Je suis OTTO, le petit robot ! Comment construire et programmer un robot en formation.

Projets d'étudiants

Article publié le 17 février 2020

OTTO est un projet de construction de robot DIY qui permet d'avoir un panorama assez complet des différents métiers du numérique.

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Céline GENESTE

Céline GENESTE, formatrice DIY 😉

Quoi de mieux pour découvrir les métiers du numérique que de s’atteler à la fabrication d’un robot programmable ?
Et bien c’est ce qu’ont pu réaliser ces derniers mois les étudiants de la promo ATN (Assistant Technicien Numérique), une formation pré-qualifiante dont l’objectif est de faire découvrir les différentes filières et métiers du numérique pour se positionner ensuite sur une formation pro.

C’est dans ce contexte qu’ils ont fabriqué des petits robots DIY (Do It Yourself) nommés OTTO.
Accompagnés de Céline GENESTE, formatrice du CEFIM, ils ont pu mettre en pratique les compétences acquises lors des mois précédents, depuis les bases du code, en passant par le câblage et le branchement de composants informatique.

OTTO, c’est quoi ? Enfin, c’est qui ?

C’est un petit robot que l’on peut faire soi-même, moyennant l’accès à une imprimante 3D, et que l’on peut ensuite programmer pour lui faire émettre des sons ou effectuer des mouvements !
Et à la fin, ça peut donner ça :

Alors par quoi on débute ?

Avec quelques connaissances en informatique (en gros, si vous savez faire une recherche sur Google), les schémas des pièces peuvent se trouver facilement pour créer le robot selon un modèle déjà tout prêt.
Et si vous voulez aller plus loin, vous pouvez même créer ou modifier vos propres pièces, et ajouter des éléments de personnalisation. C’est d’ailleurs ce qu’ont fait nos ATN au début de ce projet en utilisant le logiciel gratuit Tinkercad. Après une petite période de prise-en-main, ils ont pu s’en donner à coeur-joie pour créer des robots uniques et customisés selon leurs souhaits.

OTTO - modélisation robot
OTTO - modélisation
OTTO - modélisation

Et ensuite, qu’est-ce qu’on fait ? Ben on imprime !

Car après avoir créé les modèles des pièces dans un logiciel, il faut bien en faire quelque chose de solide ! Et quoi de mieux qu’une imprimante 3D pour ça ? Même si le CEFIM possède son propre matériel, imprimer dix robots complets avec en moyenne une dizaine de pièces aurait pris bien trop de temps sur notre unique imprimante.
Du coup, hop ! Direction le FUNLab, à MAME, pour squatter leurs appareils.
Résultat : quasiment 48 heures d’impression non-stop sur quatre imprimantes 3D. L’occasion pour nos apprenants d’observer le fonctionnement de cette machine, apprendre à la calibrer, la paramétrer, et comment l’utiliser en toute sécurité : il faut dire que la buse d’impression chauffe presque à 200 degrés !

Projet OTTO - impression
OTTO - un robot imprimé
Projet OTTO - ATN - impression 3D

Ca veut dire que les ATN ont dormi pendant 48 heures ?

Et bien non ! Car il n’y a pas de repos pour les braves ! 
Jusque là, c’est uniquement la carrosserie des robots qui a été réalisée. Il reste maintenant à mettre en place ce qu’il y a sous le capot.
Pour pouvoir programmer et animer leurs petits robots, chacun des apprenants avait à sa disposition :

  • Quatre servomoteurs (pour créer du mouvement)
  • Un buzzer (pour donner de la voix)
  • Un capteur à ultrason (pour détecter mouvements et obstacles)
  • Et une carte Arduino pour faire fonctionner tout ça ensemble

Si vous ne savez pas ce qu’est une carte Arduino, pour faire simple, dîtes-vous que c’est un circuit imprimé qui va agir à la fois comme le cerveau du robot qui va capter les informations, mais aussi comme le coeur qui alimente ses organes.

Exemple concret : le capteur va détecter un obstacle qui s’approche de lui (une main par exemple). La carte Arduino va permettre d’interpréter cette information et d’envoyer aux moteurs et au buzzer une réaction adaptée : le robot va émettre un bruit et faire marche arrière face à cet obstacle ! 

Mais pour que tout ça fonctionne vient le moment le plus pénible de cette aventure : câbler et brancher correctement la carte Arduino aux différents composants. Prise de tête assurée ! Imaginez : plus de 20 petites fiches minuscules à brancher aux bons endroits, pour envoyer le courant vers le composant adéquat et ainsi l’activer. Certains branchement hasardeux ont d’ailleurs généré quelques odeurs de brûlé et des alarmes incendies évitées de justesse. Car si on se trompe entre le + et le – quand on fait des branchements électriques, ça finit souvent mal.

OTTO - Branchement
Cables
OTTO - branchement

Dansez maintenant !

Une fois ces étapes douloureuses passées, la dernière partie du projet fût la programmation du robot.
C’est bien joli d’avoir l’extérieur, d’avoir tout branché, mais si le robot n’a pas de programme à “écouter”, il va resté inerte toute sa vie !
Le truc chouette avec Arduino, c’est qu’associé à l’aspect matériel du circuit imprimé, il existe un logiciel gratuit et open-source qui permet de programmer rapidement le comportement de la carte.
Typiquement, si vous écrivez une ligne de code informatique en Arduino qui dit à la carte d’envoyer du courant pendant un certain temps, à une certaine intensité, au petit moteur qui dirige le pied gauche, ce pied bougera en conséquence.
Et en enchaînant les lignes de code, en les répétant, en les faisant se chevaucher, vous pouvez obtenir des résultats déments !

Et comme Arduino et OTTO sont des créations open-source, on peut trouver des programmes déjà tout faits et partagés par une communauté importante et bienveillante.

Pour assimiler et s’initier à la programmation Arduino, les ATN ont commencé par coder le comportement de petites LEDs, ce qui leur a permis de comprendre la logique cachée derrière ce langage (basé sur du C++, pour les experts de la salle), avant de véritablement se lancer dans le codage de leurs robots.
Ainsi, certains apprenants ont trouvé des programmes qui répétaient des chorégraphies célèbres comme Singles Ladies de Beyoncé, ou d’autres qui faisaient émettre le thème principal de Star Wars, de Pirates des Caraïbes, de Mario et bien d’autres encore. Sans compter les originaux qui ont préféré imaginer leur propre musique, ou modifier les déplacements de leurs créations.
Une fois le programme prêt, il suffit de l’envoyer au robot via un câble USB, et d’alimenter ce dernier en énergie avec une pile 9 volt, et hop !
Voilà OTTO qui se met à bouger, danser et faire de la musique au rythme des lignes de code !

OTTO - coding
OTTO - coding 2
OTTO - coding 3

Au final ?

Des apprenants ravis, qui ont mis en pratique sur un projet concret des compétences acquises au cours de leur formation. Bien sûr, ça n’a pas été de tout repos : il a fallu beaucoup de tests, d’ajustements, de remises en question pour finir avec un robot fonctionnel, car la robotique, c’est avant tout de l’expérimentation !
Mais selon Céline, une chose est sûre :

“La satisfaction que j’ai vu sur le visage de chacun lorsque leurs petits robots se sont mis en action est une belle récompense pour le projet !”.

Un grand bravo à Céline pour ce projet de formation innovant et extrêmement stimulant pour les étudiants !

OTTO - Tous les robots

Quelques ressources pour faire le vôtre ?

Voici quelques liens pour vous immerger dans l’univers OTTO. Ce projet est open-source, donc tout-un-chacun peut parfaitement réaliser son propre robot !

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