Publié le 22 décembre 2017 - par

Scratch et Raspberry Pi : S’initier à l’électronique et à la robotique par le jeu

De (très) nombreux livres sur Scratch existent. En général ils fournissent le nécessaire pour démarrer avec Scratch, créer des animations, des jeux. Scratch est aussi capable d’accéder au matériel, que ce soient les broches GPIO ou des cartes d’extension. Ce livre “Scratch et Raspberry Pi” explique comment découvrir l’électronique et la robotique à travers Scratch et des composants externes. (Sorti début décembre 2017)

Scratch et Raspberry Pi

S’initier à l’électronique et à la robotique par le jeu

“Scratch et Raspberry Pi” un nouveau livre que j’ai co-signé avec Sarah LACAZE est sorti le 7 décembre (disponible le 14 en librairie).

La collection LA FABRIQUE des Editions ENI

Ce livre est l’un des premiers ouvrages de la nouvelle collection “LA FABRIQUE” des Editions ENI (il y a déjà eu 2 livres sur Arduino : 10 projets à réaliser et le codage avec mBlock ), destinée aux #makers, #FabLab…

Cette collection s’adresse à un public de “Technophiles” de niveau Débutant à Initié. Ils pourront disposer d’un livre de référence sur une technologie ou, selon les titres, d’un livre proposant la réalisation de projets de A à Z.
Les livres de cette collection sont rédigés par des passionnés et présentent les concepts essentiels d’une technologie et la réalisation de projets. Généralement des éléments complémentaires sont disponibles en téléchargement (code des programmes, schémas, photos).

Pourquoi ce livre?

Vous souhaitez apprendre à programmer avec #Scratch ? Ce livre explique la programmation en Scratch, appliquée au Raspberry Pi. Vous y apprendrez à utiliser Scratch pour écrire des jeux mais pas que… Scratch est aussi capable de recevoir des informations de capteurs connectés au GPIO, mais il peut aussi commander LEDs, moteurs, relais…


Vous pourrez rapidement exploiter le côté simple et intuitif de Scratch pour découvrir les notions propres à tout langage de programmation (variables, boucles et même les procédures) à travers la réalisation d’un jeu vidéo. Puis, vous vous familiariserez avec les composants électroniques (capteurs et actionneurs), en réalisant vos premiers circuits.

La seconde partie du livre est consacrée à la réalisation de projets décrits pas à pas. De plus en plus complexes, ces projets associent divers composants (LED, bouton, moteur) pour réaliser des jeux interactifs, fabriquer un distributeur de bonbons ou créer une manette pour ses jeux vidéo. Le livre se termine par la découverte du potentiel créatif de trois cartes : la Pibrella et la Sense HAT qui sont spécifiques au Raspberry Pi, et la carte Makey Makey.

C’est Scratch 2 en version Scrath2GPIO qui est utilisé (installation facile et expliquée). Les capteurs sont classiques : Bouton poussoir, potentiomètre, cellule photorésistante, capteur de distance ultra son. Un chapitre consacré à la carte Sense Hat utilise le joystick et les capteurs météorologiques (pression, température et humidité).

Source tinkrlab.com

Source tinkrlab.com

Sinon il y a aussi la carte makey makey et là… les capteurs sont très variés (pommes, bananes… ) de quoi s’amuser avant le goûter !

Le contenu du livre

Voici un aperçu du contenu du livre. Vous pourrez voir la diversité des sujets abordés.

  • Présentation
  • Scratch et la programmation
  • Le Raspberry Pi
  • Scratch et Raspberry Pi
  • Installer et utiliser Stretch – la dernière version disponible de Raspbian (déc. 2017)
    Présentation de l’interface PIXEL
  • Scratch2GPIO
    L’interface de Scratch
    Les blocs de programmation
    Apprendre à programmer avec Scratch
    Jeu du perroquet
  • Matériel et composants
    Platine d’expérimentations
    Câbles
    Alimentation externe
    Résistances
    Les actionneurs (Diodes LED, Diode laser, Buzzer)
    Les moteurs (Servomoteurs, Moteurs pas à pas)
    Les capteurs (Bouton poussoir, Potentiomètre,Cellule photorésistance, Capteur de distance)
  • Les cartes additionnelles
    Carte PiBrella
    Carte Sense HAT
    D’autres cartes
  • Piloter des composants
    Les blocs
    Les ports GPIO
    Contrôler une LED (Allumer, clignotement, changer la luminosité)
    Allumer une LED avec un bouton poussoir
    Une LED RGB
    Un buzzer dans un projet
    Utiliser une diode laser
    Les capteurs (Capteur à infrarouge passif)
    Les moteurs (Servomoteur, Moteur pas à pas)
    Signalisation (Réaliser un feu tricolore, Barrière de circulation – passage à niveau)
  • Mastermind
  • Jeu de Simon
  • Fabriquer une manette de jeu
  • Distributeur de bonbons avec un servomoteur
  • Jeu de cibles avec relevage automatique
  • Programmer une voiture ( 2 moteurs courant continu)
  • Utiliser une Pi Caméra avec Scratch
  • La carte PiBrella (LEDs, buzzer, piloter un moteur pas à pas, contrôler un moteur avec un bouton)
  • La carte Sense HAT (La matrice LED, déplacer la LED avec le joystick, utiliser les capteurs météorologiques et les capteurs de mouvements)
  • La carte Makey Makey (les objets conducteurs, les objets connectés, une manette pour Pong, un jeu de Docteur Maboul)

Quelques exemples de projets

Le jeu de cible

Trois cibles doivent être touchées avec un projectile lancé à la main ou à l’aide d’un pistolet de type Nerf ou des fléchettes. Les cibles sont positionnées sur des supports qui permettent de les faire basculer lorsqu’elles sont touchées.

