Apprendre à programmer un robot Maqueen avec Micro:bit

Plan de tutoriel

1- Présentation du robot Maqueen

2- Programmer le robot Maqueen pour éviter les obstacles.

3- Programmer le robot Maqueen pour suivre une ligne.

4- Contrôler le robot Maqueen à l'aide d'une télécommande infrarouge.

5- Contrôler le robot Maqueen via Bluetooth avec un smartphone.

Présentation du robot Maqueen

Le Maqueen est un petit robot éducatif conçu par DFRobot pour apprendre la robotique et la programmation avec la carte Micro:bit. Il est particulièrement adapté aux activités pédagogiques et permet de transformer facilement un programme en une action réelle du robot.

Principaux éléments du Maqueen

Le robot Maqueen intègre notamment :

- Carte Micro:bit : joue le rôle de contrôleur et exécute le programme.

- Deux moteurs : permettent au robot d'avancer, reculer et tourner.

- Deux roues motrices et une roue libre.

- Capteurs infrarouges : permettent notamment de détecter une ligne et de réaliser un suivi de ligne.

- Capteur ultrasonique : permet de mesurer la distance d'un obstacle lorsqu'il est installé/configuré.

- LED : permettent de produire des indications lumineuses.

Programmation

Le Maqueen peut être programmé avec des environnements adaptés à l'apprentissage, notamment Microsoft MakeCode. Selon la version et la configuration, l'écosystème Maqueen prend également en charge Python et d'autres plateformes de programmation.

Pour programmer le robot Maqueen avec MakeCode, il faut d'abord ajouter l'extension Maqueen au projet.

Étape 1 : Ouvrir MakeCode

Accédez à l'éditeur MakeCode pour Micro:bit.

Créez un Nouveau Projet.

Étape 2 : Ouvrir le menu des extensions

Étape 3 : Rechercher l'extension Maqueen

Dans la barre de recherche, tapez : Maqueen et Sélectionnez l'extension Maqueen.

Étape 4 : Utiliser les nouveaux blocs

Une fois l'extension installée, une nouvelle catégorie "Maqueen v4" apparaît dans la palette des blocs.

Programmer le robot Maqueen pour éviter les obstacles.

Ce projet consiste à programmer le robot Maqueen, équipé d'une carte Micro:bit, afin qu'il puisse détecter automatiquement les obstacles et les éviter sans intervention de l'utilisateur. Grâce à son capteur à ultrasons, le robot mesure en permanence la distance qui le sépare des objets situés devant lui et adapte ses déplacements en fonction des informations recueillies.

Contrôler le robot Maqueen à l'aide d'une télécommande infrarouge.

Ce projet consiste à programmer le robot Maqueen, équipé d'une carte Micro:bit, afin qu'il puisse être commandé à distance à l'aide d'une télécommande infrarouge (IR). Les ordres envoyés par la télécommande sont reçus par le récepteur infrarouge intégré au robot, puis interprétés par le programme développé avec MakeCode.

Ce programme permet de contrôler le robot Maqueen à l'aide d'une télécommande infrarouge (IR). Il utilise l'extension IR pour recevoir les signaux de la télécommande et l'extension Maqueen pour commander les moteurs du robot.

Au démarrage, le programme initialise le récepteur infrarouge grâce à l'instruction IR.IR_init(). Ensuite, les deux moteurs du robot sont arrêtés avec (Stop le moteur Tous) afin que le robot reste immobile jusqu'à la réception d'une commande.

Dans la boucle Toujours, le programme lit en permanence le code envoyé par la télécommande à l'aide de la fonction lire l'infrarouge(). Selon la valeur reçue, une action différente est exécutée :

Code 24 : le robot avance en faisant tourner simultanément les deux moteurs dans le sens avant à une vitesse de 100.

Code 181 : le robot recule en faisant tourner les deux moteurs dans le sens inverse à la même vitesse.

Code 8 : le robot tourne à gauche. Le moteur droit (M2) continue de fonctionner tandis que le moteur gauche (M1) est arrêté.

Code 165 : le robot tourne à droite. Le moteur gauche (M1) fonctionne alors que le moteur droit (M2) est arrêté.

Code 199 : les deux moteurs sont arrêtés, ce qui immobilise immédiatement le robot.

Contrôler le robot Maqueen via Bluetooth avec un smartphone.

