ................................................................................................ 9
Robotique pédagogique et résolution de problèmes .............................................................................. 9

Adrien Payet
Directeur du CRREP
Centre de Ressources en Robotique Educative et Professionnelle
24
SÉANCE 1
Qu’est ce qu’un robot

Le terme robot fait partie de notre quotidien depuis les années 1960 où il apparaît dans l’électroménager.
Pourtant, aujourd’hui encore définir un robot est moins facile qu’il n’y paraît, la question étant de
déterminer les caractéristiques qui font basculer une machine dans le monde de la robotique.
Il n'existe pas de définition unique néanmoins il est d’usage de dire qu’un robot est l’association
indissociable de trois éléments :

• Les capteurs qui servent à appréhender
l'environnement, éléments qui s’apparentent
aux sens (la vue, le toucher,…)
• L’unité de programmation pour “ raisonner ”,
élément électronique qui fait office de cerveau.
• Les actionneurs pour interagir avec le monde
réel, les “ membres ”.

Ces trois éléments donnent la capacité aux robots
d'analyser leur environnement, de décider et d'agir
sur le monde réel.

• L’énergie permet l’autonomie du robot

Si l’on reprend les différentes définitions de la robotique (le petit Robert, le Larousse, Wikipédia,…) on
s’aperçoit qu’elles varient énormément !
Le petit Robert :
Mécanisme automatique à commande électronique pouvant se substituer à l’homme pour effectuer
certaines opérations et capable d’en modifier de lui-‐même le cycle en appréhendant son environnement.
Le Larousse :
Appareil automatique capable de manipuler des objets ou d'exécuter des opérations selon un programme
fixe, modifiable ou adaptable.
Wikipédia :
Un robot est un dispositif mécatronique accomplissant automatiquement soit des tâches qui sont
généralement dangereuses, pénibles, répétitives ou impossibles pour les humains, soit des tâches plus
simples mais en les réalisant mieux que ce que ferait un être humain.

Entre l’usage de l’utilisation du mot, “ robot ménager ” par exemple, et l’évolution de la technologie, il
s’avère compliqué de définir de façon exacte et précise ce qu’est la robotique.
C’est pourquoi nous vous proposons la définition qui nous parait la plus appropriée pour définir un robot de
façon simple et claire.

Un Robot est un dispositif autonome qui dispose d’au moins
un capteur et/ou une télécommande, un contrôleur et un actionneur

Adrien Payet
Directeur du CRREP
25
SÉANCE 1
Composition d'un robot

Un robot est l’assemblage complexe de pièces mécaniques et de pièces électroniques pouvant être pilotées
par une intelligence artificielle afin d’exécuter des actions autonomes.
Les robots autonomes possèdent une source d'énergie embarquée (batterie, piles,…).

Les capteurs
Il en existe une grande variété. Par exemple :
• Capteurs à Infrarouge
• Capteurs tactiles
• Les sondeurs (ou télémètres) à Ultra-‐son ou LASER. Ces derniers sont à la base des scanners laser
permettant à l'unité centrale du robot de prendre "conscience" de son environnement en 3D.
• Les caméras sont les yeux des robots. Il en faut au moins deux pour permettre la vision en trois
dimensions. Le traitement automatique des images pour y détecter les formes, les objets, voire les
visages, demande en général un traitement matériel car les microprocesseurs embarqués ne sont
pas assez puissants pour le réaliser.

Dans le cadre d'un robot roulant sur des roues, les roues codeuses permettent un déplacement précis en
mesurant les angles de rotation. (Information proprioceptive).

Les circuits électroniques
Les microprocesseurs ou les microcontrôleurs sont des éléments primordiaux d'un robot, car ils permettent
l'exécution de logiciels informatiques donnant son autonomie au robot. On trouve souvent dans un robot
des modèles à très faible consommation, notamment pour des robots de petite taille, qui ne peuvent pas
emporter avec eux une source d'énergie importante.

Les actionneurs
Les actionneurs les plus usuels sont :
• des moteurs électriques rotatifs, qui sont fréquemment associés à des réducteurs mécaniques à
engrenages et les servomoteurs.
• des vérins hydrauliques, reliés par une tuyauterie à des pompes fournissant des pressions élevées.

Généralement, un actionneur peut être considéré comme un constituant d'un système mécanique
(exemple : bras, patte, roue motrice...) et correspond à un degré de liberté.
Les interfaces haptiques permettent au robot de saisir des objets. Les moteurs permettent à des éléments
mobiles de bouger suivant un ou plusieurs degrés de liberté; elles sont plutôt des constituants appartenant
au domaine de la télémanipulation.

Autonomie
On cherche à réaliser des systèmes capables de réagir seuls à l'environnement, c'est-‐à-‐dire à un certain
imprévu. C'est ce plus ou moins grand degré d'autonomie (permis par une intelligence artificielle) qui
rapproche les robots des systèmes complètement autonomes envisagés par la science-‐fiction et la
recherche de pointe.

Une certaine capacité d'adaptation à un environnement inconnu peut, dans les systèmes semi-‐autonomes
actuels, être assurée pourvu que l'inconnu reste relativement prévisible : l'exemple déjà opérationnel du
robot aspirateur en est une bonne illustration : le logiciel qui pilote cet appareil est en mesure de réagir aux
obstacles qui peuvent se rencontrer dans une habitation, de les contourner, de les mémoriser. Il
sauvegarde le plan de l'appartement et peut le modifier en cas de besoin. Il retourne en fin de programme
se connecter à son chargeur. Il doit donc fournir une réponse correcte au plus grand nombre possible de
stimulations, qui sont autant de données entrées, non par un opérateur, mais par l'environnement.
L'autonomie suppose que le programme d'instructions prévoit la survenue de certains événements, puis la
ou les réactions appropriées à ceux-‐ci. Lorsque l'aspirateur évite un buffet parce qu'il sait que le buffet est
là, il exécute un programme intégrant ce buffet, par exemple les coordonnées X-‐Y de son emplacement. Si
Adrien Payet
Directeur du CRREP
26
SÉANCE 1
ce buffet est déplacé ou supprimé, le robot est capable de modifier son plan en conséquence et de traiter
une zone du sol qu'il ne prenait pas en compte jusqu'alors.
Origine de la robotique

Le terme Robot a été créé en 1920 par Josef Capek, c’est la déclinaison de robota, mot tchèque signifiant “
corvée ”. Sa première utilisation en a été faite par son frère Karel Capek dans la pièce de science fiction “
Rossum's Universal Robots ” jouée en 1922 à New York. Les robots de la pièce sont proches de ce qu'on
appelle aujourd'hui des androïdes ou des clones, machines biologiques à l'apparence humaine.
Ce mot est vite adopté par le corps scientifique pour nommer un dispositif mécatronique alliant
mécanique, électronique et informatique. Les robots ont pour fonction d’accomplir automatiquement des
tâches dangereuses, pénibles, répétitives ou impossibles pour les humains.
La vulgarisation de ce terme entraîne aujourd’hui son utilisation pour évoquer la haute technicité d’un
dispositif.

Les premiers robots
Les ancêtres des robots sont les automates. Un automate très évolué fut présenté par Jacques de
Vaucanson en 1738 : il représentait un homme jouant d’un instrument de musique à vent. Jacques de
Vaucanson créa également un automate représentant un canard mangeant et refoulant sa nourriture après
ingestion de cette dernière. Néanmoins les automates sont bien plus anciens et l’on peut citer le lion
automate conçu par Léonard de Vinci et présenté en 1515 à François 1er.

Canard de Vaucanson Joueur de flute Vaucanson Le lion de Léonard de Vinci
(reproduction)

On estime que Unimate est le premier robot abouti, robot industriel intégré aux lignes d'assemblage de
Général Motors en 1961.
Le robot lunaire Lunokhod 1 envoyé sur la lune par l'Union Soviétique en 1970, a voyagé sur une distance
de 10 km pour récolter et transmettre plus de 20 000 images.

Adrien Payet
Directeur du CRREP
27
SÉANCE 1
Usages
La robotique possède de nombreux domaines d'application. Les robots ont été installés dans les industries,
ce qui permet de faire des tâches répétitives avec une précision constante. À la suite de l'évolution des
techniques on retrouve des robots dans des secteurs de pointe tels que le spatial, la médecine, chez les
militaires. Depuis quelques années la robotique est devenue grand public et on retrouve désormais de
nombreux robots domestiques et ludiques. (Cf. Usage des robots)

Différence entre automate et robot

Un automate du grec automatos [qui se meut de soi-‐même] est une machine qui, par le moyen de
dispositifs mécaniques, pneumatiques, hydrauliques, électriques ou électroniques, est capable d'actes
imitant ceux des corps animés.
http://www.larousse.fr/dictionnaires/francais/automate/6746

Dans la robotique, il n’est pas rare de confondre Automate et Robot il est donc important de savoir faire la
différence entre les deux.
Un automate est un dispositif se comportant de manière automatique, sans intervention extérieure. Il
renferme divers dispositifs mécaniques et/ou électriques, qui lui permettent d'exécuter une séquence
déterminée d'opérations de manière synchronisée. Il est programmé et possède donc une mémoire. Ce
comportement est figé, le système fera toujours la même succession d’action.

Les lois de la robotique

Les trois lois de la robotique furent le fruit de discussions entre l'écrivain de science-‐fiction Isaac Asimov et
son éditeur John W. Campbell autour du thème des robots. Elles furent formulées explicitement pour la
première fois en 1942 dans la nouvelle Cycle fermé (Runaround). Elles permettent d’introduire le “ danger ”
de la robotique et l’intelligence artificielle.
[1] Un robot ne peut porter atteinte à un être humain, ni, en restant passif, permettre qu'un être
humain soit exposé au danger.
[2] Un robot doit obéir aux ordres qui lui sont donnés par un être humain, sauf si de tels ordres entrent
en conflit avec la première loi.
[3] Un robot doit protéger son existence tant que cette protection n'entre pas en conflit avec la
première ou la deuxième loi.
Une nouvelle loi a été ajoutée :
Un robot ne peut porter atteinte à l'humanité ni, restant passif, laisser l'humanité exposée au
danger. Avec la modification consécutive de la première loi :
« Un robot ne peut porter atteinte à un être humain ni, restant passif, laisser cet être humain
exposé au danger, sauf quand cela s'oppose à la précédente loi. »
Désormais une cinquième loi est apparue :
Un robot ne pourra pas se réparer lui-‐même.

La robotique est l’enjeu de demain et une réflexion sur les robots “ qui remplaceront ” l’Homme est un
sujet inhérent à la robotique. Les lois de la robotique sont un support intéressant pour mener cette
réflexion. Ce sujet a été abordé dans de nombreux films de science fiction, qui peut par des visions
optimiste ou pessimiste être un complément à un débat “ enjeux de la robotique ”.

Adrien Payet
Directeur du CRREP
28
SÉANCE 1
La conception d’un robot

Les concepteurs de robots, quelqu’en soient les formes et les fonctions, sont confrontés à de nombreuses
problématiques, la robotique est un concentré de technologies complexes et variées faisant appel à
différents domaines tel que la programmation, la mécanique, la mécatronique, la cognitique, le design…
Les problématiques techniques rencontrées sont :
• L’intelligence du robot qui renvoie au domaine de la programmation et des logiciels.
• L’architecture qui peut se définir comme l’art de choisir les meilleures façons de structurer et
combiner les composants du robot tel que les robots industriels de soudage qui doivent assembler
des tôles très complexes et auront des bras avec 4 à 5 articulations.
• Les actionneurs et préhenseurs tels que les moteurs, les vérins, les pinces,… et tous les
composants nécessaires à leur commande et au contrôle de leur position.
• Les capteurs, organes par lesquels le robot perçoit son environnement, qui doivent à la fois donner
aux robots des informations de base sur son environnement (température, proximité d’un
obstacle…) et lui permettre d’acquérir des informations plus fines (micro pour prendre en compte
des instructions orales, ou caméra pour identifier un objet ou un obstacle).
• La communication du robot qui n’est pas limitée à l’échange d’informations entre le robot et
l’usager, il est aussi en lien avec d’autres appareils (ordinateur, équipements domotiques…) situés
dans son environnement de travail entraînant des questions de protocole de transmission et de
reconnaissance mutuelle.
• L’énergie, le plus souvent l’électricité par alimentation directe, qui reste également un enjeu
important pour optimiser la consommation et augmenter l’autonomie des robots.

Usages des Robots

• Robots domestiques : tâches ménagères
• Robots mobiles : capables de se déplacer dans leur environnement, avec manipulateurs ou non.
• Humanoïdes : apparence d’un bipède
• Robot industriel
• Robotique de service
• Robotique d’assistance à la personne
• Robotique liée à la santé
• …
• robot collaboratif : hommes et robots travaillent ensemble pour faciliter le travail de l’opérateur.
Précision des mouvements, diminution de la pénibilité

La Cobotique :
Alors que jusqu’à présent les robots travaillaient de manière autonome, le besoin de réaliser des tâches
variées et changeantes implique un travail coopératif et coordonné entre les robots et les humains.
Aujourd’hui, les roboticiens se concentrent donc sur la notion de sécurité en développant des robots
capables de travailler côte à côte avec les humains.

Selon une étude de l’IFR, 2142 millions de robots ont été fabriqués entre les années 60 et la fin 2010, les
analystes estiment qu’aujourd’hui, de 1 à 1,3 million de robots travaillent pour nous dans les usines dans le
monde. http://www.larousse.fr/encyclopedie/divers/robot/88768
Adrien Payet
Directeur du CRREP
29
SÉANCE 1
Métiers de la Robotique

Préambule
Si dès à présent nous pouvons lister les métiers autour de la robotique, ce domaine n’en étant qu’à ses
balbutiements les besoins et les métiers vont énormément évoluer dans les quelques années à venir.

Le nombre de robots est exponentiel et il est encore difficile aujourd’hui d’imaginer l’explosion de la
robotique dans les décennies à venir. Ce qui est sûre c’est que la « Robolution » est en marche et qu’il est
désormais indispensable de s’y intéresser plutôt que d’en avoir peur.
Les activités autour de la robotique en milieu scolaire et périscolaire

Préambule
Il est fortement conseillé d’accompagner les ateliers robotiques par la transmission des connaissances sur
la robotique.
Connaissances autour des notions de base de la robotique : Définition de la robotique, composition d’un
robot,… ainsi que les connaissances générales sur l’histoire de la robotique, notre environnement et la
robotique, la mécatronique, les métiers de la robotique…

Ces notions acquises complèteront les ateliers et permettront aux enfants d’une part de comprendre le
fonctionnement des robots qu’ils construiront et d’autre part de faire un rapprochement entre ce qu’ils
réaliseront et ce qu’ils peuvent observer autour d’eux. (Pourquoi et comment les portes d’un ascenseur ne
se ferment pas quand on monte dedans, comment une machine distributrice déclenche l’obtention d’une
boisson et rend la monnaie, fonctionnement du corps humain,…)

Démarche pédagogique “ Apprendre en faisant ”
Les activités robotiques font appel à une pratique coopérative, les enfants apprennent avec l’animateur
mais aussi par et avec les autres. Le travail et la réflexion en groupe permettent aux enfants de confronter
leurs idées et de prendre des décisions communes, parfois après des expérimentations. La
pluridisciplinarité de la robotique facilite également l’implication et l’expression de chacun et sollicite chez
les enfants une ouverture vers plusieurs savoirs ce qui développe ainsi leurs curiosités et leurs envies
d’apprendre. L’aspect ludique de la robotique renforce l’intérêt des enfants et augmente ainsi leurs
attentions.
L’ensemble de ces éléments renforce la solidarité entre les enfants et facilite les apprentissages.

Démarche expérimentale et apprentissages
Le moteur principal est l’expérimentation scientifique avec pour thème la “ Conception de systèmes
robotisés ”. Les situations de démarches expérimentales sont nombreuses tant dans la découverte du
fonctionnement des articulations que dans la conception de systèmes robotisés reproduisant les
mouvements. Concernant la composante “ robotique ” en particulier, celle-‐ci a pour but de faire
comprendre à des enfants les enjeux mathématiques (angles, leviers, échelles, proportionnalité, calcul de
périmètres de cercles et polygones, parallélogrammes, raisonnement, etc… en fonction du niveau de
l’enfant) qu’ils abordent en robotique.

Des ateliers contribuant à la validation de compétences transversales
Les enfants ont le rôle principal tandis que les animateurs sont dans une posture d’accompagnateurs. Les
enfants doivent imaginer et réaliser le robot par eux-‐mêmes. Les animateurs sont là pour accompagner et
non pour apporter des réponses “ expertes ”. Les enfants valident leurs réponses par leurs démarches
expérimentales réalisées en groupe dans les ateliers. Tout le travail réalisé peut-‐être réinvesti ensuite dans
Adrien Payet
Directeur du CRREP
30
SÉANCE 1
les enseignements en classe de SVT, de physique, de mathématiques... L’activité robotique est facilitatrice
pour l’acquisition des compétences du Socle relatives à “ L’autonomie et l’initiative ” ou bien touchant aux
“ principaux éléments de mathématiques ” et “ de culture scientifique et technologique ”. Les aptitudes
comme “ Savoir observer, questionner, formuler une hypothèse et la valider, argumenter, modéliser de
façon élémentaire ” ou “ Comprendre le lien entre les phénomènes de la nature et le langage
mathématique qui s’y applique et aide à les décrire ” sont particulièrement sollicitées.

Un usage naturel des outils numériques…
Cette pratique est également riche d’usages numériques par la recherche d’informations et d’investigation,
notamment sur Internet, et par la programmation des robots.
Les compétences telles que “S’approprier un environnement informatique de travail ”, “ Créer, produire,
traiter, exploiter des données ”, “ S’informer, se documenter ” ou encore “ Communiquer, échanger ” sont
mises en œuvre.

Il faut distinguer trois applications pédagogiques distinctes de la robotique
• l’apprentissage de la robotique
implique l’utilisation du robot en tant que support pour apprendre la mécanique, l'électronique,
l’informatique à travers des activités pratiques collaboratives.
La finalité est l’acquisition de connaissances et de compétences inhérentes à la construction et à la
programmation de robots.
• l’apprentissage avec la robotique
repose sur l’interaction entre les enfants et un robot humanoïde ou animoïde qui recouvre le rôle de
compagnon pour les enfants ou d’assistant pour l’enseignant.
La finalité vise à provoquer des réactions empathiques et à créer des interactions cognitives et
sociales.
• l’apprentissage par la robotique
implique l’usage de kits robotiques de construction et de programmation.
La finalité est l’acquisition de connaissances et compétences liées à une matière scolaire précise –
mathématiques, sciences, technologie. Mais sa finalité éducative réside aussi dans l’acquisition de
compétences transversales (résoudre des problèmes, communiquer, prendre des initiatives, ...) et
dans le développement des facultés cognitives, métacognitives et sociales des enfants à travers
l’autocorrection, la planification, l’esprit critique, le travail collaboratif, la confiance en soi...

Le potentiel de la robotique pour les apprentissages est lié à la mise en œuvre d’une approche et
d’une scénarisation pédagogiques adaptées à l'âge des enfants et aux contextes des ateliers.

La programmation et la robotique
Il est important de différencier deux types de programmation :
• La programmation d’« Actions », actions sous conditions.
(ex. si le robot rencontre un obstacle, alors on lui demande de tourner) « SI -‐ ALORS -‐ SINON »

• La programmation de « Motions », mouvements que peut effectuer un robot
(ex. avancer, reculer, tourner,… pour un robot humanoïde)

Le principe de la programmation d’actions est de tester les capteurs présents sur le robot afin de
déclencher une action. Si cette action est un mouvement il sera nécessaire de programmer ce mouvement
(moteurs, servomoteurs, vérins,…)

La plupart des outils robotiques à visée pédagogique ne nécessitent pas la programmation de mouvements.
Les interfaces proposent le plus souvent des programmations sous conditions qui font appels à des
fonctions qui réalisent les mouvements désirés.
Adrien Payet
Directeur du CRREP
31
SÉANCE 1

Conclusion : la robotique pédagogique
Pour le développement des compétences du 21ème siècle

Robotique Pédagogique et pensée critique
Comprendre et être critique face aux technologies existantes. Développer une réflexion sur les défis
éthiques des relations personne-‐robot.

Robotique pédagogique et créativité
Développer la créativité au niveau de la conception de la construction ou de la programmation. Trouver des
solutions nouvelles innovantes et pertinentes pour répondre à un défi robotique. Aller au-‐delà de la
consommation passive ou interactive des technologies et développer une approche créative aux
technologies.

Robotique pédagogique et pensée informatique
Apprendre à programmer par le biais d’interfaces de programmation visuelles qui facilitent la
compréhension des processus et des méthodes informatiques. Développer la capacité d’abstraction, de
décomposition et de structuration des données et des processus nécessaires à l’élaboration de la
programmation du robot.

Robotique pédagogique et collaboration
Développer la collaboration face à des défis robotiques en équipe qui nécessitent une coordination des
différents membres. Mettre en valeur la diversité de compétences et de talents des membres de l’équipe.
Développer l’engagement des apprenants par des mécaniques de coopération et de compétition.

Robotique pédagogique et résolution de problèmes
Développer une attitude positive face aux problèmes comme source d’apprentissage et de résilience.
Développer une approche interactive et de prototype (design thinking) pour résoudre une situation
problème complexe. Développer une analyse afin de décomposer les besoins pour un défi robotique.
Développer une capacité à déterminer une solution à construire et à mettre en œuvre.

Adrien Payet
Directeur du CRREP
32
SÉANCE 1
DIDACTICIEL INSTALLATION ARDUINO ANNEXE 2
Installation de la carte Arduino Uno

La carte Arduino est une carte électronique open source et simple d'utilisation.
Elle est développée par un italien nommé Massimo Banzi. Cette carte permet de
rendre l’électronique accessible au plus grand nombre. Le modèle de base permet
de contrôler 14 entrées/sorties digitales dont 6 sorties PWM(Modulation de Largeur
d'Impulsion) pour faire varier la tension de sortie, et 6 entrées analogiques grâce à un
microcontrôleur ATMEGA-328. Ressources en ligne.
Ressources PDF Notes
https://wiki.mdl29.net/lib/exe/fetch.
Présentation
php?media=robotsarduino:
de la carte Arduino presentation_arduino.pdf
Installation d'Arduino php?media=robotsarduino: Ardublock facultatif
sous Windows installation_arduino_ardublock pour le moment
_windows.pdf
Installation d'Arduino Ardublock facultatif
sous Mac installer_arduino_sur_un_mac.pdf
pour le moment
Installation d'Arduino Installation orientée
installation_arduino_linux.
sous Gnu/Linux pdfphp?media=robotsarduino:
Raspberry
installation_arduino_linux.pdf
Retrouvez cette annexe sur :

https://frama.link/installationArduino
33
SÉANCE 1
MONTAGE CHASSIS ANNEXE 3 1/11
Magician Chassis
Le fichier en ligne : https://wiki.mdl29.net/doku.php?id=projets:robotarduino#montage_du_chassis
Introduction
Le Magician chassis est une plateforme robotique facile à assembler soi-même. Il
propose un support 6 piles AA pour l’alimentation. Une fois le châssis monté, on peut
l’équiper de capteurs ou d’actionneurs pour en faire un véritable robot intelligent et
autonome.
Contenu
• 2 plaques en acrylique de 3mm découpées au laser
• 2 moteurs DC 6V double axe
• 2 roues complètes
• 1 roue à bille
• 1 support de 6 piles AA
• 1 support ultrason
• 1 ensemble de quincaillerie, vis et écrous
• 1 ensemble de fil de câblage
34
SÉANCE 1
Liste des composants pour la première partie du robot :
1 1ère étape
Positionnez les quatre supports des moteurs à leur emplacement respectif. Ils seront
ensuite fixés sur le châssis une fois les moteurs positionnés et vissés.
35
SÉANCE 1
2 2ème étape (optionnel)

Retourner le châssis. Assemblez le « speed board holder » sur l’axe de rotation de la
roue de chaque moteur. Il ne faut pas les enfoncer entièrement pour pouvoir ensuite
les positionner correctement et éviter qu’elles frottent contre le châssis. Cette pièce
vous permettra à l’aide d’un capteur additionnel de mesurer la vitesse de rotation du
moteur.
36
SÉANCE 1
3 3ème étape
Une fois le moteur positionné sur le châssis entre les deux supports, on peut visser
l’ensemble avec les vis M3*30, deux vis par support. Attention, les vis peuvent être un
peu difficiles à insérer. Les animateurs peuvent donc aider les enfants pour visser les
moteurs. Les deux vis de bas sont optionnelles.
Vue de l'autre côté
37
SÉANCE 1
4 4ème étape
Ajoutez les deux roues de chaque côté des moteurs, sur les axes de rotation. De
même, évitez de les emboîter entièrement pour ne pas qu’elles frottent contre le
châssis.
5 5ème étape
On vient à présent fixer la roue à bille sur le châssis. Comme indiqué sur la notice
du montage, on vient placer la roue sur deux entretoises (L25 spacers) et on visse
l’ensemble avec quatre petites vis (M3*6 screws).
38
SÉANCE 1
Vue de l'autre côté
6 6ème étape
Pour pouvoir ensuite fixer la partie supérieure du châssis, on ajoute 5 entretoises (L25
spacers) sur notre montage. On vient visser ses entretoises avec les vis M3*6 aux
emplacements indiqués par des points rouges sur la photo ci-dessus. Pour les deux du
haut, il faut bien les visser sur la « base » du T pour pouvoir positionner correctement la
plaque supérieure du châssis dans l’étape suivante.
39
SÉANCE 1
7 7ème étape
Fixer le contrôleur de moteur sur la partie haute du châssis en utilisant le support noir.
8 8ème étape
Visser la carte Arduino (montrer en jaune sur la photo). Vous aurez besoin de deux vis
à tête plate. Attention à ne pas cacher les trous pour les 7 vis (montrer en rouge sur la
photo) dont on aura besoin plus tard.
Une option plus pratique serait de fixer la carte avec du scotch double face.
40
SÉANCE 1
9 9ème étape
On peut maintenant venir fixer la plaque supérieure du châssis sur les entretoises à l’aide
de cinq vis M3*6.
10 10ème étape
Enfin, vous pouvez coller ou visser le support de piles à la partie basse ou haute du
châssis. Nous vous conseillons la partie haute car c’est plus pratique pour changer les
piles.
Il peut être maintenu par deux vis à tête plate (M3*10). Il faut forcer un peu pour faire
rentrer les vis dans les trous déjà réalisés dans le support de piles. Sinon, l’utilisation du
scotch double face est bien plus pratique pour retirer le support lors du changement
des piles.
41
SÉANCE 1
42
SÉANCE 1
11 11ème étape
Passez les fils (2 violets et 2 noirs) des moteurs via les deux parties du châssis. Il faut qu’ils
soient près du contrôleur de moteurs.
12 12ème étape
Deuxième partie : montage de la tête du robot.

Pour cet étape vous avez besoin de 4 vis M3*6 et 2 entretoises.
Fixez d’abord les deux vis avec les deux entretoises sur l’avant du châssis. Conseil : ne
vissez pas trop fort pour que vous puissiez bouger les entretoises afin de fixer le support
de la tête.
43
SÉANCE 1
Ajoutez ensuite, le support de la tête est fixez-le en utilisant les deux vis restantes.
Pour finir, vissez le capteur de distance, en utilisant deux vis M3*30 et deux écrous.
Conseil : vous pouvez faire cet étape après la séance 3 « câblage » de ROSA.
Et voilà, vous avez réussi !

ROSA est prête !

https://frama.link/montagechassis
44
SÉANCES 1, 6
LES DIFFÉRENTS TYPES DE ROBOTS ANNEXE 4 1/2
Les différents types de robots
Robot Mêkhano centré :

Robots industriels pour manipulation de pièces ou travail spécifique sur une chaîne de fabrication.
Robot Tripod
Robot Anthropocentré - Humanoïde :

Un robot humanoïde ou androïde est un robot dont l'apparence générale rappelle celle d'un corps
humain. Généralement, les robots humanoïdes ont un torse avec une tête, deux bras et deux jambes,
bien que certains modèles ne représentent qu'une partie du corps, par exemple à partir de la taille.
Certains robots humanoïdes peuvent avoir un « visage », avec des « yeux » et une « bouche ».
Robot NAO Robot Poppy
obot Atlas de Boston Dynamics

R
45
SÉANCES 1, 6
LES DIFFÉRENTS TYPES DE ROBOTS ANNEXE 4 2/2
Robot zoo ou bio centré :

Robot qui ont des formes des animaux.
Robot de Boston Dynamics Robot Snake
Quelques robots faits avec une carte Arduino :
Image récupérée sur Image récupérée sur Image recupérée sur
http://duino4projects.com/ https://seriousrobotics.files.w http://cdn.instructables.com/

ordpress.com
46
SÉANCE 1
VIDÉOS SUR LA ROBOTIQUE ANNEXE 5
Nous vous proposons une liste de vidéos qui montrent les différents robots déjà
existant et/ou de différentes situations où l'existence d’un robot peut apporter
des choses supplémentaires à l’activité humaine.
Ces vidéos peuvent être utilisées pour emmener une réflexion sur :
• la place que les robots occupent dans notre société
• la place que les robots occuperont dans le futur proche
• l’utilité des robots dans les différents domaines etc.
Titre Description Lien

DEEPSEA CHALLENGE 3D Trailer La conception du “DEEPSEA https://youtu.be/-8r_-79SjpA
CHALLENGER”, une machine faite
pour aller au point le plus profond http://www.deepseachallenge.com/
dans l’océan.
Atlas, The Next Generation Boston Dynamics présente Atlas, https://www.youtube.com/

une nouvelle génération de robot watch?v=rVlhMGQgDkY
humanoïde. Atlas est alimenté
par une batterie. Il utilise plusieurs
capteurs dans son corps et ses
jambes pour rester en équilibre. Il
a des capteurs stéréo dans sa tête
pour éviter les obstacles et l'aider à
manipuler les objets. Cette version
d'Atlas fait 1m75 et pèse 82 kg.
Introducing Spot La société Boston Dynamics présente https://www.youtube.com/

son nouveau robot chien qui watch?v=M8YjvHYbZ9w
s’appelle Spot. Spot pèse 73 kilos, il
est alimenté de manière électrique http://www.clubic.com/mag/trendy/
et peut courir librement grâce à actualite-753657-spot-robot-chien-
un moteur embarqué. Ce robot boston-dynamics.html
possède des capteurs au niveau
de la tête, lui permettant de se
déplacer aisément dans un terrain
difficile d’accès.
Festo Tripod EXPT - the parallel Tripod est un manipulateur robotisé https://www.youtube.com/
kinematic robots haute vitesse pour une liberté de watch?v=aH_t_1-
mouvement dans l'espace.
Précision et réponse dynamique
élevée jusqu'à 150 prélèvements/
min.
Presentation of UR3 : Les bras robotiques d'Universal https://www.youtube.com/

The world’s most flexible, Robots sont faits pour être intégrés watch?v=NGlTRErHkPstl40
dans les environnements de
light-weight table-top robot
production existants. Avec six http://www.universal-robots.com/fr/
points d'articulation, et une grande
amplitude de mouvement, ils sont
conçus pour imiter la diversité de
mouvements du bras humain.
47
SÉANCE 1
LES ROBOTS ANNEXE 6 1/6
Les robots
Parmi les objets qui embarquent des ordinateurs, les « robots » ont une importance
scientifique, sociétale et économique grandissante. Les robots sont partout : dans les
usines et dans les champs, au fond des mers et dans l’espace, dans les jardins et les
salons. En outre, ils ont pénétré notre culture et certains d’entre eux participent au
renouvellement de la vision que nous avons de nous-‐‑mêmes.
Quelques exemples de robots. De gauche à droite et de bas en haut: bras mécaniques utilisés dans l’industrie automobile ;
robot humanoïde dédié à la reconnaissance et à la reproduction des émotions; robot explorateur sur Mars ;
robot militaire destiné à transporter des charges lourdes sur des terrains accidentés.
D’un point de vue technique, un robot est une machine doté e de capteurs (de contact, de
distance, de couleur, de force, …) qui lui permettent de percevoir son environnement, de
Extrait de "1, 2, 3... codez !", Editions Le Pommier, 2016. Publié sous licence CC by-nc-nd 3.0.
48
SÉANCE 1
moteurs l’autorisant à bouger et à agir sur cet environnement, et d’un systè me qui
contrôle ce qu’effectue le robot en fonction de ce qu’il perçoit. Une caractéristique
fondamentale des robots, qui les distingue des automates, est cette rétroaction entre
perception et action. Les automates (tels que ceux de Jacques de Vaucanson ou de Pierre
et Henri-‐‑Louis Jaquet-‐‑Droz au XVIIIe siècle) ne sont pas des robots car leurs
mouvements ne dépendent pas de ce qui se passe autour d’eux : ils n’ont pas de capteurs
et leurs enchainements sont entièrement prédéterminés par le programme.

En pratique, cette définition d’un robot recouvre une très vaste diversité de machines :
les bras articulés programmables des usines automobiles, les voitures (en mode
d’assistance à la conduite) et les avions qui sont aujourd’hui largement automatisés, les
aspirateurs qui font le ménage tout seuls, certains objets électroniques des magasins de
jouets, ou les robots biomimétiques en forme d’animaux (singes, poissons…) que l’on
rencontre parfois dans les laboratoires de recherche.

Cette diversité n’est pas seulement une diversité de formes, c’est aussi une diversité
d’usages, qui sous-‐‑tendent une diversité de logiques de fonctionnement. Ainsi, les robots
se spécialisent selon deux axes majeurs : l’autonomie et les capacités d’adaptation et/ou
d’apprentissage.
L’autonomie : il existe des robots qui agissent sans qu’un humain les guide, et d’autres
dont le comportement est, soit influencé par un humain, soit presque totalement
contrô lé par un humain. Par exemple, dans une usine, les robots qui travaillent à la
chaine et ré pè tent toujours le mê me geste le font souvent de maniè re autonome. En
revanche, les robots utilisé s dans les centrales nuclé aires (pour opé rer dans les zones à
forte radiation) sont typiquement té lé guidé s par un humain qui leur dit où aller et quoi
faire après chaque action.
L’adaptation et l’apprentissage : le comportement de certains robots est figé au départ
et une fois pour toutes par le programmeur, alors que d’autres robots sont capables
d’acquérir de nouveaux comportements et de nouvelles connaissances par leurs
expériences : leur comportement évolue en fonction de l’histoire de leurs interactions
avec l’environnement. Ainsi, certains robots sont capables d’apprendre à reconnaître
des objets dans des images ou encore d’apprendre à marcher en expérimentant et
évaluant eux-‐‑mêmes différentes stratégies. Ces mécanismes d’adaptation sont permis
par des « algorithmes d’apprentissage », qui reposent sur la détection automatique de
régularités dans des flux de données captées par le robot, et sur des méthodes d’ «
optimisation » permettant de raffiner de manière progressive et itérative les paramètres
des solutions à un problème.
49
SÉANCE 1

Exemple de processus itératif permettant à des « générations » de robot d’apprendre à réaliser une tâche par eux-‐‑mêmes
(par exemple, se déplacer).
Grâce à ces algorithmes d’apprentissage, certains robots sont capables d’inventer des
solutions et des comportements non prédits par leur concepteur, et même de
sélectionner pour eux-‐‑mêmes des objectifs qui ne sont pas préprogrammés. Il est par
exemple possible de programmer un robot en lui donnant des instructions lui
demandant de rechercher des situations nouvelles afin d’augmenter ses connaissances
sur le monde qui l’entoure. Ainsi, certains algorithmes permettent de doter ces machines
de formes d’apprentissage et de créativité. Néanmoins, les capacités et les performances
de ces algorithmes sont aujourd’hui, et encore pour très longtemps probablement, très
faibles en comparaison des capacités d’adaptation et de raisonnement de nombreux
animaux, et en particulier de l’humain.
Comme nous l’avons vu, ces différentes logiques de fonctionnement répondent à

différents besoins : il existe en effet une grande variété de raisons, et donc de fonctions,
pour lesquelles les robots sont construits et utilisés. On peut en particulier considérer
trois familles de fonctions : travailler et explorer, assister l’humain, modéliser les
mécanismes cognitifs et comportementaux du vivant.
Travailler et explorer.
La plupart des robots en service dans le monde sont industriels (on en compte
aujourd’hui environ 9 millions). Trè s tô t, les entreprises se sont inté ressé es à ces
machines pour deux raisons :
• D’abord, les robots peuvent être utilisés pour remplacer les travailleurs humains
dans les tâches répétitives, pénibles et nécessitant de faibles compétences,
comme les montages, la peinture ou les soudures de pièces ;
50
SÉANCE 1
• En outre, ces machines sont capables de ré aliser des travaux à la chaine bien plus
rapidement et efficacement que les humains.
Le premier robot industriel, Unimate, est apparu en 1961 : installé dans une usine
automobile de General Motors, ce bras articulé manipulait de lourdes pièces de fonderie.
Dans les années 1970, l’usage des robots dans l’industrie a pris son envol. Aujourd’hui,
les robots ont pénétré toutes les branches de l’industrie et ne sont plus restreints au seul
secteur de l’automobile. Par exemple, dans l’agriculture et l’agro-‐‑alimentaire, les robots
vont dans les champs cueillir fruits et légumes, certains coupent, pressent et mettent en
bouteille ; d’autres trient et mettent en cartons ; d’autres encore groupent en palettes.
Dans certains aéroports, des flottes de robots s’occupent de transporter les bagages et
de les charger dans les soutes.

Les robots ne sont pas seulement utiles dans l’industrie pour les tâches simples et
répétitives, ils sont aussi utilisés pour travailler dans des environnements dangereux
pour l’homme. L’industrie nucléaire est un exemple typique. Qu’ils soient autonomes ou
partiellement téléguidés, les robots des centrales nucléaires peuvent déambuler dans les
enceintes confinées et radioactives, ils peuvent manipuler les substances dangereuses et
s’occuper de la maintenance des autres machines. Un autre exemple est l’industrie
pétrolière : les robots sous-‐‑marins sont par exemple utilisés pour contrôler l’état de la
coque des navires afin de prévenir les accidents et d’identifier les « navires poubelles ».
Les robots sont enfin cruciaux pour l’exploration des endroits où l’homme ne peut pas
aller, au premier rang desquels l’espace et les corps du Système solaire. C’est en 1966
que le premier robot mobile arrive sur la Lune, embarqué dans la sonde Surveyor.
Suivront le soviétique Lunokhod, puis toute la série des américains Mariner. En 1997, un
robot atterrit sur la planète Mars : Sojourner, qui est propulsé par l’é nergie qu’il capte
grâ ce à ses panneaux solaires ; il envoie à la Terre des milliers de cliché s et provoque un
engouement du grand public. Sojourner navigue en partie de manière autonome car,
étant donné la distance avec la Terre, il est très difficile de le téléguider en temps réel. En
2004, une nouvelle mission robotisée concentre l’attention du monde entier
: Spirit et Opportunity, équipés de spectromètres et d’un bras qui leur permet de creuser
la surface, apportent la preuve que de l’eau a coulé sur Mars.

51
SÉANCE 1
Assister l’humain dans son quotidien.

Si le XXe siè cle a vu l’avè nement des robots

travailleurs et explorateurs, à l’aube du XXIe
siècle, une autre grande famille de robots
prend son essor : les robots d’assistance à la
personne. Dans nos maisons, les robots
d’assistance aux travaux ménagers se
démocratisent. On retrouve aussi des
assistants robotisés dans les magasins ou
sur nos lieux de travail. L’activité médicale
est particulièrement transformée par la
robotique : si les robots d’assistance
chirurgicale sont quotidiennement utilisés
depuis une quinzaine d’années, on voit
émerger aujourd’hui de nouveaux usages.
Ainsi, des robots accompagnent les
personnes qui ont des difficultés physiques
ou cognitives, par exemple pour les aider à
se lever et s’asseoir, pour les stimuler
cognitivement quand ils ont des problèmes
de mémoire, ou pour jouer le rôle de
facilitateur des contacts avec la famille ou
l’entourage médical. Demain, des
chercheurs introduiront d’autres robots, Prothèse robotisée. ©BeBionic
beaucoup plus petits, dans les blocs
opératoires : ce sont des capsules
endoscopiques miniaturisées capables
d’explorer conduits intestinaux, artères ou
veines pour aider le chirurgien dans son
diagnostic. Apparaissent aussi depuis
quelques années des prothèses robotisées
de mains ou de bras entiers destinées aux
amputés.

Modéliser le vivant et la cognition.
Les robots sont devenus essentiels comme outils pour penser et modéliser les systèmes
complexes dans le domaine du vivant. En particulier, les robots sont aujourd’hui utilisés
dans des laboratoires de recherche pour comprendre comment les êtres vivants
s’adaptent à leur environnement naturel, en termes de comportement et de déploiement
de capacités cognitives. En effet, ce comportement est le résultat de la dynamique des
interactions entre un cerveau, un corps physique et un environnement, dynamique qui
se redé finit en permanence car le cerveau est modifié à chaque nouvelle interaction. Les
robots embarquent à la fois un « cerveau » (des programmes qui permettent de traiter
52
SÉANCE 1
l’information acquise par le robot, selon des règles précises), des « organes sensoriels »
(les senseurs) et des « systèmes moteurs » (les actuateurs). De cette manière, les robots
peuvent, comme les êtres vivants, modifier et être modifiés par l’environnement
physique dans lequel ils agissent. Leur « cerveau » aussi en est modifié, car le robot
acquiert de nouvelles connaissances qu’il peut réutiliser dans ses interactions
successives.
Les chercheurs peuvent étudier la complexité de l’interaction

cerveau-‐‑corps-‐‑environnement, grâce à des expérimentations
possibles sur des robots et impossibles sur des êtres vivants –
comme par exemple « éteindre » une partie de leur cerveau
artificiel pour voir comment le comportement est modifié ou
altérer des parties du corps. Certains laboratoires étudient

ainsi le contrôle moteur, la perception visuelle, le repérage
dans l’espace, ou encore les mécanismes de l’apprentissage et
de l’évolution de la parole et du langage chez l’humain. Dans le
cadre de ces projets, les interactions avec les neurosciences, la
biologie, la psychologie ou encore l’éthologie jouent un rôle
central.

Le robot humanoïde Poppy est

« open source ». Il est développé par
l’Inria à la fois pour des recherches
sur la cognition et pour des projets
éducatifs. Plus de détails sur:
https://www.poppy-‐‑project.org
53
SÉANCE 2
DIDACTICIEL SUR LE MONTAGE DU CHASSIS ANNEXE 7
Montage du chassis
Le Magician chassis est une plateforme robotique facile à assembler soi-même. Il
fonctionne grâce à deux moto-réducteurs à courant continu. Il propose un support 4
piles AA pour l’alimentation mais il est conseillé d'utiliser un support 6 piles. Une fois le
châssis monté, on peut l’équiper de capteurs ou d’actionneurs pour en faire un véritable
robot intelligent et autonome.
Les 2 roues à disque permettent d'y connecter des encodeurs. Montage facultatif.
Notices Fichiers
Notice d'assemblage du https://wiki.mdl29.net/lib/exe/fetch.

châssis en français php?media=robotsarduino:montage_chassis_v2.pdf
Notice de montage du https://wiki.mdl29.net/lib/exe/fetch.

châssis en anglais php?media=robotsarduino:magicianchassisinst.pdf
Lecture de la vidéo
Montage complet du http://rosa.lph.bzh/montage.html
robot Télécharger la vidéo
http://rosa.lph.bzh/videos/montage_robot.zip
Si vous avez des problèmes pour fixer la carte Arduino sur le châssis, je vous conseille de
le faire avec du scotch double face.

https://frama.link/montageChassis
54
SÉANCE 2
CAPTEURS / MOTEURS ANNEXE 8
Quelques informations sur la partie mécanique/électronique de

ROSA
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, ou encore une distance de
déviation d’une bulle pour un niveau. 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.
Le capteur que nous utilisons pour ROSA c’est un capteur de distance, autrement dit un capteur
Ultrason.
Les actionneurs
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.
ROSA utilise deux moteurs, deux roues à vitesse variable qui lui permettent d’avancer, de reculer
et de tourner.
Il s’agit ici de faire comprendre aux enfants que chez les robots rien n’est naturel, et qu’ ils ont
besoin d’un petit outil pour sentir chacune de ces choses. Par exemple s’ils n’ont pas de capteurs de
distance, ils ne peuvent pas voir !
Qui sert à ROSA de cerveau ?

Comment fait-elle pour réfléchir, pour réagir ? Tout cela est géré par son programme. Vous pouvez
ici introduire la notion de programme sans trop la détailler, car les enfants la comprendront en
manipulant lors des activités suivantes.
55
SÉANCE 2
TRANSFORMATION DES MOUVEMENTS ANNEXE 9
La transformation des mouvements – Robotique

Translation
Translation
Une translation est une transformation géométrique qui correspond à l'idée intuitive de
Translation
Ugne
« translation
lissement est oubjet,
» d'un ne transformation
sans rotation, gretournement
éométrique qui ni cdorrespond
éformation à dl'idée
e cet iontuitive
bjet. de
« g lissement » d 'un o bjet, s ans r otation, r etournement
Une translation est une transformation géométrique qui correspond à l'idée intuitive n i d éformation d e c et o bjet. de
Rotation
« glissement » d'un objet, sans rotation, retournement ni déformation de cet objet.
Rotation
La rotation (du latin rotare : « tourner ») est le mouvement d'un corps autour d'un point ou d'un axe.
Rotation
La rrotation
La otation d(du ’un latin rotare
moteur : « tourner
caractérise de »m) eouvements
st le mouvement circulaires. d'un corps autour d'un point ou d'un axe.
La rrotation
La otation (ddu ’un moteur
latin rotare caractérise
: « tourner de »m) eouvements
st le mouvement circulaires. d'un corps autour d'un point ou d'un axe.
Les t ransformations d e m ouvements
La rotation d’un moteur caractérise de mouvements circulaires. q ui n ous i ntéressent e n robotique, sont des systèmes qui
Les t ransformations d e m ouvements q ui
utilisent la rotation d’un moteur électrique (l’axe du moteur tourne) n ous i ntéressent e n robotique, pour sont des suystèmes
réaliser qui de
n mouvement
utilisent
Les l a r
transformations
translation otation d
(gauche àd e ’un m oteur
mouvements
droite, é lectrique
haut en b qas, (
ui naous l’axe
vant d u
intéressent m oteur
en arrière). en robotique, sont des systèmes qui de
t ourne) p our r éaliser u n m ouvement
translation
utilisent la r(otation
gauche dà’un droite, haut
moteur en bas, avant
électrique (l’axe en
du arrière).
moteur tourne) pour réaliser un mouvement de
La r oue
translation (gauche à droite, haut en bas, avant en arrière).
La système
Le roue le plus connu est la roue. Si on colle une roue à l’axe du moteur, la roue tourne et fait
La
Le srystème
avancer oue
ou rle plus cuonnu
eculer est la rLoue.
n véhicule. Si on d
e moteur colle
oit êutre
ne crollé
oue aàu
l’axe du m
châssis du oteur,
véhicule. la roue
tourne et fait
avancer
Le ou lre
système eculer
plus cuonnu n véhicule.
est la rLoue.
e moteur
Si on cdolle
oit êutre
ne croue
ollé aàu châssis
l’axe du mdu véhicule.
oteur, tourne et fait
la roue
Voici u ne r oue v ue d e c ôté. L a r oue d éplace l e c hâssis
avancer ou reculer un véhicule. Le moteur doit être collé au châssis du véhicule. s ur u n s ol f ixe :
Voici une roue vue de côté. La roue déplace le châssis sur un sol fixe :
Voici une roue vue de côté. La roue déplace le châssis sur un sol fixe :

Vu de haut, la roue est collée à l’axe du moteur.


Ce système est utilisé dans les voitures et les trains. Les roues tournent et font avancer le véhicule

Ce slystème
sur a route. est utilisé dans les voitures et les trains. Les roues tournent et font avancer le véhicule
sur slystème
Ce a route. est utilisé dans les voitures et les trains. Les roues tournent et font avancer le véhicule
sur la route.

