Concevoir un mini-projet : un « arbre de Noël » avec 3 LED qui s’allument au claquement de mains.

Liste du matériel

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Etape 01 : Le tableau des assignations

Clique sur le menu Edition en haut de l’écran et choisis Paramètres des ports.
Clique ensuite sur le bouton Tout décocher .
Puis indique tous les éléments que tu as rajoutés sur ton robot.

Cable et valide tes modifications en cliquant sur le bouton OK
Attention au positionnement du câble gris sur la carte ARDUINO !!!

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Etape 02 : Crée des animations

Tu vas créer 5 animations :

• Allume toutes les leds
• Eteins toutes les leds
• Allume la led0
• Allume la led1
• Allume la led2

Pour cela tu vas créer 5 fonctions :

• TOUTES_LES_LED_ON
• TOUTES_LES_LED_OFF
• LED0_ON
• LED1_ON
• LED2_ON

Code les 5 fonctions pour allumer ou éteindre les LEDs en choisissant « on » ou « off ».

Puis testes le fonctionnement des fonctions en mode test :

Après l’affichage du tableau des capteurs clique sur l’étiquette de chaque « Fonction » pour tester l’animation des diffréntes LEDs.
Clique sur « Exécuter » puis sur « Activer le test »

Tu animes ton arbre de Noël en cliquant sur chaque fonction.

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Etape 02 : Teste le chronomètre

Ta mission :
Maintenant, automatises l’animation pour ne plus avoir besoin de cliquer sur chaque animation.
Code les animations pour qu’elles se succédent indéfiniment.

Une solution
Automatise ton spectacle d’animation lumineux en utilisant le « chronomètre » pour cadencer ton animation.
Teste le fonctionnement du « chronomètre ». Dans « Capteurs », coche l’affichage de « chronomètre ».

Utilise le « chronomètre » pour allumer ta LED au bout de 2 secondes.

Agence ces instructions sous « démarrer le programme «
Clique sur « Exécuter » puis sur « Activer le test »

Clique sur le drapeau vert en haut à droite de l’écran pour lancer l’exécution de ton programme.

Un bord blanc apparaît pour indiquer que le programme s’exécute.
Que constates-tu ? Le chronomètre evolue-t-il ? La LED s’allume-t-elle ? Le bord blanc disparait-il ?

La LED s’allume et le bord blanc disparaît au bout de 2 secondes.

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Etape 03 : Automatise tes animations

Ta mission :
Fais clignoter ta LED toutes les secondes. Pour cela, crée une variable « ANIMATION ». Elle prendra les valeurs suivantes :

• 0 éteinte
• 1 allumée

Toutes les secondes la variable ANIMATION passe de la valeur 0 à 1, la LED s’allume et s’éteint ainsi toutes les secondes.

Clique sur le menu Exécuter en haut de l’écran puis choisis Transférer

Utilise les animations que tu avais crées pour utiliser plusieurs LEDs :

Clique sur le menu Exécuter en haut de l’écran puis choisis Transférer

Tu peux améliorer ton code pour le rendre plus lisible :

Crée une fonction INIT pour regrouper les instructions au lancement de ton programme :

Ton code est ainsi plus facile à comprendre.

Clique sur le menu Exécuter en haut de l’écran puis choisis Transférer

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Etape 04 : Encore plus d’animations

Continue à améliorer ton animation des LEDs. Allume les trois LEDs, puis la LED0, puis la LED1, puis la LED2.

Tu peux inventer autant d’animations que tu souhaites. A toi d’être imaginatif, tu peux faire varier la variable ANIMATION à plus de 4 animations. A toi de trouver les animations et de faire attention à modifier dans la fonction INIT le nombre maximum d’animation.

Code tes animations puis clique sur le menu Exécuter en haut de l’écran puis choisis Transférer

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Etape 05 : Commande tes animations d’un clap de main

Code pour que ton spectacle se lance par un clap des mains puis s’arrête par un nouveau clap des mains.
Le son de ton clap de main dure un certain temps. Les instructions suivantes te permettent de détecter un son puis de détecter quand le son se termine :

Il est important d’attendre que le son du claquement de mains soit terminé.
Sinon, ton programme risque de détecter un nouveau claquement alors que le premier n’est pas encore fini !

