Challenge de l’activité : Réussir à programmer un feu tricolore
Conditions de réussite: Vous devrez à la fin du projet, être capable de faire fonctionner un feu de signalisation dans un cas simple, et dans le cas où il est couplé avec un passage piéton. Vous allez pour cela, devoir apprendre à utiliser une carte électronique programmable.
1) Première partie: découverte du système
Vous avez entre vos mains, un module PICAXE AXE92K est une carte programmable utilisant un microcontrôleur pouvant être programmée avec le logiciel Picaxe Editor. C’est un micro système automatisé équipé :
- d’un capteur de lumière LDR appelé également Photorésistance
- d’un bouton poussoir
- d’un DIP switch pour isoler les entrées sorties
- de 3 Diodes Electro Luminescentes (DEL)
- d’un buzzer (mini haut-parleur)
- d'un port jack pour brancher le câble de connexion à l'ordinateur
Il est alimenté en énergie par une pile de 9V.
Commencez par regarder la vidéo ci-dessous, pour vous remémorer ce qu'est un système automatisé.
Q1) Après avoir visionné la vidéo ci-dessus, retrouvez puis entourez sur votre document réponse papier , les différents éléments appartenant à la maquette.
Q2) Complétez sur le document réponse papier le schéma ci-dessous , en nommant les différents composants repérés sur la carte électronique.
Q3) Complétez la chaîne d'information ci-dessous sur votre document réponse papier.
Document réponse
2) Seconde partie: étude du circuit électronique (CONCENTREZ-VOUS ! )
Le microprocesseur (appelé également puce électronique) possède 8 pattes repérées de C0 à C7, certaines seront électriquement reliées à des capteurs (entrées) et d’autres à des actionneurs (sorties). Le microprocesseur mesure la tension sur les entrées et envoie du courant sur les sorties en fonction du programme téléchargé. Le schéma ci-dessous nous permet de savoir sur quelles entrées ou sorties sont reliés les différents éléments soudés sur la carte. Il est indispensable pour pouvoir programmer le microcontrôleur.
Un fois que l'on a compris cela on peut commencer à programmer.
Imaginons que l'on cherche à allumer une lampe lorsque l'on appuie sur un bouton poussoir, on doit repérer sur quelles pattes sont
branchés les deux composants (ici C3 et C1). Puis on passe au langage informatique.
On est sur du langage binaire composé de 0 ou de 1.
O il n'y a pas de courant
1 il y a du courant
Une fois le programme téléversé dans le microprocesseur, l'action sur bouton poussoir allumera la lampe.
Q4) Pour vérifier si vous avez compris, complétez sur votre document réponse papier les lignes ci-dessous:
S'il y a de la lumière, emmètre un son se traduit par Si entrée C ... = 1 alors mettre C...=1
Si on appui sur le bouton poussoir, le feu rouge s'allume se traduit par Si entrée C .......................................
3) Troisième partie: Découverte du logiciel de programmation Picaxe Editor
La partie cerveau (microcontrôleur) de la carte doit être programmée pour fonctionner. L'interface (logiciel) de programmation utilisé, s'appelle PICAXE Editor. Le principe est simple, le logiciel nous permet de réaliser facilement le programme, on le téléverse ensuite dans la puce du microcontrôleur par l'intermédiaire d'un câble.
Lancez le logiciel PICAXE editor 6 (il se trouve dans l’onglet technologie). Puis configurez l’application de la manière suivante :
Afin de programmer de manière plus compréhensible, vous allez modifier la table d’entrées / sorties du logiciel, cela permettra de rentrer ce type de blocs au lieu de ceux-là :
Pour ceux qui ne sont pas à l'aise avec la lecture, voila une vidéo qui explique tout cela:
Ci dessous un premier programme avec une simulation sur la carte :
A ce stade on a besoin de l'organigramme du feu de circulation pour pouvoir aller plus loin.
4) Quatrième partie: Réalisation des organigrammes
Q5) Sur votre feuille réponse, réalisez l'organigramme décrit ci-dessous:
Q6) Sur votre feuille réponse, réalisez également l'organigramme du feu de circulation dans le cas décrit ci-dessous:
5) Cinquième partie: Simulation des programmes sur le logiciel Picaxe
Réalisez sous forme de schéma bloc la programmation préparée ci-dessus. Utilisez pour cela le logiciel PICAXE. N’ayez pas peur de vous tromper !
Téléversez les programmes dans la maquette et modifiez si besoin jusqu'à ce que cela marche.
Une fois validés dessinez les programmes obtenus
6) Sixième partie: partie libre
A ce stade, faites vous plaisir en testant les différentes capteurs et actionneurs de la carte.
Inventez un scénario, faite l'algorithme , programmez testez et téléchargez le dans la maquette.
Cette activité peut également être faite en utilisant la carte arduino. Pas besoin d'en posséder une, tout peut être simulé grâce au logiciel en ligne TInkercad.
L'activité se trouve à l'adresse suivante: