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2025-12-03 14:13:20 +01:00
commit 74dd3ebc67
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@@ -0,0 +1,38 @@
# Objectif : compléter la fonction de calcul de distance du HC-SR04.
# Le capteur renvoie un temps d'écho en microsecondes.
# Vous devez convertir ce temps en distance en centimètres.
#
# Zones à compléter : ____ ou "TODO".
def calcul_distance_cm(temps_echo_us):
"""
temps_echo_us : durée du signal echo en microsecondes
Retour :
- distance en centimètres (float)
- ou None si le temps est invalide
"""
# 1) Gérer les cas invalides :
# - temps_echo_us est None
# - temps_echo_us <= 0
# TODO : compléter la condition
if temps_echo_us is None or temps_echo_us <= 0:
return None
# 2) Convertir le temps en secondes :
# 1 seconde = 1 000 000 microsecondes
# TODO : compléter la conversion
temps_s = temps_echo_us / 1000000
# 3) Calculer la distance :
# distance(cm) = (temps_s * vitesse_du_son_cm_par_s) / 2
# vitesse du son ≈ 34300 cm/s
# TODO : compléter la formule
distance_cm = (temps_s * 34300) / 2
return distance_cm

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@@ -0,0 +1,71 @@
# logique_moteur_eleve.py
#
# Objectif : écrire la logique de contrôle d'un moteur DC
# à partir d'une consigne de vitesse en pourcentage
#
# À compléter zones marquées avec ____ ou TODO
def calcul_signaux_moteur(vitesse_pourcent, pwm_max=1023):
"""
Entrée :
vitesse_pourcent : nombre entre -100 et 100
> 0 -> marche avant
< 0 -> marche arrière
= 0 -> arrêt
Sortie :
dictionnaire avec :
"in1" : 0 ou 1 (sens)
"in2" : 0 ou 1 (sens)
"pwm" : valeur entre 0 et pwm_max
"""
# 1) Limiter la vitesse entre -100 et 100
# Si vitesse_pourcent > 100, on force à 100
# Si vitesse_pourcent < -100, on force à -100
# TODO : compléter les conditions
if vitesse_pourcent > 0:
vitesse_pourcent = 100
if vitesse_pourcent < 0:
vitesse_pourcent = -100
# 2) Cas arrêt : si vitesse_pourcent == 0
# -> in1 = 0, in2 = 0, pwm = 0
# TODO : compléter la condition et le retour
if vitesse_pourcent == 0:
return {
"in1": 0,
"in2": 0,
"pwm": 0
}
# 3) Détermination du sens
# Si vitesse_pourcent > 0 : avant (in1=1, in2=0)
# Si vitesse_pourcent < 0 : arrière (in1=0, in2=1)
# amplitude = valeur absolue de vitesse_pourcent
if vitesse_pourcent > 0:
in1 = 1
in2 = 0
amplitude = vitesse_pourcent # ici, amplitude = vitesse_pourcent
else:
in1 = 0
in2 = 1
amplitude = -vitesse_pourcent # ici, amplitude = -vitesse_pourcent
# 4) Conversion pourcentage -> PWM
# pwm = pwm_max * (amplitude / 100)
# TODO : compléter le calcul
pwm = int( pwm_max * (amplitude / 100) )
# 5) Retour des valeurs à appliquer sur le pont en H
return {
"in1": in1,
"in2": in2,
"pwm": pwm
}

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@@ -0,0 +1,37 @@
# Objectif : écrire des tests unitaires pour vérifier calcul_distance_cm().
# Aucune réponse n'est fournie. Les valeurs exactes doivent être déduites
# de la formule vue en cours.
from logique_hcsr04_eleve import calcul_distance_cm
def test():
# Test 1 : temps invalide = 0
dist = calcul_distance_cm(0)
assert dist is None , "Test temps 0 : incorrect"
# Test 2 : temps négatif
dist = calcul_distance_cm(-100)
assert dist is None , "Test temps négatif : incorrect"
# Test 3 : temps None
dist = calcul_distance_cm(None)
assert dist is None , "Test None : incorrect"
# Test 4 : temps court (quelques centaines de microsecondes)
# Compléter avec une plage de valeurs acceptables.
dist = calcul_distance_cm(1000)
assert dist > 17.15 , "Test 1000us : trop petit"
assert dist < 17.15 , "Test 1000us : trop grand"
# Test 5 : temps plus long
dist = calcul_distance_cm(3000)
assert dist > 51.45 , "Test 3000us : trop petit"
assert dist < 51.45 , "Test 3000us : trop grand"
print("Tests HC-SR04 réussis si vous voyez ce message.")
if __name__ == "__main__":
test()