56
SÉANCE 2
DÉPLACEMENT DU ROBOT ANNEXE 10
Déplacement du robot
Le robot peut :
•Avancer
•Reculer
•Tourner à droite
•Tourner à gauche
•Tourner sur place
Le tout plus ou moins rapidement, en changeant la vitesse des moteurs dans le code.

https://frama.link/deplacementRosa
57
SÉANCES 2, 5
TEST DES MOTEURS AVEC UNE PILE ANNEXE 11
Test des moteurs avec une pile

Pour tester le sens des moteurs, il suffit d'utiliser pile AA ou 9v. L'inversion du sens de rota-
tion d'un moteur s'effectue en inversant la polarité de la pile.
Lecture de la vidéo
http://rosa.lph.bzh/test_moteurs.html
Télécharger la vidéo
http://rosa.lph.bzh/videos/test_moteurs.zip

https://frama.link/testMoteurs
58
SÉANCES 3, 5
PRÉSENTATION ARDUINO ANNEXE 12
Présentation Arduino
Introduction
Si on considère qu’un robot est un dispositif mécatronique (mécanique, électronique & informatique) pouvant réaliser des tâches
programmées de manière autonome, alors il y a longtemps qu’ils sont parmi nous: lave-vaisselle, lave-linge, magnétoscope, sans même parler
des robots tondeuses ou aspirateurs! Ce qui les distingue des simples appareils électromécaniques (comme une ancienne machine à laver),
c’est leur gestion des tâches à l’aide d’un microcontrôleur. Il s’agit d’une sorte de petit ordinateur minimaliste et de faible puissance, mais
aussi de faible consommation. C’est lui qui commande les tâches en fonction de son environnement.
Dans le cas d’un lave-vaisselle moderne, il s’agit de commander de nombreuses actions (ouverture de vannes, pompes, chauffage de l’eau,
ouverture du réservoir de poudre…) selon divers programmes, et en fonction de différents capteurs (porte fermée, arrivée d’eau ouverte,
température de l’eau, débitmètre, choix du programme…) et de réagir en fonction de capteurs de pannes (pompe défectueuse, arrivée d’eau
fermée, capteur antidébordement…). L’ensemble du dispositif informatique et électronique commandant le lave-vaisselle est appelé système
embarqué.
Arduino est une famille de cartes contenant un microcontrôleur et de nombreux connecteurs (entrées/sorties) qui peuvent recevoir des
informations de capteurs et produire des signaux à même d’interagir avec des moteurs, des relais ou d’autres circuits électroniques.
Sa particularité est d’être entièrement Open Source, d’un faible prix et aisément programmable. Dès lors, Arduino est devenu une référence
dans le monde des bricoleurs et bidouilleurs de toutes sortes. Il suffit de voir la diversité des réalisations présentées ici pour s’en rendre
compte!
Arduino permet de faire une introduction à l’automation, à l’électronique, à la mécanique et à la programmation à moindre coût. Tout ceci
nous amène à penser qu’il a parfaitement sa place sur Edurobot et à l’école!
Présentation
Le projet Arduino est intéressant à plus d’un titre; à commencer par son origine: l’Italie du Nord. Le magazine en ligne OWNI a publié un bon
article sur l’origine et l’histoire d’Arduino; la lecture de cet article est vraiment recommandée, car elle permet d’aborder Arduino en
comprenant la philosophie qui a mené au projet actuel.
http://owni.fr/2011/12/16/arduino-naissance-mythe-bidouille/
Arduino est donc un projet Open Hardware, c’est-à-dire basé sur le principe Open Source. La partie matérielle est sous licence Creative
Commons Attribution Share-Alike (c’est la raison pour laquelle la section et les documents Arduino d’Edurobot possèdent la même licence).
La partie logicielle est sous licences GPL et LGPL.
Cela signifie que chacun peut construire son propre Arduino, mais que des entreprises peuvent aussi créer et vendre leurs propres modules
Arduino. Néanmoins seuls les modules « officiels » portent le nom d’Arduino. Dès lors, toute une série de modules compatibles Arduino est
commercialisée sous divers noms: Freeduino, Sanguino, Seeduino, Uduino, Diduino…
Arduino se programme à l’aide d’une application java open source. Le langage de programmation est du C++, soit l’un des langages les plus
populaires.
Pourquoi Arduino à l’école?

Première constatation: en général, la programmation et l’électronique ne font pas partie de nos plans d’études. Mais pris ensemble et pas
séparément, la partie logicielle et matérielle sont non seulement des outils d’apprentissage, mais aussi de création. L’Arduino prend alors part
à un projet créatif bien plus ambitieux et parfaitement compatible avec les plans d’études.
Or, apprendre aux élèves à programmer sur Arduino, c’est leur donner non seulement la clé d’accès aux ordinateurs, mais aussi aux
objets qui les entourent.
Les élèves vont acquérir de multiples compétences, par exemple:
• la programmation
• les circuits électriques
• les bases de l’électronique
• l’automation
Travailler avec un Arduino en périscolaires et extrascolaires est donc une activité riche, en particulier pour transformer les jeunes en citoyens
responsables, créatifs et acteurs du numérique.
Arduino est surtout une plateforme d’expérimentation et de recherche. En cela, elle est idéale pour découvrir le monde et le fonctionnement
de bien des appareils.

Licence d’utilisation
Ce site et son contenu sont à disposition selon les termes de la Licence Creative
Commons Attribution - Pas d'Utilisation Commerciale 2.5 Suisse

59
SÉANCE 3
PRÉSENTATION ARDUINO ANNEXE 13 1/8
Présentation Arduino
Découverte de la carte Arduino
Sommaire
➢
➢
➢
➢
➢
60
SÉANCE 3
Pour quoi faire ?
Températures Moteurs
Humidité Servosmoteurs
Pression Electrovannes
Présence Pompes
Carte
Distance Arduino Vérins
Position Résistances chauffantes
Luminosité Eclairages
... ...
Pour qui?
➢
➢
➢
➢
➢ œ
➢
➢
61
SÉANCE 3
C’est quoi?
➢
➢ …
➢
➢
➢
➢
➢
Diverses Cartes Arduino
Nano : 1,85 x 4,32 cm
Uno : 5,33 x 6,86 cm
Esplora : 6,1 x 16,51 cm Lilypad : Ø 5 cm

Mega : 5,33 x 10,16 cm
62
SÉANCE 3
Divers Shields Arduino
Ethernet WIFI
GSM
LCD Commande moteurs

Relais
Carte Arduino + Shields
63
SÉANCE 3
C’est quoi?
En quoi cela consiste?
Auteur : Baptiste Gaultier
64
SÉANCE 3
Quel langage de programmation ?

➢
➢
➢
➢
•
•
Setup
Loop
Programmation avec Arduino
int LED = 12 ;
void setup() {
pinMode(LED, OUTPUT) ;
} 01011101100
void loop() {
digitalWrite(LED, LOW) ;
delay(500) ;
digitalWrite(LED, HIGH) ;
USB
delay(500) ;
}
PC
65
SÉANCE 3
D’autres outils de programmation
➢ Ardublock (programmation en mode graphique)

➢
➢ C'est un outil qui se greffe au logiciel Arduino. Il suffit de créer des

blocs et de les paramétrer. Ce logiciel est vraiment un outil de qualité
pour démarrer facilement sur Arduino, sans connaissances en
programmation.
D’autres outils de programmation

➢ Scratch pour Arduino (programmation en mode
graphique)
➢
➢ Permet de piloter un Arduino à partir du code SCRATCH et de ce

fait rend accessible à tout public la programmation d’un robot à
partir d’un environnement aussi ludique, visuel etb intuitif que
celui de SCRATCH.
66
SÉANCE 3
Arduino : faut-il des

connaissances en électronique ?
➢
➢
➢
➢
67
SÉANCE 3
VOUS AVEZ DIT ARDUINO ! UNO ANNEXE 14 1/14

Vous avez dit Arduino ! UNO

1 -‐ La carte Arduino

« Arduino » est une famille de cartes (circuits imprimés) en « open hardware » sur lequel on retrouve un
microcontrôleur qui peut être programmé pour réaliser différentes opérations ainsi que de nombreux
connecteurs (entrées/sorties) qui permettent d’ajouter des composants à la carte.

Cette carte électronique « Arduino » programmable et son logiciel multiplateforme ont été imaginés et développés

par Massimo Banzi, David Cuartielles, Tom Igoe, Gianluca Martino, David Mellis et Nicholas Zambetti en 2006 afin
d’offrir au plus grand nombre la possibilité de créer facilement des systèmes électroniques.

Carte Arduino de type UNO o USB Plug : Port USB pour discuter avec l’ordinateur.
o
o External Power Supply : Entrée pour une alimentation
autre que USB (une batterie par exemple)
o
o Atmega328 : Microcontrôleur de la carte, c’est le cerveau
de la carte qui stock le programme et l’exécute.
o
o Les Pins : Deux types de pins, analogique et numérique
(*) permettant de brancher tous les éléments externes
en entrées/sorties.
o
o Reset Button : Permet de réinitialiser (relancer) le
programme.
GND : Masse (partie conductrice d’un matériel électrique) ou « -‐ »

(*) Les entrée/sortie sur la carte numérotées de 0 à 13 sont Numériques (Digital en anglais) et celles numérotées
de A0 à A5 sont Analogiques.
Connecteurs numériques : destinés aux composants ayant 2 positions. Un interrupteur par ex. sera ouvert ou
fermé. La carte lira la valeur 0 ou 1. Ou encore une LED sera allumée ou éteinte, il n’y a pas de position milieu.
Connecteurs analogiques : destinés à des capteurs comme un variateur. Il sera possible de faire varier le
signal de (0) à (1023). Entre les deux toutes les valeurs peuvent être reçues par le microcontrôleur.

2 – Ajout de composants sur la carte Arduino

Chaque composant est prévu pour fonctionner dans des conditions précises, il est donc important de connaître
les caractéristiques des composants avant de les ajouter à la carte Arduino.

Exemple d’une LED :
Les connecteurs de la carte Arduino délivrent 5V (cf. annexe 16) en sortie, or généralement une LED a besoin
d'environ 3V pour un courant de 5mA. Si on branche directement une LED sur la carte, elle ne va pas aimer les
5V qui lui sont fournis et va chauffer jusqu’à cramer si elle reste allumée trop longtemps.
C'est pour cela qu’il faut ajouter une résistance en série pour que la LED ait ses 3V / 5mA, il faut une résistance
qui encaisse les 2V de trop. R = U / I = 2V / 5mA = 400 Ohm.
Le montage peut se réaliser sur une Breadboard, plaque additionnelle prévue à cet effet.

TEST de connexion d’une LED sans ajouter de résistance : Connecter la cathode

(patte la plus courte) sur un connecteur de masse GND et l’anode (patte la plus
longue) sur le connecteur 3.3 Volt Power Pin, puis alimenter la carte.
Puis tester en connectant l’anode sur le connecteur 5 Volt Power Pin c l’intensité
de la LED est plus forte et elle chauffe (la débrancher avant qu’elle ne crame).

1

68
SÉANCE 3

Pour les curieux : La carte Arduino a un régulateur à faible chute de tension qui assure la conversion entre la
tension externe (piles, batterie) et les 5V nécessaires pour la carte. La tension d’alimentation externe
recommandée se situe entre 7 volts et 12 volts.

3 – L’interface du logiciel Arduino
Après l’installation du logiciel (lien de téléchargement), le lancer pour rentrer sur l’interface de programmation

Cette interface ressemble à un éditeur de texte simple, il permet d’écrire des programmes en langage C/C++
simplifié, de les tester et de les transférer dans le microcontrôleur de la carte Arduino.

Les Boutons du menu du logiciel Arduino

Ce bouton permet de vérifier le programme. Le logiciel Arduino va chercher si ce qui est écrit est
conforme à ce qui est attendu, il teste et compile le programme. La compilation est la transformation
du langage (C/C++) de programmation en langage machine utilisé par la carte.

Ce bouton permet de téléverser le programme. Le logiciel va transférer le programme compilé dans
la mémoire du microcontrôleur de l'Arduino qui le gardera en mémoire. Il l'exécutera tant qu'il sera
alimenté en électricité. Il sera donc autonome et ne dépendra plus de l'ordinateur.

Ce bouton permet d’ouvrir une nouvelle fenêtre. L’interface de programmation Arduino permet de
travailler sur plusieurs programmes (fenêtres) en simultané.

Ce bouton permet d’ouvrir un programme enregistré. De nombreux exemples de programmes sont
proposés par Arduino et permettent une prise en main rapide ainsi que de retrouver les syntaxes
correctes des mots clés les plus courants du langage de programmation.

Ce bouton permet d’enregistrer votre programme. Les fichiers sont stockés dans des dossiers créés
automatiquement, aussi appelés "Carnet de croquis".

2

69
SÉANCE 3

4 – La programmation

4.1 -‐ La structure du programme

1 // (déclarations variables…) Cf. Chapitre 4.2 : Les constantes et les variables
2
3 void setup() La fonction setup() est appelée au démarrage du programme. Elle est
4 // Fonction setup d’initialisation utilisée pour initialiser les variables, le sens des broches, les librairies
5 { utilisées... Elle n'est exécutée qu'une seule fois, après chaque mise
6 … sous tension ou réinitialisation de la carte Arduino.
7 }
8 void loop() La fonction loop() est le programme principal.
9 /* Fonction loop infinie Les instructions contenues dans cette fonction sont exécutées en
10 programme principal */ boucle tant que la carte n’est ni éteinte ni réinitialisée.
11 { Ce sera donc le programme du robot !
12 …
13 } Il est possible de créer ses propres fonctions(), celles-‐ci pourront être
14 mafonction() appelées depuis le programme principal. La création de fonctions à
15 /* Création d’une fonction qui l’extérieur du programme principal permet :
16 pourra être appelée dans le -‐ d’alléger la fonction loop qui sera ainsi plus lisible ;
17 programme principal */ -‐ d’appeler plusieurs fois une fonction sans avoir à la réécrire.
18 {
19 … Remarques :
20 } -‐ Une fonction est une succession d’instructions qui débutent
21 TOUJOURS par « { » et se terminent TOUJOURS par « } »
22 -‐ Attention la casse des lettres est prise en compte en C/C++

Pour commenter son programme il suffit de saisir le code // tout ce qui suivra sur la ligne sera lisible mais
transparent pour le programme. Pour un bloc de plusieurs lignes à la suite on utilise : début /* et fin */

4.2 -‐ Les constantes et les variables
On déclare les constances e t les variables avant le setup (), on peut les apparenter à des « boites » dans lesquelles
on range des informations : textes, nombres,… que l’on pourra utiliser à tout moment dans la programme et sur
lesquelles on pourra effectuer des opérations. Ces espaces mémoire sont caractérisés par des noms qui
permettent d’y accéder facilement.
Comme son nom l’indique la valeur d’une constante restera identique au cours du programme tandis que celle
d’une variable pourra changer au cours du programme.

Remarque : Chaque variable et/ou constante que l’on utilise va prendre de la place dans la mémoire de
l’Arduino. Il est donc important de bien choisir son type selon son utilisation. Les principaux types sont :
boolean maVariable = true ;
« boolean » peut prendre deux états TRUE (vrai) (1) ou FALSE (faux) (0) c Espace utilisé 1 bit
int maVariable = 15 ;
« int » est un nombre entier de – 32 768 à 32 767 c Espace utilisé 16 bits (soit 2 octets)
float maVariable = 1.23 ;
« float » peut être un nombre à virgule de -‐3.4028235E+38 à 3.4028235E+38 c Espace utilisé 32 bits
string maVariable = « Bonjour » ;
« string » peut contenir du texte de 0 à 2 milliards de car. c Espace utilisé 10 octets + longueur de chaine
Exemples de déclarations :

const int pinLed = 13; // On déclare ici une constante de type int qui aura pour nom pinLed et pour valeur 13.
Je ferais mon montage en mettant ma LED sur le connecteur 13, ainsi à chaque fois que j’aurais besoin du numéro
de la pin de la LED je pourrais aller le chercher dans la « boite » pinLed et récupérer le nombre 13. C’est plus long
d’écrire pinLed que 13 cependant, lorsque mon montage changera, par exemple si je branche ma LED sur la pin
10, je n’aurai qu’à changer le nombre à l’intérieur de la boite pinLed sans changer mon programme.

float maVariable = 3.14159265358979323846264338327950288419; // On déclare ici une variable de type float
qui aura pour nom maVariable et pour valeur Pi.
3

70
SÉANCE 3

4.3 – Exemple : « programmation pour faire clignoter une LED »
Une des forces d’apprentissage d’Arduino repose dans ces nombreux exemples intégrés au logiciel qui
permettent de se familiariser avec le code et peuvent s’utiliser comme des briques entre-‐elles. Tous ces exemples
se retrouvent dans fichier/exemples.
Lancer le logiciel Arduino puis ouvrir un fichier répertoire [01.Basics] et sélectionner le croquis mis à
disposition en exemple : Blink
(On peut également ouvrir le fichier Blink en passant par le menu Fichier c Exemples c 01.Basics c Blink)

Analyse du code :
« void setup () » Initialisation de l’Arduino, tout ce qui se situe entre les { } ne sera effectué qu’au démarrage.
« void loop () » Boucle infinie, tout ce qui se trouve entre les { } va être répété indéfiniment.
Décomposition de setup() :

pinMode (13, OUTPUT) ; // C’est l’information nécessaire à l’Arduino pour initialiser la pin 13. On lui indique
que le « mode » de la « pin » numéro 13 est une sortie (OUTPUT).
Les pins peuvent être des entrées ou des sorties, on doit donc OBLIGATOIREMENT définir dans le setup le type de
tous les connecteurs utilisés dans le montage. Si le connecteur était une entrée : pinMode (13, INTPUT) ;

On connecte donc la LED sur le PIN 13 : La cathode sur un connecteur GND et l’anode sur le connecteur 13.

Décomposition de loop() :
{ // DEBUT
digitalWrite (13, HIGH) ; / / 1ère instruction (action) à effectuer. On écrit sur la pin 13 une valeur haute c on
envoie du courant sur la sortie 13 c la LED s’allume.
delay(1000) ; // 2ème instruction (action) à effectuer. On attend 1000 millisecondes soit 1 sec.
digitalWrite (13, LOW) ; // 3ème instruction (action) à effectuer. On écrit sur la pin 13 une valeur basse c on
envoie plus de courant sur la sortie 13 c la LED s’éteint.
delay(1000) ; // 4ème instruction (action) à effectuer. On attend 1000 millisecondes soit 1 sec.
} // FIN – La fonction loop() est exécutée en boucle on retourne donc au début

Remarques :
La PIN 13 est alimentée en 5V lorsqu’on fait un digitalWrite HIGH et à 0V lorsqu’on fait un digitalWrite LOW.
Noter le caractère « ; » à la fin des lignes. C’est une information pour indiquer la fin d’une action. Ce caractère
est INDISPENSABLE à chaque fin d’action pour que le programme fonctionne correctement.

PAR SIMPLIFICATION DE MONTAGE NOUS N’UTILISONS PAS DE RESISTANCE EN SERIE AVEC LA LED MAIS ATTENTION CE
N’EST BON NI POUR LA LED NI POUR LES COMPOSANTS DE LA CARTE ! ET UN ELECTRONICIEN SAUTERAIT AU PLAFOND
EN VOYANT CE MONTAGE. A N’UTILISER DONC QUE DANS LE CAS DE CE TUTO ET SANS EN ABUSER.

Tester le programme en le téléversant dans le microcontrôleur de la carte Arduino :
-‐ Connecter la carte à l’ordinateur via un câble USB, choisir le modèle de la carte dans le menu Outils et
vérifier la configuration du port COM de la prise USB. (Normalement le port se sélectionne tout seul).
Les paramètres du Port COM (gestionnaire de périphérique de votre PC) doit-‐être à 115 200 Bits par seconde
-‐ Cliquer sur la petite flèche en haut à gauche « Téléverser ».

Le logiciel va compiler le croquis puis le

téléverser vers la carte.

Si tout se passe bien, la LED doit clignoter
à intervalle régulier d’une seconde,

Exercice : Modifier le programme en y ajoutant une constante pour la Pin sur laquelle est connectée la LED,
modifier « void setup () » et « void loop () » en conséquence. Changer les paramètres des instructions afin que
la LED s’allume 0.5 seconde puis s’éteigne 2 secondes… (en boucle).

4

71
SÉANCE 3

5 – La robotique avec une carte Arduino

5.1 – Rappel
Les robots sont constitués de capteurs, d’un contrôleur et d’actionneurs. Le contrôleur reçoit des informations
des capteurs et envoi des instructions aux actionneurs. Capteurs c Contrôleur c Actionneurs
-‐ Les capteurs se brancheront sur les Pins de la carte, ils seront configurés en entrées INTPUT
-‐ Le microcontrôleur de la carte Arduino sera le contrôleur du robot.
-‐ Les actionneurs se brancheront sur les Pins de la carte, ils seront configurés en sorties OUTPUT

Pour créer un robot avec une carte Arduino il suffit donc de choisir les capteurs et les actionneurs

adaptés au robot souhaité et d’écrire le programme déterminant les actions que réaliseront les
actionneurs du robot en fonction des informations reçus par ses capteurs.

Si l’on regarde l’exemple de la LED pinMode (13, OUTPUT); elle est connectée en sortie car elle reçoit des
instructions du contrôleur digitalWrite (13, HIGH); digitalWrite (13, LOW); C’est un actionneur

5.2 – Les Capteurs
La library (ou bibliothèque de fonctions) associée à un capteur est un ensemble de fonctions qui ont été
développées spécifiquement pour ce capteur. Elles sont le plus souvent disponibles en Open Source sur Internet.
Pour utiliser une bibliothèque il faut la télécharger et l’installer dans le programme Arduino.
Il sera nécessaire d’inclure cette bibliothèque à votre programme afin que ces fonctions soient utilisables dans
le bloc void loop() de celui-‐ci (de la même manière que les fonctions C++ de base). Pour les curieux : Il suffira
alors de connaître les déclarations nécessaires à l’utilisation du capteur et les paramètres attendus par les
fonctions développées dans la bibliothèque pour utiliser facilement un capteur sur votre robot.

Capteur de distance à utlrason

Caractéristiques techniques du capteur de distance :

– Alimentation : 5v – Consommation en utilisation : 15 mA.
– Gamme de distance : 2 cm à 5 m et résolution : 0.3 cm.

Connecteurs :
Vcc : Alimentation 5V
Trig : (input) connecté sur la Pin 12
Echo : (output) connecté sur le Pin 11
Gnd : Masse

5.3 -‐ Fonctionnement du capteur de distance
Il envoie une impulsion niveau haut (5v) pendant au moins 10 µs sur la broche ‘Trig Input’ qui déclenche la
mesure. En sortie ‘Echo Output’ fourni une impulsion de 5v dont la durée est proportionnelle à la distance de
l’objet. La distance en cm est calculée en utilisant la formule : distance = (durée de l’impulsion en µs) / 58.

Téléchargement la bibliothèque newping pour le capteur de distance à ultrason : Lien de téléchargement
Installation : Menu Croquis c Inclure une bibliothèque c Ajouter la bibliothèque ZIP c Retrouver le répertoire
de téléchargement de la bibliothèque newping.zip sur votre ordinateur et l’ouvrir.

Pour les curieux : Structure d'une bibliothèque
Les bibliothèques Arduino sont composés d'au moins deux fichiers, un fichier d'en tête finissant par .h et un
fichier source finissant par .cpp. Le fichier d'en tête contient les définitions des fonctions disponibles et le fichier
source contient l'implémentation du code des fonctions qui ont été définies dans le fichier d'en tête.
5

72
SÉANCE 3

5.4 – Programmation : OBJECTIF « Allumer la LED quand un obstacle se trouve devant le capteur »

Déclaration et Initialisation setup()

1 // définitions et déclarations Déclarations nécessaires pour l’utilisation du capteur

2 #include <NewPing.h> Déclaration de la library NewPing.h du capteur
3 #define trigPin 12 la broche (pin) Trigger est branchée sur la broche 12 de l'Arduino
4 #define echoPin 11 la broche (pin) Echo est branchée sur la broche 11 de l'Arduino
5 NewPing distanceCM (trigPin, on initialise la fonction distanceCM
echoPin);
6 int maximumDistance = 50; distance maximale acceptée (en cm)
7 int minimumDistance = 0; distance minimale acceptée (en cm)
8 boolean PasObstacle = false; valeur à false (ou 0) si pas d'obstacle détecté sinon true (ou 1)
9 const int distanceObstacle = 15; on définit la distance de détection d'un obstacle, ici 15 cm
10 int attenteCapteur = 100; valeur en ms de l’attente de détection du capteur
11
12 // the setup function Initialisations nécessaires pour le LED
13 Serial.begin(115200); On initialise la vitesse du moniteur série à115 200 Bauds
14 pinMode(13, OUTPUT); On initialise la Pin 13 (pour la LED) en Sortie
15 digitalWrite(13, LOW); On éteint la LED
16 delay(300); On attend 0.3 sec avant de démarrer le programme

Programme principal loop()

Représentation Graphique

« organigramme »
Programme en C++ Description
{ Début du programme

int distance = mesureDistance(); Distance de l’objet, on met sa valeur
delay(attenteCapteur); dans variable distance.
if (PasObstacle == false) TEST : Présence d’un obstacle ?
{ début
digitalWrite(13, LOW) ; Si pas d’obstacle on éteint la LED
} fin
else Sinon
{ début
digitalWrite(13, HIGH); On allume la LED
Serial.print(distanceCM.ping_cm()); Affichage : distance de l’obstacle (1)
delay(500); On attend 0.5 sec
} fin
} Fin du programme c début

Fonction spécifique : Création de la fonction qui va renseigner la variable PasObstacle
(1)
1 unsigned int mesureDistance() Déclaration de la variable mesureDistance

2 { DEBUT
3 int cm = distanceCM.ping_cm(); On déclare et on renseigne la variable cm. (1)
4 if (cm > distanceObstacle || cm Si la distance à l’obstacle est sup. à la valeur renseignée dans
5 <= minimumDistance) distanceObstacle ou inf. à la valeur renseignée dans minimumDistance
6 { début
7 PasObstacle = vrai; SI VRAI on met vrai dans la variable PasObstacle
8 } fin
9 else SINON
10 { début
11 PasObstacle = true; On met true dans la variable PasObstacle
12 } fin
13 return cm; La fonction retourne la distance de l’obstacle
14 } FIN

(1) Serial.print permet à tout moment d’afficher des informations dans le moniteur série du logiciel Arduino.
(2) distanceCM.ping_cm() est une fonction de la bibliothèque newping.h qui calcule la distance de l’obstacle.
6

73
SÉANCE 3

Code (Arduino) « Pour allumer une LED quand un obstacle se trouve devant le capteur entre 10 et 20cm »

/* Programme permettant d’allumer une LED (branchée sur la Pin 13 de la carte Arduino) lorsque le capteur de
distance détecte un objet à une distance comprise entre 10 et 20 cm. */
#include <NewPing.h>
// définitions et déclarations des variables
#define trigPin 12
#define echoPin 11
NewPing distanceCM (trigPin, echoPin);
int maximumDistance = 50;
int minimumDistance = 10;
boolean PasObstacle = false;
const int distanceObstacle = 20;
int attenteCapteur = 100;

// the setup function

void setup()
{
Serial.begin(115200); // On initialise la vitesse du moniteur série à 115 200 bauds
pinMode(13, OUTPUT); // On initialise la pin 13 sortie (OUTPUT)
digitalWrite(13, LOW); // On éteint la LED
delay(300); // On attend 0.3 sec
}

// the loop function
void loop()
{
int distance = mesureDistance(); // on stock dans la variable distance la valeur du capteur en cm
delay(attenteCapteur); // attente en ms entre chaque mesure du capteur
if (PasObstacle == vrai) // S’il n’y a pas d’obstacle
{
digitalWrite(13, LOW); // On éteind la LED
}
else // Sinon, un obstacle est détecté
{
digitalWrite(13, HIGH); // On allume la LED
Serial.print("Distance: ");
Serial.print(distanceCM.ping_cm());// On affiche la distance de l’obstacle
Serial.println("cm");
delay(500); // pendant 500 ms
}
}

// the personal fonction

unsigned int mesureDistance() // Déclaration de la variable mesureDistance
{
int cm = distanceCM.ping_cm(); // déclaration de la variable locale (cm) à qui on assigne la distance
if (cm > distanceObstacle || cm <= minimumDistance) // on définit la plage de détection du capteur
{
PasObstacle = true; // on renvoie true si pas d'obstacle dans la plage définie dans le test
}
else
{
PasObstacle = false; // sinon on renvoie false (si il y a un obstacle dans la plage définie)
}
return cm; // on retourne la distance de l’obstacle à la fonction
}
7

74
SÉANCE 3

6 – ROSA (Robot Open Source Arduino)
6.1 – Introduction
Conçu à l'occasion du projet D-‐Clics numériques, ce robot se veut une machine simple à fabriquer et évolutive. Il
s'agit d'un robot éviteur d'obstacles utilisant deux moteurs et un capteur de distance, pour découvrir les bases
de la robotique notamment à travers :
§ l'assemblage du châssis
§ l'électronique (à travers le câblage des différents éléments)
§ la programmation de la carte Arduino Uno

L'objectif du cahier des charges est de construire un robot à bas coût et évolutif.
§ reproductibilité : toutes les pièces utilisées doivent être faciles à trouver
§ low-‐cost : le coût doit être acceptable pour une utilisation en nombre, de l'ordre de 45€
§ polyvalent : la carte Arduino peut être utilisée pour réaliser d'autres projets
§ programmation libre et open-‐source : code open-‐source et GPL
§ simplicité de réalisation
§ Il doit être facilement réalisable sans avoir de compétences particulières en mécanique ou bricolage

Ce robot utilise un capteur ultrason qui mesure une distance. L'information est traitée par la carte Arduino et
permet au robot lorsqu’il rencontre un obstacle frontal de s’arrêter quelques instants puis reculer. Ensuite il
pivote à droite ou à gauche avant de redémarrer jusqu’à l’obstacle suivant.
Il est bien entendu possible de changer la programmation afin de lui attribuer d’autres comportements.

6.2 – Eléments du robot

• Le chassis
2 plaques en acrylique de 3mm découpées au
laser

• 2 roues complètes + 1 roue à bille

• Pièces de jonction
+ 1 ensemble de quincaillerie, vis et écrous

• 1 capteur ultrason de distance avec son support

• 1 contrôleur (carte Arduino)

• 2 moteurs DC 6V double axe

• 1 ensemble de fil de câblage
+ 1 support de 6 piles AA

Le Robot est donc constitué d’un capteur (capteur de distance), d’un contrôleur (carte Arduino) et de deux
actionneurs (moteurs).

Un moteur électrique permet de convertir l’énergie électrique (par ses composants qui transforment la
puissance d’un champ magnétique) en énergie mécanique.
Caractéristiques : -‐ Plus le voltage est élevé et plus le moteur tourne vite
-‐ Le champ magnétique a 2 pôles, si on inverse ces pôles le moteur tournera en sens inverse

Pour tester les moteurs il suffit de relier les fils à chaque extrémité d’une pile, en inversant les fils le moteur
tournera en sens inverse.
c Si on envoie le courant sur un des fils le moteur tourne dans un sens et si on l’envoie sur l’autre fil il tourne
en sens inverse.

8

75
SÉANCE 3

6.3 – Montage du châssis
Cf. fiche de montage

6.4 – Câblages sur la carte Arduino

Connexions Contrôleur moteur Carte Arduino Remarques
Câble marron GND = Masse Pin GND Correspond à la masse du contrôleur moteur
Câble rouge VCC = Alimentation 5V Pin VIN Alimentation 5V du contrôleur moteur
Câble orange Moteur droit BIB Pin 10 Pour faire tourner le moteur droit c en avant
Câble jaune Moteur droit BIA Pin 9 c en arrière
Câble vert Moteur gauche AIB Pin 6 Pour faire tourner le moteur gauche c en avant
Câble bleu Moteur gauche AIA Pin 5 c en arrière

6.5 – Programmation
La programmation de « ROSA » s’apparente à la programmation précédemment effectuée avec le capteur de
distance et la LED (La LED est remplacée par des moteurs !)
En fonction de l’information reçue par le capteur on enverra des instructions aux moteurs.

Déclarations

1 // définitions et déclarations Déclarations

2 #include <NewPing.h> Déclaration de la library NewPing.h du capteur
3 Reprendre les déclarations
On reprend l’ensemble des déclarations nécessaires au capteur

4 utilisées pour le capteur
5 Déclarations liées aux moteurs
6 #define vitesse_MG 150 vitesse du moteur gauche (0 à 255)
7 #define vitesse_MD 150 vitesse du moteur droit (0 à 255)
8 Moteur A (moteur Gauche)
9 int AIA = 5; Broche A connectée à la Pin 5
10 int AIB = 6; Broche B connectée à la Pin 6
11 Moteur B (moteur Droit)
12 int BIA = 9; Broche A connectée à la Pin 9
13 int BIB = 10; Broche B connectée à la Pin 10
14
9

76
SÉANCE 3

Initialisations Void setup()

15 // the setup function Initialisations nécessaires pour les moteurs

16 pinMode(AIA, OUTPUT); On initialise la Pin 5 en Sortie
17 pinMode(AIB, OUTPUT); On initialise la Pin 6 en Sortie
18 pinMode(BIA, OUTPUT); On initialise la Pin 9 en Sortie
19 pinMode(BIB, OUTPUT); On initialise la Pin 10 en Sortie
20 stopRobot(); On stop le robot avec la fonction stopRobot() (Cf. Rosa Fonctions)
21 delay(300); On attend 300 millisecondes avant de démarrer le loop().

Programme principal loop()

Cahier des charges

Programme en C++ Description

du fonctionnement du Robot
{ Début du programme

Le Robot ROSA avance tant qu’il int distance = mesureDistance(); Distance de l’objet, on met sa valeur
ne rencontre pas d’obstacle. delay(attenteCapteur); dans variable distance.
if (PasObstacle == true) TEST : Présence d’un obstacle ?
Si le capteur de distance détecte { début
un obstacle à X cm (1) : avanceRobot(); Si pas d’obstacle on avance
-‐ Le robot stoppe } fin
-‐ Il fait une pause de 0.3 sec else Sinon
-‐ Le robot recule pendant 0.2 sec { début
-‐ Le robot tourne à droite stopRobot(); On arrête le robot
pendant 0.2 sec. delay(300); On attend 0.3 sec
reculeRobot(); Le robot recule
Puis il redémarre… delay(200); On attend 0.2 sec (Pendant 0.2 sec)
tourneDroite(); Le robot tourne à droite
(1) X est défini dans les déclarations delay(200); On attend 0.2 sec (Pendant 0.2 sec)
const int distanceObstacle = X; } fin
} Fin du programme c début

Fonction spécifique : Création des fonctions qui agissent sur les moteurs

1 void avanceRobot()
2 { Pour créer les fonctions spécifiques du robot il suffit de déterminer pour
3 analogWrite(AIA, vitesse_MG); chaque action à quelle broche on doit envoyer du courant.
4 analogWrite(AIB, LOW);
5 analogWrite(BIA, vitesse_MD); void avanceRobot()
6 analogWrite(BIB, LOW); -‐ on envoie du courant sur les broches A des deux moteurs
7 }

void reculeRobot()
8 void stopRobot() -‐ on envoie du courant sur les broches B des deux moteurs
9 {
10 analogWrite(AIA, LOW); void stopRobot()

11 analogWrite(AIB, LOW); -‐ on n’envoie plus de courant

12 analogWrite(BIA, LOW); void tourneDroite()

13 analogWrite(BIB, LOW); -‐ on envoie du courant sur les broches A du moteur Gauche
14 }
void tourneGauche()
15 void tourneDroite()
-‐ on envoie du courant sur les broches A du moteur Droit
16 {
17 analogWrite(AIA, vitesse_MG); void robotSurPlaceGauche()

18 analogWrite(AIB, LOW); -‐ on envoie du courant sur les broches B du moteur Gauche
19 analogWrite(BIA, LOW); -‐ on envoie du courant sur les broches A du moteur Droit

20 analogWrite(BIB, LOW); void robotSurPlaceDroite()

21 } -‐ on envoie du courant sur les broches A du moteur Gauche
22 … -‐ on envoie du courant sur les broches B du moteur Droit

10

77
SÉANCE 3

Code (Arduino) « du Robot ROSA »

/* Programmation : Si le robot rencontre un obstacle il s’arrête, recule puis tourne à droite et repart en avant */
#include <NewPing.h>

// définitions et déclarations des variables
// déclarations pour le capteur
#define trigPin 12
#define echoPin 11
NewPing distanceCM (trigPin, echoPin);
int minimumDistance = 10;
boolean PasObstacle = true;
const int distanceObstacle = 20;
int attenteCapteur = 100;
// déclaration pour les moteurs
#define vitesse_MG 150 // vitesse du moteur gauche
#define vitesse_MD 150 // vitesse du moteur droit
// Les moteurs ne tournant pas exactement à la même vitesse, on peut jouer sur les valeurs (Maximum 255 = 5V)
int AIA = 5; // Broche A du moteur gauche connecté à la Pin 5 de l'Arduino
int AIB = 6; // Broche B du moteur gauche connecté à la Pin 6 de l'Arduino
int BIA = 9; // Broche A du moteur droit connecté à la Pin 9 de l'Arduino
int BIB = 10; // Broche B du moteur droit connecté à la Pin 10 de l'Arduino

// the setup function
void setup()
{
pinMode(AIA, OUTPUT); // On initialise la pin 5 en sortie (OUTPUT)
pinMode(AIB, OUTPUT); // On initialise la pin 6 en sortie (OUTPUT)
pinMode(BIA, OUTPUT); // On initialise la pin 9 en sortie (OUTPUT)
pinMode(BIB, OUTPUT); // On initialise la pin 10 en sortie (OUTPUT)
stopRobot(); // On lance la fonction stopRobot() qui stoppe le robot
}

// the loop function
void loop()
{ // DEBUT
int distance = mesureDistance(); // on stock dans la variable distance la valeur du capteur en cm
delay(attenteCapteur); // attente en ms entre chaque mesure du capteur
if (PasObstacle == true) // S’il n’y a pas d’obstacle
{
avanceRobot(); // On lance la fonction avanceRobot()
}
else // Sinon, un obstacle est détecté
{
stopRobot(); // On lance la fonction stopRobot()
reculeRobot(); // On lance la fonction reculeRobot()
tourneDroite(); // On lance la fonction tourneDroite()
}
} // FIN on retourne au DEBUT

/* Le Loop peut être modifié facilement avec les enfants en utilisant toutes les fonctions prédéfinies : avanceRobot()
reculeRobot() tourneDroite() tourneGauche() robotSurPlaceGauche() robotSurPlaceDroite() stopRobot() */
11

78
SÉANCE 3

// the personal fonction // Fonctions de mouvements des moteurs
void avanceRobot() { // Fonction : Le robot avance
analogWrite(AIA, vitesse_MG);
analogWrite(AIB, LOW);
analogWrite(BIA, vitesse_MD);
analogWrite(BIB, LOW);
}
void reculeRobot() { // Fonction : Le robot recule
analogWrite(AIA, LOW);
analogWrite(AIB, vitesse_MG);
analogWrite(BIA, LOW);
analogWrite(BIB, vitesse_MD);
}
void tourneDroite() { // Fonction : Le robot tourne à droite
}
void tourneGauche() { // Fonction : Le robot tourne à gauche
}
void robotSurPlaceGauche() { // Fonction : Le robot fait la toupie à gauche
analogWrite(AIB, vitesse_MG);
}
void robotSurPlaceDroite() { // Fonction : Le robot fait la toupie à droite
analogWrite(BIB, vitesse_MD);
}
void stopRobot() { // Fonction : Le robot s’arrête
digitalWrite(AIA, LOW);
digitalWrite(AIB, LOW);
digitalWrite(BIA, LOW);
digitalWrite(BIB, LOW);
}
// Fonction du capteur
unsigned int mesureDistance() { // Déclaration de la variable mesureDistance
int cm = distanceCM.ping_cm(); // déclaration de la variable locale (cm) à qui on assigne la distance
if (cm > distanceObstacle || cm <= minimumDistance) // on définit la plage de détection du capteur
{
PasObstacle = true; // on renvoie true si pas d'obstacle dans la plage définie dans le test
}
else
{
PasObstacle = false; // sinon on renvoie false (si il y a un obstacle dans la plage définie)
}
return cm; // on retourne la distance de l’obstacle à la fonction
}
12

79
SÉANCE 3

7 -‐ Récapitulatif
1. Déclaration d'une variable : on vient avec cette ligne stocker la valeur à droite du signe égal (=) dans la
variable à gauche du signe égal.
Dans notre cas, cela signifie que la variable appelée maximumDistance viendra prendre la valeur 50. Le
mot clé int en début de phrase signifie que la variable sera un nombre entier.

2. Les blocs d'instructions : setup regroupe toutes les instructions qui seront exécutées au démarrage du
programme. La fonction setup n'est exécutée qu'une seule fois, après chaque mise sous tension ou
reset (réinitialisation) de la carte Arduino.
loop (boucle en anglais) contient les instructions que l'on souhaite voir exécutées encore et encore
tant que l'Arduino est branché.
void setup() { }
void loop() { }

3. Les fonctions : sont des instructions qui permettent d'exécuter une ou plusieurs actions. Les fonctions
sont définies avec :
Un nom : ce qu'on devra taper pour appeler la fonction.
Une ou des entrées : ce sont des variables passées à la fonction appelées paramètres ou arguments.
Ces arguments sont placés entre parenthèses.
Une sortie : le résultat de la fonction qui peut être stocké dans une variable.

Prenons l'exemple de la fonction suivante :

Dans ce cas, le nom de la fonction est analogWrite. Nous passons deux paramètres à la fonction : AIB
et LOW. La fonction analogWrite n'a pas de sortie. Avec cette fonction, nous éteignons la broche
située sur la broche passée avec le premier paramètre (qui peut être un nombre ou une variable).
Lorsque le second argument est placé à LOW, on vient d’arrêter le moteur. Tandis qu'on mettra en
marche le moteur si le second argument utilise un nombre entier supérieur à 0. Ce nombre est
compris entre 0 et 255. Faisons l'analogie avec l'électricité :
0 correspond à 0 volt.
255 correspond à 5 volts.
Plus la tension est élevée plus le moteur tournera vite.

4. Autres fonctions
pinMode configure la broche spécifiée dans le premier paramètre pour qu'elle se comporte soit en
entrée (INPUT), soit en sortie (OUTPUT) passée avec le second paramètre :

pinMode(AIA, OUTPUT);

delay correspond au temps d’exécution d’une fonction. La durée est mesurée en millisecondes:

avanceRobot()
delay(200); Le robot avancera pendant 200ms

Pour aller plus loin : Compléments sur la programmation Arduino par Eskimon

13

80
SÉANCE 3

8 – Glossaire
Actionneurs
Les actionneurs sont des composants matériels, qui une fois correctement connectés à la carte Arduino,
permettent d'agir sur le monde extérieur. Ils convertissent une valeur électrique en action physique.
Arduino
Arduino est une plate-‐forme libre de création d'objets électroniques composée d'un appareil d'entrée-‐sortie
configurable (microcontrôleur) et d'un environnement de programmation.
Bibliothèque
Une bibliothèque est un ensemble de fonctions regroupées et mises à disposition des utilisateurs d'Arduino.
Capteurs
Les capteurs sont des composants matériels, qui une fois correctement connecté à la carte Arduino, peuvent
fournir des informations sur le monde extérieur.
Circuit imprimé
Un circuit imprimé est un support, en général une plaque, permettant de relier électriquement un ensemble de
composants électroniques entre eux, dans le but de réaliser un circuit électronique.
Fonction
Une fonction effectue un traitement en fonction des infos qu’on lui donne (les arguments). L’instruction
« return » sert à renvoyer le résultat des traitements effectués par la fonction à ce qui a appelé la dite fonction
IDE (Integrated Development Environment)
Environnement de développement intégré (EDI) est un programme regroupant un ensemble d'outils pour le
développement de logiciels. Un EDI regroupe un éditeur de texte, un compilateur, des outils automatiques de
fabrication, et souvent un débogueur.
Interface de programmation
Une interface de programmation applicative, souvent désignée par le terme API (Application Programming
Interface) e st une « façade », surcouche clairement délimitée afin de simplifier la programmation en cachant les
détails de la mise en œuvre. Plusieurs interfaces existent pour programmer une carte Arduino : Ardublock,
Scratch, ou encore Blockly.
Langage de programmation
Un langage de programmation est une notation conventionnelle destinée à formuler des algorithmes et produire
des programmes informatiques qui les appliquent. Le langage des cartes Arduino est le C/C++.
LED
Une LED ou DEL (diode électroluminescente en français), ou est un composant capable d’émettre de la lumière
lorsqu’il est parcouru par un courant électrique. Les LEDs laissent passer le courant que dans un seul sens, on
parle de polarité des deux pattes, une positive (+, anode) et une négative (-‐,cathode).
Moniteur sériel
Le moniteur sériel est un élément de l'environnement de programmation Arduino. Il permet de recevoir et
d’envoyer des messages en communication sérielle à partir de l'ordinateur.
Pin
Il s'agit des ports de l'Arduino. Ce sont les broches qui permettent de connecter des fils à la carte. Elles seront
déclarées en entrée (INPUT) d'information ou en sortie (OUTPUT). (Cf. Tx -‐ Rx)
Platine d'essai
Une platine d'essai est un support, le plus souvent en plastique, qui comporte des petits trous dans lesquels on
peut positionner des composants ainsi que des fils qui permettent de réaliser un circuit électrique.
Platine de prototypage
Une platine de prototypage est une plaque en époxyde ou en bakélite (plastique synthétique) qui comporte des
trous et des lignes de cuivres permettant d'y souder des composants pour réaliser un circuit électronique.
Servomoteur
Moteur qui peut recevoir des informations de positionnement et les atteindre de manière autonome.
Shield
Carte comprenant un circuit complexe qui se connecte directement à l'Arduino et qui assure une fonction
spécifique (communication internet, lecture de mp3, etc…).
Variable
Une variable est un espace mémoire caractérisé par un nom dans lequel on range des informations : textes,
nombres,… et que l’on pourra utiliser à tout moment dans le programme.
14

81
SÉANCE 3
RODOT IDIOT ANNEXE 15 1/3
Jouer à "Robot-idiot" pour s'initier aux algorithmes

Qu’est ce qu’un algorithme ? Et pourquoi ne pas répondre à cette question en jouant ?
Jeu
« robot-idiot »
Acteurs
Adulte et enfants
Résumé
Le « robot-idiot » doit sortir d’un petit labyrinthe que l’on aura construit dans le séjour en
déplaçant quelques tables ou chaises, ou en dessinant à la craie sur le sol de la cour. On
se met dans la « peau » d’un robot pour voir ce qu’il peut ou pas faire.
Comprendre l'informatique en jouant à faire le robot

https://youtu.be/9AtmJ9mTaB0
La fiche d’activité
Disponible ici.
https://pixees.fr/wp-content/uploads/2015/09/Activit%C3%A9-d%C3%A9branch%C3%A9e_Le-jeu-du-robot-
idiot.doc
L’activité dans sa première partie est adaptée au plus petit (dès le début du primaire),
de même que la version proposée en vidéo, la seconde partie « La rupture et si on
connaissait pas la sortie ?!? » est prévue pour aller plus loin quand l’enfant est en cycle 3
(à partir du cours moyen).
Références
Un document complet pour le parent ou l’animateur (http://images.math.cnrs.fr/Dis-ma-
man-ou-papa-c-est-quoi-un.html)
une vidéo récréative sur le sujet (https://files.inria.fr/mecsci/grains-videos3.0/videos/18-al-
gorithmes.mp4)
et un tutoriel vidéo « Comprendre l’informatique en jouant à faire le robot » par Marie
Duflot.
Objectif
Initier les enfants à la notion d’algorithme en les faisant agir et en se dirigeant selon un
« programme » préparé au préalable. Donner un sens à la notion « d’algorithme » à
travers un savoir-faire concret. Mais aussi proposer un savoir-être pertinent par rapport à
l’intelligence mécanique (la machine calcule très vite et de manière exacte … mais est
bête comme nos pieds !).
82
SÉANCE 3
ROBOT IDIOT ANNEXE 15 2/3
Notions scientifiques
Algorithme (https://pixees.fr/?p=435),
Variable (http://fr.wikipedia.org/wiki/Variable_%28math%C3%A9matiques%29),
Bug
Comprendre la différence entre mon intelligence et celle de la machine en jouant

à « robot-idiot »
https://youtu.be/inXtIOKgeZI
Initiation au jeu
Préparer la pièce, au préalable faire un parcours simple sans trop d’obstacle puis selon
la compréhension des enfants, élever le niveau.
Celui qui incarne le rôle du robot n’a pas le droit de comprendre le langage humain,
mais juste un langage très limité pour effectuer une action décomposée en étapes élé-
mentaires.
Actions
L’enfant qui imitera le robot ne pourra que :
•Avancer d’un pas

•Tourner à gauche d’un quart de tour
•Tourner à droite d’un quart de tour
Comment sortir d’un labyrinthe ?
On fabriquera des petites cartes à jouer en découpant un vieux carton en petits carrés
avec les mots « avancer », « gauche », « droite ». Et on lui donnera une séquence de ces
cartes qui sera son « algorithme ».
Il devra exécuter cet algorithme sans « réfléchir » (gare au mur – et à la rigolade – s’il y a
un bug !). Ensuite on aura sûrement envie de ne pas répéter « avance d’un pas, avance
d’un pas, avance d’un pas » mais « avance de trois pas ». Donc l’instruction aura une
valeur variable qui permettra d’avancer plus efficacement. Avec un crayon à papier et
une gomme, on pourra mémoriser la valeur et l’effacer ensuite.
Le jeu pourra se compliquer s’il y a une porte (concrétisée par un objet quelconque)
qui peut-être fermée ou ouverte, sans qu’on le sache à l’avance. Il faudra alors introduire une
condition dans notre algorithme : « si la porte est fermée alors [fais le tour] »… mais bien entendu
il faudra expliquer en détail ce que veut dire « fais le tour » ! Pour le robot, il y aura alors deux pa-
quets de cartes à choisir selon la condition.
83
SÉANCE 3
ROBOT IDIOT ANNEXE 15 3 /3
Ce qui arrivera
en cas de bug !
Aller plus loin

Tester deux langages différents.
Un langage formel se distingue d’une langue naturelle par sa spécialisation, son carac-
tère artificiel, le caractère limité de son lexique et la simplicité des règles qui régissent sa
grammaire. Un exemple simple est le langage formé de quatre mots : « nord », « sud »,
« est » et « ouest » et d’une construction, la séquence, qui permet de former des suites
de tels mots. Ce langage permet d’indiquer un chemin à suivre sur une grille carrée.
Par exemple l’expression « nord, nord, nord, est, est, est, sud, sud, sud, ouest, ouest,
ouest » indique, par exemple, de se déplacer de trois carreaux vers le nord, puis de trois
carreaux vers l’est, puis de trois carreaux vers le sud et enfin de trois carreaux vers l’ouest,
dessinant ainsi un carré sur le sol.
Ce même mouvement peut être exprimé dans le langage : « avancer, avancer, avan-
cer, tourner-à-droite, avancer, avancer, avancer, tourner-à-droite, avancer, avancer,
avancer, tourner-à-droite, avancer, avancer, avancer, tourner-à-droite » qui ne com-
prend que trois mots : « avancer », « tourner-à-droite » et « tourner à gauche », composés
par une opération de séquence.
On pourra alors étudier ces deux langages et les comparer.
•Apprendre à traduire un itinéraire d’un langage dans un autre.