À chaque claquement de mains, ton robot allume ou éteint les LED.

Maintenant programme pour que sur un clap des mains le spectacle de lumière se lance puis tu peux l’arrêter par un nouveau clap des mains.
Ton spectacle doit être magnifique, faire clignoter toutes les LEDs en même temps, les faire clignoter successivement …

Crée une variable « ON » qui va mémoriser l’état de ton animation :

• 1 en fonctionnement
• 0 éteinte

Puis une fonction qui teste le microphone pour allumer ou éteindre
l’animation :

Insère ta fonction « SI_ON » dans le code principal et conditionne le lancement de ton animation en fonction de la variable « ON ».

Clique sur le menu Exécuter en haut de l’écran puis choisis Transférer

Tu dois inventer une nouvelle signalisation

🎯 Objectif du projet

Tu vas construire et programmer un feu de circulation nouvelle génération !
Ta mission : aider le gouvernement à simplifier les feux pour réduire la consommation d’énergie tout en assurant la sécurité de tous les usagers.

🚦 Ce que tu vas apprendre

• À monter un circuit avec 4 LEDs, un capteur de pression et une alarme sonore.
• À programmer un feu de circulation en gérant le temps et les conditions de passage.
• À utiliser des notions essentielles en programmation :
  • VARIABLES : pour mémoriser des informations (ex. : état du feu).
  • FONCTIONS : pour rendre ton code plus clair et plus facile à modifier.
• À faire des choix logiques pour assurer la sécurité des piétons et des véhicules.

🕹️ Découvrir le rôle des couleurs

Couleur	Signification	Action attendue
🟢 Vert	Passage autorisé	Les voitures roulent
🟡 Orange	Attention, changement	Prépare à s’arrêter
🔴 Rouge	Passage interdit	Les voitures s’arrêtent

Mais… ton défi est de supprimer une couleur !
Tu devras donc imaginer une nouvelle logique à deux couleurs :

🧠 Ta mission

Le gouvernement français souhaite réaliser des économies d’énergie.
Tu dois créer un feu bicolore intelligent (vert + rouge) capable de :

• Réguler la circulation des véhicules.
• Avertir avant le passage au rouge grâce au clignotement.
• Laisser passer les piétons avec un capteur de pression (bouton).
• Activer une alarme quand un piéton peut traverser.

🧩 Matériel nécessaire

• 1 carte microcontrôleur
• 4 LEDs (rouge, verte)
• 1 capteur de pression ou bouton poussoir
• 1 buzzer ou alarme sonore

Clique sur le menu Edition en haut de l’écran et choisis Paramètres des ports.
Clique ensuite sur le bouton Tout décocher .
Puis indique tous les éléments que tu as rajoutés sur ton robot.

• LED A0 Vert pour véhicule
• LED A1 Rouge pour véhicule
• LED A2 Vert pour piéton
• LED A3 Rouge pour piéton

Cable et valide tes modifications en cliquant sur le bouton OK

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Etape 01 : gère le passage des véhicules

Dans un premier temps, tu devras allumer la LED verte pour avertir les automobilistes qu’ils peuvent passer, puis, après un certain délai, allumer la LED rouge pour interdire le passage des véhicules.

Assemble les blocs puis clique sur le menu Exécuter en haut de l’écran et choisis Transférer

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Etape 03 : Faire clignoter pour avertir

Tu devras faire clignoter la LED verte pour avertir les automobilistes que le feu va passer au rouge et qu’ils doivent se préparer à arrêter leur véhicule.

Assemble les blocs puis clique sur le menu Exécuter en haut de l’écran et choisis Transférer.

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Etape 04 : Amélioration de ton code

En utilisant des fonctions, tu vas réorganiser ton code pour le rendre plus lisible et faciliter son évolution..

Assemble les blocs puis clique sur le menu Exécuter en haut de l’écran et choisis Transférer

Les fonctions permettent de regrouper plusieurs blocs qui réalisent une même action (par exemple : « attention_vehicule »).
Elles évitent de répéter le même code plusieurs fois, ce qui rend le programme plus court et plus clair.
Elles facilitent la lecture du programme, car chaque fonction porte un nom qui décrit son rôle.
Elles rendent le code plus facile à modifier ou à corriger, car une seule modification dans la fonction s’applique partout.
Enfin, elles aident à mieux organiser sa pensée comme un vrai programmeur, en découpant le problème en petites étapes logiques.