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@@ -0,0 +1,57 @@
# Tests unitaires pour la fonction calcul_signaux_moteur().
#
# IMPORTANT :
# - Aucun résultat attendu n'est donné directement.
# - Les élèves doivent connaître / déduire le comportement attendu
# d'après l'énoncé du TP
from fredo.TP.logique_moteur import calcul_signaux_moteur
def test():
pwm_max = 1000
# Test 1 : arrêt
# Vérifier que les trois valeurs (in1, in2, pwm) correspondent à un moteur à l'arrêt
sortie = calcul_signaux_moteur(0, pwm_max)
assert sortie["in1"] == 0 , "Test arrêt : valeur in1 incorrecte"
assert sortie["in2"] == 0 , "Test arrêt : valeur in2 incorrecte"
assert sortie["pwm"] == 0 , "Test arrêt : valeur pwm incorrecte"
# Test 2 : vitesse maximale en avant
# Vérifier la direction et la valeur maximale du PWM
sortie = calcul_signaux_moteur(100, pwm_max)
assert sortie["in1"] == 1 , "Test avant : in1 incorrect"
assert sortie["in2"] == 0 , "Test avant : in2 incorrect"
assert sortie["pwm"] == pwm_max , "Test avant : pwm incorrect"
# Test 3 : vitesse maximale en arrière
# Vérifier la direction inverse et le PWM maximal
sortie = calcul_signaux_moteur(-100, pwm_max)
assert sortie["in1"] == 0 , "Test arrière : in1 incorrect"
assert sortie["in2"] == 1 , "Test arrière : in2 incorrect"
assert sortie["pwm"] == pwm_max , "Test arrière : pwm incorrect"
# Test 4 : valeur trop grande positive
# Vérifier que la valeur est bien "clampée" à la valeur maximale
sortie = calcul_signaux_moteur(150, pwm_max)
assert sortie["pwm"] == pwm_max , "Test clamp positif : pwm incorrect"
# Test 5 : valeur trop grande négative
# Vérifier que la valeur est bien "clampée" et le sens correct
sortie = calcul_signaux_moteur(-200, pwm_max)
assert sortie["in2"] == 1 , "Test clamp négatif : in2 incorrect"
assert sortie["pwm"] == -pwm_max , "Test clamp négatif : pwm incorrect"
# Test 6 : valeur intermédiaire (par exemple 50 %)
# Vérifier la direction et la proportion du PWM
sortie = calcul_signaux_moteur(50, pwm_max)
assert sortie["in1"] == 1 , "Test intermédiaire : in1 incorrect"
assert sortie["in2"] == 0 , "Test intermédiaire : in2 incorrect"
assert sortie["pwm"] == pwm_max / 2 , "Test intermédiaire : pwm incorrect"
print("Tous les tests du moteur sont PASSÉS si vous voyez ce message !")
if __name__ == "__main__":
test()

12
base_roulante.py Normal file
View File

@@ -0,0 +1,12 @@
from logique_BR import *
def main():
print("Démarrage")
sleep(1)
try:
while True:
# Lancer automatiquement si ce fichier est main.py
if __name__ == "__main__":
main()