•Étudier les avantages et inconvénients de chaque langage. On peut, par exemple,
introduire une petite erreur exprès dans la séquence d’instructions, comme un « tourner
à droite d’un quart de tour » à la place d’un « tout droit ». Avec le langage « boussole »
on voit que l’erreur aura pour conséquence un décalage dans le déplacement et
que la boussole nous remettra dans le bon sens rapidement (sans pour autant réparer
l’erreur). Avec le langage « avance/tourne » on voit que cette erreur va nous conduire
vraiment très loin (toute une partie du chemin va tourner et nous conduire très loin de
l’objectif sur la grille). Mais attention : gardons à l’esprit que dans les deux cas, il s’agit
bien d’un bug… loin ou pas, on ne va pas atteindre l’objectif ! Si il s’agit de sortir du
labyrinthe mais que juste à côté de la porte il y a un piège… alors on ne veut vraiment
pas se tromper. Même pas un tout petit peu !
•Rechercher des propriétés: par exemple une expression formée dans le premier des
langages présentés ci-avant dans le second –, la mise en évidence de la redondance
d’un langage – par exemple, « tourner-à-gauche » pourrait être remplacé par une
séquence de trois « tourner-à-droite ».

https://pixees.fr/dis-maman-ou-papa-cest-quoi-un-algorithme-dans-ce-monde-numerique-%E2%80%A8/
84
SÉANCE 3
LES LOIS SIMPLES DE L'ÉLECTRICITÉ ANNEXE 16
Arnaud Reugnoat
La Maison du Libre
https://wiki.mdl29.net/doku.php?id=projets:robotarduino
Lois simples d'électricité
Les deux notions fondamentales sont le courant et la tension, elles peuvent être facilement comprises en
prenant l'analogie d'un circuit électronique avec un cours d'eau.
La tension
La tension est une différence de potentiel entre deux points du circuit, ce qui n'est pas très parlant. En
prenant l'exemple d'une écluse sur un cours d'eau, une tension peut-être comparée à la différence de
niveau entre l'amont de l'écluse et l'aval de l'écluse.
Ici la différence de niveau est de 7 mètres. Dans un circuit électronique,

l'unité utilisée est le Volt (V), et sa valeur peut être positive ou négative. La
tension est donc la pression de l'eau.
Le courant
Le courant est la quantité d'électrons qui parcourt le circuit électronique. Il est en général comparé au débit
d'un cours d'eau, lui mesuré en m³/s. Le courant est le diamètre du tuyau d'eau qui permet ce débit. Le
courant d'un circuit utilise l'unité Ampère (A). L’intensité du courant se note avec la lettre I.
Résistance
La résistance est ce qui s'oppose au débit de l'eau ou qui permet de le réguler, c'est le robinet ou les gorges
d'une rivière, les rochers. La résistance est le composant électronique de base dont la principale
caractéristique est d'opposer une plus ou moins grande résistance (mesurée en ohms) à la circulation du
courant électrique. Son unité est donc le Ohm (Ω) et se note R. Exemple de résistance :
Loi d'ohm
La loi d'Ohm permet de lier par une relation simple l'intensité, la

résistance et la tension.
Avec la carte Arduino, il vous faudra protéger vos LED avec une
résistance d'une valeur comprise entre 200Ω et
1kΩ.
85
SÉANCE 4
LA PROGRAMMATION EXPLIQUÉE AUX ENFANTS ANNEXE 17 1/5
LA PROGRAMMATION EXPLIQUEE AUX ENFANTS / ADOLESCENTS
I) Est-ce qu’un ordinateur est intelligent ?
[Poser la question : Qui croit qu’il est plus intelligent qu’un ordinateur et faire un vote à main levée en demandant
à chacun d’expliquer sa position.
Puis demander à un des participants d’exécuter une série d’instructions :
 S’asseoir, se lever plusieurs fois d’affilée

 Avancer d’un pas, puis d’un autre pas, et ainsi de suite jusqu’à arriver devant le mur et continuer de
demander au participant d’avancer d’un pas
Puis demander aux autres enfants, si exécuter ces tâches requièrent de l’intelligence.
Explication :
Un ordinateur calcule très vite, il peut répéter une action plusieurs millions de fois sans se lasser, mais il n’est pas
intelligent.
La différence entre un humain et un ordinateur est que face à une situation nouvelle, l’être humain peut
s’adapter : il essayera de trouver des similitudes entre son expérience et cette nouvelle situation, expérimentera,
fera des suppositions, bref il peut improviser.
Alors qu’un ordinateur lui est incapable d’agir en dehors de ce pourquoi il a été programmé. C’est d’ailleurs un des
enjeux du développement des intelligences artificielles.
II) Vous avez dit programmation ?
Un ordinateur, on vient de le voir, ne fait qu’exécuter les instructions qu’on lui a données.
Derrière chaque programme de l’ordinateur, une personne lui a dit quoi faire et comment le faire.
Et cette personne qui lui a dit quoi faire, c’est un programmeur.
Que ça soit pour créer un jeu vidéo, ou un site internet ou même une application de téléphone : il y a toujours un
ou plusieurs développeurs qui ont expliqué aux ordinateurs, téléphones, tablettes quoi faire.
III) Qu’est-ce que le langage informatique ?
[Poser la question : qui sait quelle langue parle l’ordinateur ?]
Alors le souci quand on veut expliquer quoi faire à un ordinateur, c’est qu’il parle une langue qui s’appelle le
binaire : des 0 et des 1 et rien d’autre !
Le binaire, l’ordinateur le comprend très bien mais pour les humains, c’est compliqué à parler.
86
SÉANCE 4
[Voici un petit exemple :
J’ai un ami néerlandais qui parle néerlandais mais qui ne parle pas français et moi je parle français mais pas
néerlandais. Comment pouvons-nous faire pour nous comprendre l’un l’autre ?
Peut-être que nous connaissons une langue commune. Effectivement, lui et moi parlons anglais : on va pouvoir
se comprendre ! ]
Avec l’ordinateur c’est pareil, il comprend le binaire, moi pas, on va donc trouver un langage commun : un
langage informatique que lui et moi pourrons comprendre.
Des langages informatiques, il y en a pleins mais ils ont tous la même fonction : donner des instructions.
IV) L’algorithme
Mais même si on peut communiquer avec l’ordinateur, il a sa façon à lui de penser : le binaire.
0 et 1, on peut les assimiler à « Oui » et « Non ». Alors pour expliquer à quelqu’un qui ne comprend que les oui et
non, comment faire pour jouer à Super Mario ? Il va falloir structurer ce qu’on lui demande, être clair, précis et
méthodique. Et pour cela, on utilise les algorithmes.
Derrière ce nom un peu effrayant se cache en réalité quelque chose de très commun.
Un algorithme est une succession d’actions (difficile de faire plus bref comme définition).
Et le meilleur exemple d’algorithme : une recette de cuisine !
Prendre des carottes.

Les éplucher.
Les râper.
Les mettre dans un saladier.
Ajouter de la vinaigrette.
Servir.
Voici l’algorithme des carottes râpées.
Alors vous vous doutez bien, que tous les algorithmes ne sont pas aussi simples. En réalité, il existe ce qu’on appelle
des structures de contrôle qui permettent de les complexifier :
Voici les principales :
 Les conditions,
 Les boucles,
 Les variables.
87
SÉANCE 4
L’algorithme de la cuisson des pâtes

Demandez à votre public d’écrire la recette pour faire des pates
Prendre une casserole
Mettre de l’eau dans la

casserole
Mettre la casserole sur le

feu
Allumer le feu sous la

casserole
Non
Est-ce que
l’eau bout ?
Oui
Mettre les pâtes dans la

casserole
Attendre 8 minutes
Servir
88
SÉANCE 4
Les conditions :
Très souvent, nos actions dépendent de plusieurs paramètres :
S’il fait beau  Je ne prends pas de pull.
Les conditions permettent à un programme de faire une action en fonction d’une ou plusieurs informations. Les
termes utilisés sont « Si » et « Sinon » (« If » et « Else » en anglais). Les conditions peuvent s’imbriquer les unes
dans les autres.
S’il fait beau et s’il fait chaud  Alors je sors en Tee-shirt.
Dans notre exemple : SI l’eau bout, alors je mets les pâtes.
Les boucles :
En programmation, un des maîtres-mots est optimisation. Alors souvent plutôt que de réécrire des lignes de codes,
on demande à l’ordinateur de répéter une opération en utilisant une boucle.
Une boucle peut se répéter un certain nombre de fois, ou tant qu’une condition n’est pas vérifiée.
Dans notre exemple : tant que l’eau ne bout pas, il se repose en boucle la question (« Est-ce que l’eau bout ? »).
Un autre exemple :
Imaginons que vous n’ayez une casserole ne pouvant faire des pates que pour 2 personnes et que vous êtes 4, il
faudra donc répéter 2 fois, votre recette.
Les variables :
Les variables sont des espaces de mémoire dans l’ordinateur dans lesquels on peut lui demander de garder une
information pour nous (soit sous la forme d’un nombre soit sous la forme de mots).
Dans un jeu vidéo, votre nombre de vie ou votre score sont des variables :
 Vous pouvez commencer avec votre variable « Vie » = 3,

 Quand vous touchez un ennemie, retire 1 à votre variable « Vie »
 Si vous tombé à variable « Vie » = 0, vous avez perdu
Dans le cas de notre exemple : la recette ne fonctionne que pour des pâtes ayant un temps de cuisson de 8
minutes. Pour du riz longue cuisson, le programme ne fonctionne pas.
Ce que nous allons donc faire, c’est qu’au début de notre recette, nous allons créer une variable que nous
appellerons « temps de cuisson » qui va dépendre de ce que l’on veut faire cuire et après avoir versé le riz dans la
casserole, on va « attendre : temps de cuisson ».
89
SÉANCE 4
Récupérer variable :
Temps de cuisson
Prendre une casserole
Mettre de l’eau dans la

casserole
Mettre la casserole sur le

feu
Allumer le feu sous la

casserole
Non
Est-ce que
l’eau bout ?
Oui
Mettre les pâtes dans la

casserole
Attendre :
Temps de cuisson
Servir
90
SÉANCE 4
ALGORITHME VS ORGANIGRAMME DE PROGRAMMATION ANNEXE 18
Algorithme VS organigramme de programmation
Un algorithme est une suite finie et non ambiguë d’opérations ou d'instructions permettant de
résoudre un problème ou d'obtenir un résultat (https://fr.wikipedia.org/wiki/Algorithme).
Un organigramme de programmation (parfois appelé algorigramme, logigramme ou plus

rarement ordinogramme) est une représentation graphique normalisée de l'enchaînement des
opérations et des décisions effectuées par un programme d'ordinateur.
(https://fr.wikipedia.org/wiki/Organigramme_de_programmation ).
Une différence significtive entre algorithme et programme (représenté par un organigramme) est
que l’exécution d’un algorithme doit toujours se terminer avec un resultat, alors que celle d’un
programme peut conduire à une boucle infinie (ne jamais s’arrêter). On peut donc utiliser des
organigrammes de programmation pour représenter un algorithme néanmoins un organigramme
ne représente pas forcément un algorithme.
Pour aller plus loin: https://openclassrooms.com/courses/introduction-aux-algorigrammes
91
SÉANCE 4
ORGANIGRAMME DE PROGRAMMATION ANNEXE 19
Organigramme de programmation: bon(ne) perdant(e)
92
SÉANCE 4
ORGANIGRAMME DE PROGRAMMATION ANNEXE 20
Organigramme de programmation : La récréation
93
SÉANCE 5
INSTALLATION DE LA BIBLIOTHÈQUE NEW PING ANNEXE 21
Installation de la bibliothèque NewPing
Bien qu'il soit possible de programmer la carte Arduino avec Ardublock, Scratch, ou
encore Blockly nous allons utiliser l'environnement Arduino.
Lancer l'IDE Arduino
Késako une bibliothèque sous Arduino ?
Les bibliothèques (ou librairie) permettent d'appeler des fonctions toutes prêtes par rap-
port à un shield ou un capteur. La bibliothèque NewPing permet d'utiliser facilement le
capteur de distance (le HC-SR04).
Télécharger le fichier
Bibliothèque NewPing https://wiki.mdl29.net/lib/exe/fetch.
php?media=robotsarduino:newping.zip
http://rosa.lph.bzh/installation_librairie.html
Installation d'une
bibliothèque Télécharger le fichier
http://rosa.lph.bzh/videos/installation_librairie.zip
Code test des moteurs https://wiki.mdl29.net/lib/exe/fetch.
php?media=robotsarduino:test_moteurs.ino.zip
Code du robot https://wiki.mdl29.net/lib/exe/fetch.
php?media=robotsarduino:robot_ligue_l9110.ino.zip

https://frama.link/programmationRosa
94
SÉANCES 5, 8
CODE ROSA ANNEXE 22 1/6
Le Code de ROSA
1 Déclaration des constantes1 et variables2
#include <NewPing.h> O
n importe la bibliothèque New Ping. Elle possède une fonction
qui mesure la distance.
On définit les broches du capteur ultrason :

#define trigPin 12 la broche (pin) Trigger est branchée sur la broche 12 de l’Arduino
#define echoPin 11 la broche (pin) Echo est branchée sur la broche 11 de l’Arduino
NewPing distanceCM (trigPin, echoPin); on initialise la fonction DistanceCM
int maximumDistance = 50; distance maximale acceptée (de 0-450 cm)

int minimumDistance = 0; distance minimale acceptée (en cm)
boolean PasObstacle = false; valeur à false (ou 0) si pas d’obstacle détecté

sinon la valeur prend true (ou 1)
const int distanceObstacle = 15; on définit la distance de détection d’un obstacle, ici
15 cm
int attenteCapteur = 100; valeur en ms
Déclaration des variables pour la vitesse de chaque moteur
Les moteurs ne tournant pas exactement à la même vitesse, vous pouvez modifier les
valeurs suivantes.
La valeur maximale acceptée est 255 (sans unité)
Analogie avec l’électricité : 255 correspond à 5 volts
#define vitesse_MG 150 vitesse du moteur gauche

#define vitesse_MD 150 vitesse du moteur droit
1 Une constante est une variable dont la valeur est inchangeable lors de l’exécution d’un programme.
2 Une variable est un un espace de stockage qui associe un nom à une valeur. Les variables peuvent changer de
valeur au cours du temps.
95
SÉANCES 5, 8
On déclare les broches 5, 6, 9, 10 en sortie pour piloter les 2 moteurs
Moteur A (moteur Gauche)
int AIA = 5; connecté à la broche 5 de l’Arduino

int AIB = 6; connecté à la broche 6 de l’Arduino
Moteur B (moteur Droit)
int BIA = 9; connecté à la broche 9 de l’Arduino

int BIB = 10; connecté à la broche 10 de l’Arduino
* Vous pouvez inverser les moteurs, en respectant bien le branchement sur la carte
Arduino. Ex. le moteur gauche devient le moteur droit.
2 La fonction SETUP
La fonction setup() est appelée au démarrage du programme. Cette fonction est uti-
lisée pour initialiser les variables, le sens des broches, les librairies utilisées. La fonction
setup n’est exécutée qu’une seule fois, après chaque mise sous tension ou reset (réini-
tialisation) de la carte Arduino.
void setup()
{
Moteur gauche
pinMode(AIB, OUTPUT);
Moteur droit
pinMode(BIA, OUTPUT);
pinMode(BIB, OUTPUT);
stopRobot(); le robot est à l’arrêt
delay(300); pendant 300 ms
}
96
SÉANCES 5, 8
3 La fonction LOOP
La boucle (loop) = le programme principal. Le code dans cette fonction est exécuté
en boucle. C’est la partie qu’on utilisera avec les enfants.
void loop()
{
int distance = mesureDistance(); On stocke dans la variable distance la valeur du
capteur en cm
delay(attenteCapteur); Attente en ms entre chaque mesure du capteur
S’il n’y a pas d’obstacle,

if (PasObstacle == false)
{
le robot avance.
avanceRobot();
} Sinon, un obstacle est détecté,
else
{
on arrête le robot
stopRobot();
delay(300); pendant 300 ms (cette valeur est modifiable)
reculeRobot(); on recule le robot
pendant 200 ms (on augmente la valeur

delay(200); si on souhaite reculer plus longtemps)
tourneDroite(); le robot tourne à droite
delay(200); pendant 200ms
}
} Fin de la boucle principale
4 Les fonctions du robot préprogrammées

Nous pouvons utiliser les fonctions suivantes avec les enfants et changer le code princi-
pal qui se trouve dans la fonction LOOP :
- avanceRobot()
- reculeRobot()
- tourneDroite()
- tourneGauche()
- robotSurPlaceGauche()
- robotSurPlaceDroite()
- stopRobot()
97
SÉANCES 5, 8
Pour appeler une fonction dans la boucle void tourneGauche()

principale (loop) on utilise la syntaxe sui- {
vante :
Moteur A
avanceRobot();
On rajoute un point-virgule en fin de analogWrite(AIB, LOW);
ligne. Moteur B
5 Écriture du code pour les fonctions
du robot }
void avanceRobot() void robotSurPlaceGauche()

{ {
Moteur A Moteur A
analogWrite(AIA, vitesse_MG); analogWrite(AIA, LOW);
analogWrite(AIB, LOW); analogWrite(AIB, vitesse_MG);
Moteur B Moteur B
analogWrite(BIA, vitesse_MD); analogWrite(BIA, vitesse_MD);
analogWrite(BIB, LOW); analogWrite(BIB, LOW);
} }
void reculeRobot() void robotSurPlaceDroite()

{ {
Moteur A Moteur A
analogWrite(AIA, LOW); analogWrite(AIA, vitesse_MG);
analogWrite(AIB, vitesse_MG); analogWrite(AIB, LOW);
Moteur B Moteur B
analogWrite(BIA, LOW); analogWrite(BIA, LOW);
analogWrite(BIB, vitesse_MD); analogWrite(BIB, vitesse_MD);
} }
void tourneDroite() void stopRobot()

{ {
Moteur A digitalWrite(AIA, LOW);
digitalWrite(AIB, LOW);
analogWrite(AIA, vitesse_MG); digitalWrite(BIA, LOW);
analogWrite(AIB, LOW); digitalWrite(BIB, LOW);
Moteur B }
}
98
SÉANCES 5, 8
Fonction qui retourne la valeur en cm du capteur ultrason

unsigned int mesureDistance()
{
déclaration de la variable locale où sera stockée la distance en cm
int cm = distanceCM.ping_cm(); on lit la valeur du capteur ultrason
on définit la plage de détection du capteur

if (cm > distanceObstacle || cm <= minimumDistance)
{
PasObstacle = false; on renvoie false car il n’y a pas d’obstacle
}
else sinon
{
PasObstacle = true; on renvoie true si un obstacle est détecté
}
return cm; on retourne la distance du capteur en cm
}
6 Récapitulatif des instructions :
• Déclaration d’une variable : on vient avec cette ligne stocker la valeur à droite du
signe égal (=) dans la variable à gauche du signe égal.
Dans notre cas, cela signifie que la variable appelée maximumDistance viendra
prendre la valeur 50. Le mot clé int en début de phrase signifie que la variable sera
un nombre entier.
• Les blocs d’instructions : setup regroupe toutes les instructions qui seront exécutées
au démarrage du programme. La fonction setup n’est exécutée qu’une seule fois,
après chaque mise sous tension ou reset (réinitialisation) de la carte Arduino.
loop (boucle en anglais) contient les instructions que l’on souhaite voir exécutées en-
core et encore tant que l’Arduino est branché.
void setup() { }
void loop() { }
• Les fonctions : sont des instructions qui permettent d’exécuter une ou plusieurs ac-
tions. Les fonctions sont définies avec :
Un nom : ce qu’on devra taper pour appeler la fonction.
Une ou des entrées : ce sont des variables passées à la fonction appelées para-
mètres ou arguments. Ces arguments sont placés entre parenthèses.
Une sortie : le résultat de la fonction qui peut être stocké dans une variable.
99
SÉANCES 5, 8
Prenons l’exemple de la fonction suivante :

Dans ce cas, le nom de la fonction est analogWrite. Nous passons deux pa-
ramètres à la fonction : AIB et LOW. La fonction analogWrite n’a pas de sortie.
Avec cette fonction, nous éteignons la broche située sur la broche passée
avec le premier paramètre (qui peut être un nombre ou une variable).
Lorsque le second argument est placé à LOW, on vient d’arrêter le moteur.
Tandis qu’on mettra en marche le moteur si le second argument utilise un
nombre entier supérieur à 0. Ce nombre est compris entre 0 et 255. Faisons
l’analogie avec l’électricité :
0 correspond à 0 volt.
255 correspond à 5 volts.

Plus la tension est élevée plus le moteur tournera vite.
•A
utres fonctions
pinMode configure la broche spécifiée dans le premier paramètre pour qu’elle se
comporte soit en entrée (INPUT), soit en sortie (OUTPUT) passée avec le second para-
mètre :
delay correspond au temps d’exécution d’une fonction. La durée est mesurée en

millisecondes:
avanceRobot()
delay(200); Le robot avancera pendant 200ms
Pour aller plus loin : Compléments sur la programmation Arduino par Eskimon :

http://eskimon.fr/category/arduino/partie-2
Arnaud Reungoat Juin 2016

http://mdl29.net License : GNU General Public License

https://frama.link/codeRosa
100
SÉANCE 6
PRÉSENTATION DU PROJET ANNEXE 23
Fiche individuelle
Mon projet prend comme base un robot
(cocher les bonnes cases) humanoïde
mékhano centré
zoo centré
autres, à préciser
Quel est le thème ou scénario ?
Le robot sera capable de

(cocher les bonnes cases) avancer
reculer
tourner à droite
tourner à gauche
détecter un obstacle
tourner sur place
à droite
tourner sur place
à gauche
101
SÉANCE 6
NOTRE PROJET DE ROBOTIQUE ANNEXE 24
Nom de notre projet
Nom de notre studio
Nom des personnes composant

notre studio
Description de notre projet
Notre projet prend comme base un robot humanoïde

(cocher les bonnes cases) mékhano centré
zoo centré
autres, à préciser
Il lui apporte les transformations suivantes

(personnalisation)
Quel est le thème ou scénario ?
Le robot sera capable de avancer

(cocher les bonnes cases) reculer
tourner à droite
tourner à gauche
détecter un obstacle
tourner sur place à droite
tourner sur place à gauche
Les grandes étapes (lister les différentes

choses à faire pour la réalisation
du projet)
Qui a fait quoi ? (répartition du travail Nom Responsable de

entre les différents membres de l’équipe)
102
SÉANCE 6
GABARIT DE LA CARTE ÉLECTRONIQUE UTILISÉE ANNEXE 25
Auteur : Baptiste Gaultier

Gabarit de la carte Arduino
103
SÉANCES 6, 7
MODÈLE BOÎTE DE ROBOT ANNEXE 26
2016
Robot boîte
104
SÉANCES 9, 10
PRÉSENTATION DU PROJET ANNEXE 27
Nom du robot
Présentation du robot et de l’environment :
Quels sont les commandes informatiques

utilisées :
Quel est le but de notre robot :
Comment avons-nous créé ce robot

(forme déjà existante, robot créé
complètement, quelle construction du
décor etc.) ?
105
SÉANCES 9, 10
TUTORIEL PREZI ANNEXE 28
Tutoriel Prezi
Actualisation de ce tutoriel en ligne avec les dernières modifications de l’interface Prezi
le 23 septembre 2014.
Pour pouvoir faire une utilisation pertinente d’un outil, il est indispensable de le connaître, de
s’entraîner, de le pratiquer. Après et seulement après on pourra choisir celui-ci, ou un autre.
La présentation Prezi qui suit permet une prise en main rapide de cet outil de présentation
dynamique.
Retrouver le tutoriel sur :

http://blogs.univ-poitiers.fr/t-roy/2014/04/10/tutoriel-prezi-en-francais/

http://blogs.univ-poitiers.fr/t-roy/2014/04/10/tutoriel-prezi-en-francais/
106
SÉANCES 9, 10
DIDACTICIEL SOZY ANNEXE 29
Créer
Tutoriels
•V
otre première présentation
(http://sozi.baierouge.fr/pages/tutorial-first-fr.html)
•U
tiliser les calques
(http://sozi.baierouge.fr/pages/tutorial-layers-fr.html)
• L es effets de transition
(http://sozi.baierouge.fr/pages/tutorial-transitions-fr.html)
•C
réer un lien vers une vue ou une URL
(http://sozi.baierouge.fr/pages/tutorial-links-fr.html)
• Insérer une présentation Sozi dans une page HTML
(http://sozi.baierouge.fr/pages/tutorial-embedding-fr.html)
•M
ontrer et cacher des objets
(http://sozi.baierouge.fr/pages/tutorial-showing-hiding-fr.html)
• Insérer de l'audio ou une vidéo
(http://sozi.baierouge.fr/pages/tutorial-media-fr.html)
•C
onvertir les présentations Sozi en PDF ou en vidéo
(http://sozi.baierouge.fr/pages/tutorial-converting-fr.html)
•A
méliorer les performances
(http://sozi.baierouge.fr/pages/tutorial-performance-fr.html)
Obtenir de l'aide et signaler un problème

• F oire Aux Questions et résolution des problèmes
(http://sozi.baierouge.fr/pages/faq-fr.html)
•R
ejoindre le groupe de discussion des utilisateurs de Sozi
(http://groups.google.com/group/sozi-users)
• S ignaler un problème et proposer de nouvelles fonctionnalités
(http://github.com/senshu/Sozi/issues)
Partager vos présentations

Il n'y a actuellement aucune plate-forme de partage des présentations Sozi.
Vous pouvez trouver des examples de présentations et ajouter des liens vers
vos propres présentations sur le site Sozi Community Wiki (http://sozi.wikidot.com/).

http://sozi.baierouge.fr/pages/30-create-fr.html
107
La réalisation de ce parcours éducatif
a été confiée à la Ligue de l’enseignement :
Antonin Cois,
Responsable « D-Clics numériques »
Melpomeni Papadopoulou,
Chargée de projet « Ingénierie pédagogique
pour l’éducation au et par le numérique »
Le parcours a mobilisé des experts locaux et nationaux :
Arnaud Reungoat
Membre fondateur de l’association La Maison du Libre
Animateur Petits Hackers
https://mdl29.net/
Brian Benatier
Coordinateur départementale
Francas de Seine Maritime
www.francas.asso.fr
Eric Chaumet
Médiateur numérique,
Réseau CANOPE
www.reseau-canope.fr
Régis Leloup
Coordonnateur technique et pédagogique
Colombbus
www.colombbus.org
Stéphane Brunel
Président de la Ligue de l’Enseignement de la Gironde
Maitre de conférences - Université de Bordeaux - Laboratoire IMS UMR 5218 CNRS
Enseignant chercheur à l’ESPE de l’Académie de Bordeaux
www.laligue.org
Adrien PAYET
Directeur du CRREP
Centre de Ressources en Robotique Educative
et Professionnelle
Ainsi que les 22 personnes du groupe de travail réunies

les 12,13 et 14 septembre 2016 à Paris.
© Agence 4août - Illustration Lou Rihn
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la qualité de notre parcours éducatif.
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Cette licence permet aux autres de remixer, arranger, et adapter cette œuvre
à des fins non commerciales tant qu’on nous crédite en citant nos noms
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PARCOURS

Le projet a bénéficié du Programme

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Notre parcours répond directement aux enjeux correspondant à plusieurs

SÉANCE 1 1/2 Durée – 1 heure

Objectifs pédagogiques Connaissances requises par les enfants

Déroulement Pour les plus jeunes l’animateur/trice peut utiliser une

Aménagement Boites à outils : ressources

SÉANCE 1 2/2 Durée – 1 heure

Et si je dispose de plus de temps ? Capacités de l'animateur

SÉANCE 2 Durée – 1 heure

MONTAGE DU CHÂSSIS DE ROSA

Objectifs pédagogiques Connaissances requises par les enfants

Déroulement Proposition 1: L’animateur/trice peut mettre la vidéo

Aménagement Boites à outils : ressources

Aller plus loin – autres ressources Et si je dispose de plus de temps ?

SÉANCE 3 Durée – 1 heure

MONTAGE ÉLECTRONIQUE DE ROSA :

Objectifs pédagogiques Connaissances requises par les enfants

Éléments d'évaluation des acquis enfants

Déroulement 2 Atelier déconnecté - 30 min

Aménagements et matériel spécifique Boite à outils : ressources

Aller plus loin – autres ressources Capacités de l'animateur

SÉANCE 4 1/2 Durée – 1 heure

DÉCOUVRONS LES BASES DE LA PROGRAMMATION

Objectifs pédagogiques Éléments d'évaluation des acquis enfants

Déroulement 2 Programmer un robot - 20 min

Proposition : Pour les plus jeunes l’animateur/trice

Aménagements et matériel spécifique Boite à outils : ressources

SÉANCE 4 2/2 Durée – 1 heure

Et si je dispose de plus de temps ? Capacités de l'animateur

SÉANCE 5 Durée – 1 heure

INITIATION À LA PROGRAMMATION AVEC ARDUINO

Objectifs pédagogiques Connaissances requises par les enfants

Déroulement 3 Le code de ROSA - 30 min

Aménagements et matériel spécifique Boite à outils : ressources

Et si je dispose de plus de temps ? Capacités de l'animateur

SÉANCE 6 1/2 Durée – 1 heure

PROJET COLLECTIF 1/3 : RÉPARTITION DES GROUPES

Objectifs pédagogiques Connaissances requises par les enfants

Déroulement c. Projet collectif - 15 min

Aménagements et matériel spécifique Boite à outils : ressources

SÉANCE 6 2/2 Durée – 1 heure

Et si je dispose de plus de temps ? Capacités de l'animateur

SÉANCE 7 Durée – 1 heure

PROJET COLLECTIF 2/3 : PERSONNALISATION DE ROSA.

Objectifs pédagogiques Connaissances requises par les enfants

Déroulement b. Création d’éléments structurels - 50 min

Aménagements et matériel spécifique Boite à outils : ressources

Et si je dispose de plus de temps ? Capacités de l'animateur

SÉANCE 8 Durée – 1 heure

PROJET COLLECTIF 3/3 : PROGRAMMATION DE ROSA.

Objectifs pédagogiques Connaissances requises par les enfants

Déroulement 2 Scénarisation - 30 min

1 Programmation de ROSA - 30 min Les enfants dessinent et construisent un environnement

Aménagements et matériel spécifique Aller plus loin - autres ressources

Boite à outils : ressources

Et si je dispose de plus de temps ? Capacités de l'animateur

SÉANCE 9-10 Durée - 2h (dont 20 min de présentation

Robot NAO Robot Poppy

obot Atlas de Boston Dynamics

Robot de Boston Dynamics Robot Snake