TP 2 : Détection d’obstacles grâce aux ultrasons Florent Pellerin François Parsy

I. Le son Le son est une vibration ! Lorsque vous parlez, vos cordes vocales vibrent. Les cordes de guitare vibrent. La peau d’un tambour vibre… etc Le son, c’est cette vibration qui progresse dans un milieu, usuellement l’air. Mais si vous parlez sous l’eau, le son se propage aussi, bien sur !

II. Fréquence du son Je vais essayer de vous expliquer le mot « fréquence ». A quelle fréquence prenez vous vos repas ? - Je prend 3 repas par jour ! Une fréquence s’exprime donc en « nombre par jour », ou « nombre par seconde » Exemple : Basse fréquence Haute fréquence La fréquence, c’est la vitesse à laquelle le son vibre pendant une seconde. Elle s’exprime en Hertz. Un « hertz », c’est un « nombre par seconde » Exemple : processeur 400MHz : Effectue 400 millions d’opérations par seconde…

III. Les ultrasons Tout ça pour vous expliquer la différence entre le son et les ultrasons. Notre tympan vibre lorsqu’il reçoit du son ! C’est grâce à ce phénomène que nous pouvons entendre ! Cependant, il ne peut pas traduire tous les sons. En effet, nous ne sommes pas capables d’entre les sons de moins de 20Hz, ni de plus de 20Khz. Ca veut dire que si le son vibre trop lentement, ou trop rapidement, nous ne l’entendons pas ! Les ultrasons, ce sont les sons qui vibrent plus rapidement que ce que nous sommes capable d’entendre.

IV. Application au robot Le robot émet des ultrasons (donc des vibrations). Ces vibrations se déplacent dans l’air. Lorsqu’elles rencontrent un obstacles, elles rebondissent sur l’obstacle, et reviennent au robot. Il se produit le même phénomène si vous criez en montagne : c’est l’écho ! Le son se propageant à une vitesse connue dans l’air, si on connait le temps qu’il a mit pour faire l’aller retour, on peut calculer la distance à l’obstacle, car une vitesse (en m/s) c’est une distance (en m) sur un temps (en s) !

II. L’exercice typique du sonar Le sonar embarqué sur un bateau émet une onde sonore suivant la verticale. Cette onde rebondit au fond de la mer, c’est le phénomène d’écho. On mesure une durée de 0,33 secondes entre l’émission du signal et la réception de l'écho. La vitesse du son dans l'eau est de 1500 m.s -1. En déduire la profondeur à cet endroit.

III. Éviter au robot de se cogner Programmez la séquence suivante : Les réglages : 1er bloc : avancer droit, sans limite. 2ème bloc : attendre d’avoir atteint une distance : 40cm. 3ème bloc : tourner à gauche, sans limite. 4ème bloc : attendre 0,2 secondes. 5ème bloc : attendre d’avoir atteint une distance supérieure à 1m. 6ème bloc : avancer droit, sans limite. Expliquez de manière détaillée le but du programme. Quelle peut être l’utilité du bloc « attendre 0,2 secondes » ?

Voici un exemple d’enchainement d’actions pour empêcher le robot de se cogner : Avancer tout droit Attendre d’être à moins de 40cm d’un obstacle Tourner jusqu’à être à au moins un mètre d’un obstacle Avancer tout droit Vous comprenez l’utilité d’une boucle : Répéter de manière répétée des instructions. Dans notre cas, la boucle est « infinie », on ne peut pas en sortir… Il est évidemment possible de programmer « sortir de la boucle lorsque tel capteur (exemple le capteur de toucher, la pince) a été activé », nous le verrons plus tard. IV. Notion de boucle

En utilisant une boucle FOR, programmez la séquence suivante : (régler la boucle FOR sur infini…)‏ Pour insérer une boucle FOR : la faire glisser comme un bloc normal, puis faire glisser des blocs à l’intérieur… V. Programmation de la boucle Exercice : Créez un petit programme qui fait parcourir au robot un carré, de manière infinie…. Faites varier les distances dans les blocs, et mesurez si effectivement le robot détecte les obstacles à la bonne distance. Faites également varier l’angle d’approche : exemple : si le robot longe un mur, que se passe-t-il ?