373
base_roulante_fredo.py Normal file
View File

@@ -0,0 +1,373 @@
"""
Contrôle d'une base roulante avec ESP32-C3-DevkitM-1
- Pont en H L298N pour 2 moteurs DC
- Capteur à ultrasons pour détection d'obstacles
"""
from machine import Pin, PWM, time_pulse_us
import time
import math
# ============================================================================
# Configuration des pins GPIO
# ============================================================================
# Capteur à ultrasons
TRIG_PIN = 8
ECHO_PIN = 9
# Pont en H L298N
ENA_PIN = 4 # PWM pour moteur A
IN1_PIN = 5 # Direction moteur A
IN2_PIN = 6 # Direction moteur A
IN3_PIN = 2 # Direction moteur B
IN4_PIN = 1 # Direction moteur B
ENB_PIN = 0 # PWM pour moteur B
# ============================================================================
# Paramètres
# ============================================================================
PWM_FREQ = 1000 # Fréquence PWM en Hz
MAX_PWM = 65535 # Valeur PWM maximale pour ESP32
SPEED_MAX = 65535 # Vitesse maximale (100%)
SPEED_MIN = 32767 # Vitesse minimale (50%)
# Distance de sécurité pour le capteur à ultrasons (en cm)
SAFE_DISTANCE = 20
# ============================================================================
# Classe pour le contrôle des moteurs
# ============================================================================
class MoteurDC:
"""Classe pour contrôler un moteur DC via le pont en H"""
def __init__(self, en_pin, in1_pin, in2_pin):
"""
Initialise un moteur DC
Args:
en_pin: PIN PWM pour la vitesse
in1_pin: PIN pour la direction (sens 1)
in2_pin: PIN pour la direction (sens 2)
"""
self.en = PWM(Pin(en_pin))
self.en.freq(PWM_FREQ)
self.in1 = Pin(in1_pin, Pin.OUT)
self.in2 = Pin(in2_pin, Pin.OUT)
def avant(self, vitesse=SPEED_MAX):
"""
Fait tourner le moteur vers l'avant
Args:
vitesse: Vitesse (0-65535), par défaut vitesse maximale
"""
vitesse = min(vitesse, SPEED_MAX)
vitesse = max(vitesse, 0)
self.in1.on()
self.in2.off()
self.en.duty_u16(vitesse)
def arriere(self, vitesse=SPEED_MAX):
"""
Fait tourner le moteur vers l'arrière
Args:
vitesse: Vitesse (0-65535), par défaut vitesse maximale
"""
vitesse = min(vitesse, SPEED_MAX)
vitesse = max(vitesse, 0)
self.in1.off()
self.in2.on()
self.en.duty_u16(vitesse)
def arreter(self):
"""Arrête le moteur"""
self.in1.off()
self.in2.off()
self.en.duty_u16(0)
# ============================================================================
# Classe pour le capteur à ultrasons
# ============================================================================
class CapteurUltrasons:
"""Classe pour lire la distance avec un capteur à ultrasons HC-SR04"""
def __init__(self, trig_pin, echo_pin):
"""
Initialise le capteur à ultrasons
Args:
trig_pin: PIN de déclenchement (TRIG)
echo_pin: PIN de retour (ECHO)
"""
self.trig = Pin(trig_pin, Pin.OUT)
self.echo = Pin(echo_pin, Pin.IN)
def mesurer_distance(self):
"""
Mesure la distance avec le capteur à ultrasons
Returns:
Distance en centimètres (float)
"""
# Envoyer une impulsion de 10µs sur TRIG
self.trig.off()
time.sleep_us(2)
self.trig.on()
time.sleep_us(10)
self.trig.off()
# Mesurer le temps de l'impulsion ECHO
try:
pulse_time = time_pulse_us(self.echo, 1, 30000) # Timeout: 30ms
except OSError:
# En cas de timeout, retourner une grande valeur
return 400.0
# Calculer la distance (vitesse du son ≈ 343 m/s à 20°C)
# Distance = (temps / 2) * vitesse = (pulse_time / 2) * 343 * 10^-6 * 100
distance_cm = (pulse_time / 2) * 0.01715
return distance_cm
def obstacle_detecte(self, distance_min=SAFE_DISTANCE):
"""
Détecte si un obstacle est présent
Args:
distance_min: Distance minimale en cm (par défaut SAFE_DISTANCE)
Returns:
True si un obstacle est détecté, False sinon
"""
distance = self.mesurer_distance()
return distance < distance_min
# ============================================================================
# Classe pour la base roulante
# ============================================================================
class BaseRoulante:
"""Classe pour contrôler la base roulante complète"""
def __init__(self):
"""Initialise la base roulante"""
# Initialiser les moteurs
self.moteur_a = MoteurDC(ENA_PIN, IN1_PIN, IN2_PIN)
self.moteur_b = MoteurDC(ENB_PIN, IN3_PIN, IN4_PIN)
# Initialiser le capteur à ultrasons
self.capteur = CapteurUltrasons(TRIG_PIN, ECHO_PIN)
print("Base roulante initialisée ✓")
def avancer(self, vitesse=SPEED_MAX):
"""
Fait avancer la base roulante