Ce projet consiste à programmer le robot Maqueen, équipé d'une carte Micro:bit, afin qu'il puisse être piloté à distance depuis un smartphone grâce à une connexion Bluetooth. Une fois la liaison Bluetooth établie, le smartphone envoie des commandes que le Micro:bit reçoit et interprète pour contrôler les déplacements du robot.

1. Programmer la carte Micro:bit

Tout d'abord on doit rechercher et ajouter l'extension "Bluetooth" en cliquant dessus.

Ce programme permet de contrôler le robot Maqueen via une connexion Bluetooth à partir d'un smartphone. Il utilise les services Bluetooth du Micro:bit pour recevoir les commandes envoyées par une application mobile, puis pilote les moteurs du robot en fonction des instructions reçues.

Au démarrage, le programme arrête les deux moteurs du robot afin de garantir un état de sécurité. Le robot reste immobile jusqu'à ce qu'une commande soit reçue depuis le smartphone.

Lorsque le smartphone établit une connexion Bluetooth avec le Micro:bit, le programme active le service UART Bluetooth grâce à l'instruction bluetooth.startUartService(). Ce service permet l'échange de données entre le smartphone et le robot. La lettre « C » s'affiche sur la matrice de LEDs du Micro:bit pour indiquer que la connexion est réussie. En cas de déconnexion, la lettre « D » est affichée afin d'informer l'utilisateur que la liaison Bluetooth est interrompue.

Le programme surveille ensuite en permanence les données reçues sur le service UART. Chaque commande est transmise sous forme de texte et se termine par le caractère #, utilisé comme délimiteur de fin de message. Dès qu'une commande complète est reçue, elle est lue et stockée dans la variable cmd.

Selon la valeur de cette variable, le robot exécute l'action correspondante :

stop : les deux moteurs sont arrêtés et le robot s'immobilise.

avant : les deux moteurs tournent vers l'avant à une vitesse de 120, ce qui fait avancer le robot.

arriere : les deux moteurs tournent en sens inverse à la même vitesse, permettant au robot de reculer.

gauche : le moteur droit (M2) continue de tourner tandis que le moteur gauche (M1) est arrêté, ce qui fait pivoter le robot vers la gauche.

droite : le moteur gauche (M1) tourne alors que le moteur droit (M2) est arrêté, ce qui fait pivoter le robot vers la droite.

2. Application mobile pour commander le robot Maqueen :

Cette application mobile, développée avec MIT App Inventor, permet de contrôler à distance le robot Maqueen via une connexion Bluetooth. Son interface graphique est simple, intuitive et adaptée à une utilisation sur smartphone Android.

Dans la partie supérieure de l'écran, l'application propose quatre boutons permettant de gérer la connexion Bluetooth :

Scan : recherche les périphériques Bluetooth disponibles à proximité.

Stop Scan : interrompt la recherche des périphériques.

Connect : établit la connexion avec la carte Micro:bit du robot Maqueen.

Disconnect : met fin à la connexion Bluetooth.

Un champ Status affiche l'état de la communication afin d'informer l'utilisateur sur la réussite de la connexion ou sur d'éventuels messages de fonctionnement.

Au centre de l'application, une image du robot Maqueen rappelle le robot piloté. Sous cette image se trouvent quatre grands boutons de commande disposés en forme de croix directionnelle :

- Flèche vers le haut : fait avancer le robot.

- Flèche vers le bas : fait reculer le robot.

- Flèche vers la gauche : fait tourner le robot vers la gauche.

- Flèche vers la droite : fait tourner le robot vers la droite.

Lorsque l'utilisateur appuie sur l'un de ces boutons, l'application envoie instantanément une commande textuelle (avant, arriere, gauche ou droite) au Micro:bit à travers le service Bluetooth UART. Le programme MakeCode exécuté sur le Micro:bit reçoit cette commande, l'interprète et commande les moteurs du robot Maqueen afin de réaliser le déplacement correspondant. Une commande stop peut également être envoyée pour immobiliser le robot.

Cette application constitue une interface de pilotage simple et efficace pour découvrir la communication Bluetooth entre un smartphone et un robot éducatif. Elle permet aux apprenants de mettre en pratique les notions de communication sans fil, de programmation d'applications mobiles avec MIT App Inventor et de commande d'un robot mobile en temps réel.