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Etape 05 : Gérer le passage pieton

Tu vas gérer les LEDs verte et rouge du piéton en fonction de celles du passage des véhicules.

Tu vas gérer le passage piéton :

• quand les véhicules ont l’autorisation de passer, le piéton doit attendre ;
• quand les véhicules sont à l’arrêt, le piéton peut traverser.

Clique sur le menu Exécuter en haut de l’écran et choisis Transférer

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Etape 06 : Faire clignoter pour avertir le piéton

Tu vas faire clignoter la LED verte du piéton pour l’avertir que le feu va bientôt passer au rouge.

Clique sur le menu Exécuter en haut de l’écran et choisis Transférer

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Etape 07 : Avertissement sonore pour les piétons non-voyants

Tu vas déclencher le buzzer lorsque les piétons peuvent passer pour avertir les personnes non-voyantes.

Clique sur le menu Exécuter en haut de l’écran et choisis Transférer

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Etape 08 : Gérer les temps d’attentes

Nous allons utiliser des variables pour fixer des temps d’attente différents : un pour les conducteurs et un autre pour les piétons.

Clique sur le menu Exécuter en haut de l’écran et choisis Transférer

Les variables sont comme des boîtes dans lesquelles on peut ranger des informations (par exemple un nombre, le temps d’attente en seconde).
Elles permettent au programme de mémoriser des données et de s’en servir plus tard.
Grâce aux variables, ton programme peut changer de comportement selon la situation (par exemple, attendre plus ou moins longtemps).
Elles rendent le code plus facile à comprendre et à modifier, car il suffit de changer la valeur d’une variable pour tout adapter.
En résumé, les variables servent à donner de la mémoire et de la souplesse à ton programme.

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Etape 09 : Gérer une demande d’un piéton

Pendant la phase d’attente, le piéton pourra demander l’arrêt des véhicules pour traverser en toute sécurité.
Le piéton devra appuyer sur le capteur de pression pour obtenir l’autorisation de passer.

La demande du piéton sera traitée pendant sa phase d’attente au feu rouge.
Tu utiliseras un chronomètre pour compter le temps d’attente du piéton tout en vérifiant si le capteur de pression est activé.
Si le piéton appuie sur le capteur, sa valeur sera égale à zéro.
Tu laisseras ensuite un petit temps supplémentaire pour que les voitures puissent encore passer avant que le feu piéton ne devienne vert.

Clique sur le menu Exécuter en haut de l’écran et choisis Transférer

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GERTRUDE

Un exemple de service de la gestion de la circulation

Gertrude Saem a été créée en 1981 par la Communauté Urbaine de Bordeaux avec l’objectif de développer un système d’avant-garde pour améliorer ou résoudre les problèmes de circulation, de transport publics, de contrôle et de diminution de la pollution véhiculaire et de sécurité dans la ville.
Le principe est de minimiser les temps d’attente en synchronisant les feux sur les grands axes, en fonction du trafic. Des installations comptent les véhicules ou les longueurs des files d’attente (boucles magnétiques implantées dans la chaussée, aux carrefours et sur les axes), et le tout est centralisé à un poste de commande, qui régule informatiquement les feux de la ville ou de l’agglomération et fluidifie ainsi le trafic.

GERTRUDE EN FRANCE
Antibes, Bordeaux, Brive, Caen, Dax, Dunkerque, Fort-de-France, Le Mans, Marseille, Metz, Mimizan, Mont de Marsan, Montpellier, Nîmes, Reims, Troyes, Saint-Vincent-de-Tyrosse, SDEC du Calvados.

UN SAVOIR-FAIRE ET DES SOLUTIONS QUI S’EXPORTENT DANS LE MONDE
Algérie (Alger), Argentine (Posadas), Chine (Pékin), Egypte (Le Caire), Maroc (Casablanca), Mexique (Monterrey, Morelia), Paraguay (Asuncion), Pologne (Wroclaw), Portugal (Lisbonne, Porto).

Voir la vidéo de présentation

🎯 Objectif du projet

Tu vas construire et programmer une barrière automatique qui s’ouvre dès qu’un passage est détecté grâce à un photoréflecteur.
Ce projet te permettra de découvrir le fonctionnement d’un servomoteur, d’un capteur de lumière et de programmer un système automatique simple.

🧩 Ce que tu vas apprendre

• Comment fonctionne un servomoteur pour faire bouger une barrière.
• Comment utiliser un photoréflecteur pour détecter un passage.
• À programmer des fonctions pour organiser ton code et le rendre plus lisible.
• À tester et améliorer un système automatique.

🕹️ Comprendre les composants

1️⃣ Le servomoteur

Un servomoteur est un moteur spécial qui peut se déplacer à un angle précis.

• Il se positionne à un angle défini entre 0° et 180°.
• Cela permet de lever ou baisser la barrière exactement comme tu veux.

2️⃣ Le photoréflecteur

Un photoréflecteur détecte la présence d’un objet en utilisant la lumière réfléchie.

• Quand rien ne passe devant, le capteur renvoie une valeur élevée
• Quand un objet (voiture, main, robot) passe devant, la lumière est réfléchie et le capteur change sa valeur.
• Cela permet de savoir qu’un passage est détecté.

🛠️ Matériel nécessaire

• 1 microcontrôleur (Arduino, micro:bit, ou équivalent)
• 1 servomoteur
• 1 photoréflecteur
• Fils de connexion

Clique sur le menu Edition en haut de l’écran et choisis Paramètres des ports.

Clique ensuite sur le bouton Tout décocher .

Puis coche D9 pour indiquer l’installation du servomoteur :

Vérifie que l’instruction sur le servomoteur est couleur bleue :

Active le test pour contrôler le servomoteur :

Utilise deux instructions servomoteur pour connaitre la position de la barrière ouverte et celle de la barrière fermée :

En cliquant sur les instructions, tu commande le servomoteur, attention il doit être sous tension.

Si tu veux contrôler la vitesse d’ouverture de la barrière :

Donne un nom à aux deux actions en créant deux fonctions :

Installe un bouton poussoir pour piloter l’ouverture de ta barrière :

Installe le connecteur du bouton poussoir sur A0 et modifie les paramètres des ports :

Vérifie que l’instruction sur le capteur de pression est bien de la couleur bleue :

Programme pour ouvrir la barrière sur l’appui du capteur de pression, puis attendre un certain avant de refermer automatiquement la barrière :

Transfert ton programme et test le bon fonctionnement :

Rajoute une LED rouge pour prévenir que la barrière est fermée :

Installe la LED sur A1 :

Programme pour allumer la LED rouge quand la barrière est fermée.

Introduis la possibilité de deux modes de fonctionnement :

• un mode avec une ouverture puis une fermeture automatique
• un mode avec juste une ouverture

Pour distinguer les deux modes, un appui rapide sur le bouton poussoir permet une ouverture puis une fermeture, un appui long permet une ouverture simple :

Transfert ton programme et test le bon fonctionnement :

Apprend à utiliser le photo réflecteur IR pour suivre une ligne noire :

Arrêter le robot sur la ligne noire

Programme pour que ton robot s’arrête sur la ligne noire :

Utilise ces instructions pour que ton robot avance jusqu’à la ligne noire :

Le robot reste dans le cadre

Programme ton robot pour qu’il reste dans le cadre de la ligne noire :

Utilise ces instructions pour que ton robot tourne dès qu’il détecte une ligne noire :

Le robot suit la ligne noire

Programme ton robot pour qu’il suive la ligne noire sur ce principe :

Le robot apprend la couleur noire

Rajoute à ton robot un capteur de pression et une LED : avant le suivi de ligne, tu poses ton robot sur la ligne noire puis par un appuie sur le capteur de pression, tu demandes au robot de mémoriser la couleur noire.

Crée une variable noire pour stocker la valeur retournée par le photo réflecteur lorsque le robot est posé sur la ligne noire :

Puis programme pour mémoriser la valeur retournée par le photo réflecteur dans la variable noire :

Passe en mode test et constate comment la variable noire change :

Le programme complet de suivi de ligne :

Voici un exemple d’une programmation SCRATCH avec un robot Algora qui passe le parcours le plus difficile en utilisant deux photoréflecteurs.

Pour la construction du robot, trois préconisations :

• l’espace entre les deux photoréflecteurs doit être légèrement supérieur à la largeur de la ligne noire.
• les photoreflecteurs doivent être le plus proche du sol
• les photoréflecteurs doivent être devant mais proche des roues directrices.

Utilise deux capteurs photo réflecteurs IR, un capteur de pression et une LED :

Active le mode test :

Pose ton robot et ses deux photo réflecteurs sur une ligne noire pour visualiser les valeurs retournées :

Tu peux constater les deux photo réflecteurs n’ont obligatoirement pas la même mesure de la valeur de la couleur de la ligne noire. Pour plus de justesse, utilise deux variables pour stocker la valeur de la ligne noire.

D’autre part, il semble plus pertinent de mesurer la ligne noire et d’utiliser cette valeur plutôt que le blanc. Tu peux constater également que la valeur retournée par les photoreflecteurs peut varier lors du déplacement du robot sur la ligne noire.

Utilise une variable « tolerance » afin de prendre en compte des variations dans les mesures de la ligne noire lors du parcours :

Donc avant le lancement du robot, réalise une prise des valeurs des photo réflecteurs sur la ligne noire.

Les valeurs retournées par les deux photo réflecteurs sont mémorisées dans deux variables, une variable pour chaque photo réflecteur.
Afin de gérer les fluctuations des mesures du noir, attribue 10 à la variable tolérance.

Puis programme tes fonctions pour que ton robot se déplace tout droit, à droite et à gauche puis puisse s’arrêter.

Pour passer les passages les plus difficiles, tu peux constater que la meilleure solution pour prendre des virages serrés est de faire tourner le robot sur lui même par une inversion des moteurs, un moteur vers l’avant, l’autre vers l’arrière.

Programme pour que ton robot maintienne les deux photo réflecteurs de chaque coté de la ligne noire et ainsi suivre la ligne noire :

• si les deux photo réflecteurs sont sur le blanc, le robot va tout droit,
• si le photo réflecteur droit A0 est sur le blanc alors le robot doit aller vers la ligne noire en tournant à gauche,
• si le photo réflecteur gauche A1 est sur le blanc alors le robot doit rejoindre la ligne noire en tournant à droite :

Puis rajoute au programme principal :

Essaye ton robot après un transfert :

Pose ton robot avec les deux photo réflecteurs sur la ligne noire pour la phase d’apprentissage de la couleur noire , puis appuie sur la capteur de pression. Ton robot suit la ligne noire même dans les courbes difficiles.

Vérifie le comportement de ton robot :

• Les deux photo réflecteurs dans le blanc on avance tout droit.
• Seul le photo réflecteur droit voit le blanc alors on tourne à gauche,
• Seul le photo réflecteur gauche voit le blanc alors on tourne à droite,
• Autrement le robot avance tout droit.

Modifie ton programme pour que ton robot s’arrête sur un nouvel appui sur le capteur de pression :

Ce que tu vas apprendre :

Apprendre à utiliser  :

1. Un capteur de lumière
2. Deux moteurs à courant continu

Ta mission :

Apprendre à construire un robot qui obéit au doigt.

Liste des pièces avant la construction

	Carte ARDUINO	1
	Batterie	1
	Cable USB	1
	Moteur CC plus les deux moyeux	2
	Capteur de lumière	1
	Bloc blanc ou de différentes couleurs	6
	Demi-cube	2

	Demi-cube	4
	Disque	1
	LED rouge	1
	Buzzer	1
	Roue	2
	barre	2

Construction de ton robot :

 

Le tableau des assignations

Clique sur le menu Edition en haut de l’écran et choisis Paramètres des ports
Clique ensuite sur le bouton Tout décocher .
Puis indique tous les éléments que tu as rajoutés sur ton robot.

Réveiller ton robot

A la mise sous tension de ton robot, celui-ci est dans un état « endormi ». En mettant le doigt sur le capteur de lumière, le robot se réveille et allume une LED.

Ta mission

Ton robot se réveille dès qu’il détecte la présence de ton doigt sur le capteur de lumière puis allume une LED.
Tu dois réaliser le programme suivant après « Démarrer le programme » :

1. Eteindre la LED 0
2. Détecter la présence de ton doigt sur le capteur de lumière
3. Allumer la LED 0

Dès que tu as écrit ton programme, clique sur le menu Exécuter en haut de l’écran et choisis Transférer.

Une solution

Teste ton code en activant le mode test :

Visualise que ton capteur de lumière fonctionne correctement en posant ton doigt sur le capteur de lumière et vérifie la valeur sur le tableau des capteurs.

Vérifie la valeur du capteur de lumière sans ton doigt sur ce dernier :

Puis vérifie la valeur du capteur de lumière avec ton doigt sur ce dernier :

Exécute ce programme par un clic sur Démarrer le programme :

Pose ton doigt sur le capteur de lumière, la LED doit s’allumer :

Pour que ton programme fonctionne dans toutes les situations de lumière ambiante, tu vas créer une variable pour mémoriser la valeur de la lumière ambiante :

Mémorise ainsi la valeur de la lumière ambiante dans cette variable :

Ainsi tu peux détecter la présence du doigt sur le capteur avec une tolérance de variance de la lumière de 20 :

Puis attendre que le doigt ne soit plus présent :

Dès que tu as écrit ton programme, clique sur le menu Exécuter en haut de l’écran et choisis Transférer.

La LED 0 s’allume dès que tu mets ton doigt sur le capteur puis elle s’éteint dès que tu enlèves ton doigt.

Ta mission

Tu vas utiliser cet alghorithme comme fonction pour le réveil de ton robot.

L’idée principale est d’attendre que l’utilisateur pose son doigt sur le capteur de lumière, puis d’allumer la LED 0 pour indiquer que le robot est prêt à être utilisé.

Une solution

Dès que tu as écrit ton programme, clique sur le menu Exécuter en haut de l’écran et choisis Transférer.

Passer un ordre à ton robot

Ta mission

Maintenant que tu as la possibilité de réveiller ton robot, tu vas lui donner des ordres par l’appui sur le capteur de lumière. Deux appuis et ton robot se rendort.

Une solution

Tu dois créer une variable pour mémoriser l’ordre donné par l’utilisateur de ton robot :

Comme tu l’as expérimenté précédemment, détecte l’appui sur le capteur de lumiére puis son relachement afin de mémoriser l’ordre. 

Active le mode test pour tester ton programme :

Vérifie que la variable « ordre » est bien cochée pour qu’elle soit visible :

Dans la partie droite en haut de l’écran, visualise les valeurs de « ordre » en fonction de la progression de ton programme.

Au lancement de ton programme « ordre » est égal à la valeur zéro.

Réveille ton robot en posant ton doigt sur le capteur de lumière.

Puis pose à nouveau ton doigt sur le capteur, tant que ton doigt est sur le capteur tu entends le buzzer, dès que tu relaches ton doigt du capteur, la variable « ordre » s’incémente de la valeur 1.

Si tu appuies de nouveau ordre s’incrémente à 2 et le robot s’éteint :

Endormir ton robot

Ton robot doit s’endormir si tu ne passes plus d’ordre au bout d’un certain temps. Pour cela tu utilises le chronomètre pour mesurer le temps pendant lequel aucun ordre n’est donné :

Dès que tu as écrit ton programme, clique sur le menu Exécuter en haut de l’écran et choisis Transférer.

Comment valider un ordre

Ta mission

Pour valider l’ordre donné, tu utilises un appui plus long, par exemple plus d’une seconde :

Dès que tu as écrit ton programme, clique sur le menu Exécuter en haut de l’écran et choisis Transférer.

Faire bouger ton robot au doigt

Ta mission

Maintenant, tu peux faire bouger ton robot en lui donnant des ordres par des appuis successifs sur le capteur de lumière.

En appuyant plusieurs fois, tu peux donner des ordres à ton robot pour qu’il se déplace :

• En avant (1 appui court puis un appui long)
• En arrière (2 appuis courts successifs puis un appui long)
• À droite (3 appuis courts successifs puis un appui long)
• À gauche (4 appuis courts successifs puis un appui long)

Une solution

Crée une fonction « execution » pour déclencher les mouvements du robot en fonction de la valeur dans ordre :

1. faire avancer
2. faire tourner à droite
3. faire tourner à gauche
4. et le faire reculer

A toi d’écrire les fonctions avancer, reculer, droite, gauche.

Dès que tu as écrit ton programme, clique sur le menu Exécuter en haut de l’écran et choisis Transférer.