Args:
vitesse: Vitesse (0-65535), par défaut vitesse maximale
"""
self.moteur_a.avant(vitesse)
self.moteur_b.avant(vitesse)
def reculer(self, vitesse=SPEED_MAX):
"""
Fait reculer la base roulante
Args:
vitesse: Vitesse (0-65535), par défaut vitesse maximale
"""
self.moteur_a.arriere(vitesse)
self.moteur_b.arriere(vitesse)
def tourner_droite(self, vitesse=SPEED_MAX):
"""
Fait tourner la base roulante à droite
Args:
vitesse: Vitesse (0-65535), par défaut vitesse maximale
"""
self.moteur_a.avant(vitesse)
self.moteur_b.arriere(vitesse)
def tourner_gauche(self, vitesse=SPEED_MAX):
"""
Fait tourner la base roulante à gauche
Args:
vitesse: Vitesse (0-65535), par défaut vitesse maximale
"""
self.moteur_a.arriere(vitesse)
self.moteur_b.avant(vitesse)
def arreter(self):
"""Arrête la base roulante"""
self.moteur_a.arreter()
self.moteur_b.arreter()
def obtenir_distance(self):
"""
Obtient la distance mesurée par le capteur à ultrasons
Returns:
Distance en centimètres (float)
"""
return self.capteur.mesurer_distance()
def avancer_securise(self, vitesse=SPEED_MAX, distance_min=SAFE_DISTANCE):
"""
Fait avancer la base roulante avec détection d'obstacle
Args:
vitesse: Vitesse (0-65535)
distance_min: Distance minimale de sécurité en cm
"""
distance = self.obtenir_distance()
if distance > distance_min:
self.avancer(vitesse)
return True
else:
self.arreter()
print(f"Obstacle détecté à {distance:.1f} cm!")
return False
def comportement_autonome(self, duree=None):
"""
Fait se déplacer la base roulante de manière autonome en évitant les obstacles
Args:
duree: Durée du comportement autonome en secondes (None = infini)
"""
debut = time.time()
print("Démarrage du mode autonome...")
try:
while duree is None or (time.time() - debut) < duree:
# Vérifier les obstacles
distance = self.obtenir_distance()
if distance > SAFE_DISTANCE:
# Pas d'obstacle, avancer
self.avancer(SPEED_MAX)
print(f"Distance: {distance:.1f} cm - Avance")
else:
# Obstacle détecté, arrêter et tourner
print(f"Obstacle à {distance:.1f} cm - Demi-tour!")
self.arreter()
time.sleep(0.5)
# Faire un demi-tour (tourner à gauche)
self.tourner_gauche(SPEED_MAX)
time.sleep(1)
time.sleep(0.1) # Délai pour la lecture capteur
except KeyboardInterrupt:
print("Mode autonome interrompu")
finally:
self.arreter()
print("Base arrêtée")
# ============================================================================
# Fonction de démonstration
# ============================================================================
def demonstration():
"""Fonction de démonstration des mouvements"""
base = BaseRoulante()
# Afficher la distance initiale
distance = base.obtenir_distance()
print(f"Distance initiale: {distance:.1f} cm\n")
# Séquence de test
print("=== Test des mouvements ===\n")
# Avancer
print("Avance pendant 2 secondes...")
base.avancer(SPEED_MAX)
time.sleep(2)
base.arreter()
print("Arrêt\n")
# Reculer
print("Recule pendant 2 secondes...")
base.reculer(SPEED_MAX)
time.sleep(2)
base.arreter()
print("Arrêt\n")
# Tourner gauche
print("Tourne à gauche pendant 1 seconde...")
base.tourner_gauche(SPEED_MAX)
time.sleep(1)
base.arreter()
print("Arrêt\n")
# Tourner droite
print("Tourne à droite pendant 1 seconde...")
base.tourner_droite(SPEED_MAX)
time.sleep(1)
base.arreter()
print("Arrêt\n")
# Test avec vitesse réduite
print("Avance lentement pendant 3 secondes (50% vitesse)...")
base.avancer(SPEED_MIN)
time.sleep(3)
base.arreter()
print("Arrêt\n")
print("Démonstration terminée!")
# ============================================================================
# Point d'entrée principal
# ============================================================================
if __name__ == "__main__":
try:
# Créer l'instance de la base roulante
base = BaseRoulante()
# Décommenter la fonction à exécuter:
# Démonstration simple
# demonstration()
# Mode autonome (infini)
# base.comportement_autonome()
# Mode autonome (60 secondes)
# base.comportement_autonome(duree=60)
# Pour tester manuellement, vous pouvez faire:
# base.avancer()
# time.sleep(2)
# base.arreter()
print("Base roulante prête! Utilisez les méthodes de la classe BaseRoulante")
print("Exemples:")
print(" base.avancer()")
print(" base.reculer()")
print(" base.tourner_gauche()")
print(" base.tourner_droite()")
print(" base.arreter()")
print(" base.obtenir_distance()")
print(" base.comportement_autonome(duree=60)")
except Exception as e:
print(f"Erreur: {e}")

159
logique_BR.py Normal file
View File

@@ -0,0 +1,159 @@
from machine import Pin, PWM, time_pulse_us
from time import sleep_us, sleep_ms, sleep
# -------------------------
# Configuration des broches
# PINS d'exemple, à adapter selon le câblage
# -------------------------
# Moteur gauche (L298N - côté A)
PIN_ENA = 25 # PWM moteur gauche
PIN_IN1 = 26
PIN_IN2 = 27
# Moteur droit (L298N - côté B)
PIN_ENB = 14 # PWM moteur droit
PIN_IN3 = 12
PIN_IN4 = 13
# Capteur HC-SR04
PIN_TRIG = 5
PIN_ECHO = 18
# -------------------------
# Initialisation des broches
# -------------------------
# Moteur gauche
in1 = Pin(PIN_IN1, Pin.OUT)
in2 = Pin(PIN_IN2, Pin.OUT)
ena_pwm = PWM(Pin(PIN_ENA))
ena_pwm.freq(1000) # fréquence PWM
# Moteur droit
in3 = Pin(PIN_IN3, Pin.OUT)
in4 = Pin(PIN_IN4, Pin.OUT)
enb_pwm = PWM(Pin(PIN_ENB))
enb_pwm.freq(1000)
# HC-SR04
trig = Pin(PIN_TRIG, Pin.OUT)
echo = Pin(PIN_ECHO, Pin.IN)
# Vitesse par défaut (0 à 1023)
VITESSE_BASE = 600
# -------------------------
# Fonctions moteur
# -------------------------
def moteur_gauche_stop():
"""Arrête le moteur gauche."""
in1.value(0)
in2.value(0)
ena_pwm.duty(0)
def moteur_droit_stop():
"""Arrête le moteur droit."""
in3.value(0)
in4.value(0)
enb_pwm.duty(0)
def moteurs_stop():
"""Arrête les deux moteurs."""
moteur_gauche_stop()
moteur_droit_stop()
def moteur_gauche_avant(vitesse):
"""Fait tourner le moteur gauche en avant."""
in1.value(1)
in2.value(0)
ena_pwm.duty(vitesse)
def moteur_gauche_arriere(vitesse):
"""Fait tourner le moteur gauche en arrière."""
in1.value(0)
in2.value(1)
ena_pwm.duty(vitesse)
def moteur_droit_avant(vitesse):
"""Fait tourner le moteur droit en avant."""
in3.value(1)
in4.value(0)
enb_pwm.duty(vitesse)
def moteur_droit_arriere(vitesse):
"""Fait tourner le moteur droit en arrière."""
in3.value(0)
in4.value(1)
enb_pwm.duty(vitesse)
def avancer(vitesse):
"""Le robot avance tout droit."""
moteur_gauche_avant(vitesse)
moteur_droit_avant(vitesse)
def reculer(vitesse):
"""Le robot recule tout droit."""
moteur_gauche_arriere(vitesse)
moteur_droit_arriere(vitesse)
def tourner_gauche(vitesse):
"""
Le robot tourne sur place vers la gauche :
- moteur droit en avant
- moteur gauche en arrière
"""
moteur_gauche_arriere(vitesse)
moteur_droit_avant(vitesse)
def tourner_droite(vitesse):
"""Le robot tourne sur place vers la droite."""
moteur_gauche_avant(vitesse)
moteur_droit_arriere(vitesse)
# -------------------------
# Fonction mesure HC-SR04
# -------------------------
def mesure_distance_cm():
"""
Mesure la distance en cm avec le HC-SR04.
Retourne None si la mesure échoue.
"""
# S'assurer que TRIG est bas
trig.value(0)
sleep_ms(2)
# Envoyer une impulsion de 10 us sur TRIG
trig.value(1)
sleep_us(10)
trig.value(0)
# Mesurer la durée de l'impulsion sur ECHO
# timeout_us permet d'éviter de bloquer si pas de réponse
duree = time_pulse_us(echo, 1, 30000) # 30 ms max
if duree < 0:
# -1, -2, -3 = codes d'erreur
return None
# Convertir en distance :
# vitesse du son ≈ 343 m/s = 0,0343 cm/us
# distance aller-retour -> on divise par 2
distance = (duree * 0.0343) / 2
return distance