Un contact en bas de la cible détecte une cible basculée. Le résultat apparait sur l’écran.

Pour relever les cibles, un moteur pas à pas est utilisé. Il entraine une poulie qui tend un fil et relève les cibles automatiquement.

Les programmes et schémas sont disponibles en téléchargement, ainsi que le fichier STL permettant de fabriquer la poulie si vous avez accès à une imprimante 3D (personnelle ou en FabLab)

Vous pourrez aussi fabriquer les cibles en bois ou en impression 3D à partir de ce fichier STL qui inclut les différentes parties des cibles.

Une variante équipée d’une diode LASER et d’un module capteur de lumière est possible.

La manette de jeu

Il s’agit ici d’un grand classique style Space Invaders : un jeu de tir qui consiste à détruire à l’aide d’un canon sur des envahisseurs qui tombent du ciel. L’arrière-plan est un paysage lunaire qui a été importé depuis la bibliothèque d’origine.

On va commencer par tester le jeu avec les flèches de direction du clavier, avant de passer à la réalisation d’une manette de jeu, d’abord sur plaque de prototypage (breadboard) puis sous forme d’un “vraie” manette de jeu. Le câblage est expliqué pas à pas.

Ensuite lorsque la manette est réalisée, il est possible de jouer comme avec une console mais… ici on sait ce qui se passe 🙂

L’intérêt c’est de pouvoir ensuite modifier, adapter le jeu, s’en servir de base pour en créer un autre, ajouter des niveaux…

La voiture

Dans ce chapitre, c’est une voiture utilisant deux moteurs à courant continu qui est décrite. Elle permet de voir comment exécuter automatiquement un programme Scratch au démarrage du Raspberry Pi et donc de se passer d’écran 😉

Le moteur à courant continu (aussi appelé moteur DC) est un moteur électrique qui présente la particularité de pouvoir tourner dans les deux sens lorsqu’on inverse le sens du courant.

Pour pouvoir le contrôler on utilise un composant appelé L293D. Ce composant est un circuit intégré de type double pont-H. Cela signifie qu’il peut contrôler deux moteurs pouvant tourner dans des sens opposés.

C’est cette capacité à contrôler deux moteurs d’une manière indépendante qui est exploitée pour faire avancer/reculer et diriger la voiture à droite ou à gauche.

Le câblage du L293D est expliqué et s’il est rigoureusement respecté, permet de commander la voiture à partir de Scratch.

Celui-ci est disponible en France et est vendu par Kubii

On trouve sur le marché des châssis prévus pour ce genre de “rover”, équipés de 2 moteurs, deux roues motrices et une roue “folle” à l’arrière.
Pour compléter la voiture, on pourra lui ajouter différents capteurs pour qu’elle évite les obstacles et acquérir des bases de robotique et la compréhension de ces système.

Les projets

Ces trois exemples de projets (parmi les 10 décrits dans le livre !) montrent que l’accent est mis non seulement sur le côté programmation en Scratch, mais aussi sur la réalisation de véritables jeux. Ici pas de virtuel. Les cibles bougent, les boutons commandent le canon laser et la voiture roule !

 

 

Conclusion

<!-- Code crédit HTML pour Can Stock Photo --> <a href="https://www.canstockphoto.com">(c) Can Stock Photo / Dazdraperma</a>Si vous avez une nièce, un neveu, une sœur, un frère, une mamie, un papy, etc. qui veut apprendre à programmer, ce livre sort début décembre et sera un beau cadeau de Noël ? Non ? Une bonne idée aussi pour les écoles, FabLab, ou pour les animateurs qui cherchent des montages -qui fonctionnent- à proposer aux participants de leurs ateliers.

Vous trouverez le livre “Scratch et le Raspberry Pi chez Editions ENI, FNAC, Amazon

Les schémas et les programmes Scratch sont disponibles en téléchargement.

Cet article reprend en partie un article publié en novembre.

Sources

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À propos François MOCQ

Électronicien d'origine, devenu informaticien, et passionné de nouvelles technologies, formateur en maintenance informatique puis en Réseau et Télécommunications. Dès son arrivée sur le marché, le potentiel offert par Raspberry Pi m’a enthousiasmé j'ai rapidement créé un blog dédié à ce nano-ordinateur (www.framboise314.fr) pour partager cette passion. Auteur de plusieurs livres sur le Raspberry Pi publiés aux Editions ENI.

8 réflexions au sujet de « Scratch et Raspberry Pi : S’initier à l’électronique et à la robotique par le jeu »

  1. Yann

    Bonsoir François,

    encore un chouette bouquin pour débuter avec la Framboise, bravo aux deux auteurs !
    Toutefois, ayant eu la chance de pouvoir le feuilleter cet AM (en rayon chez Gibert Joseph à Toulouse), très sincèrement, pour un langage aussi “visuel” que Scratch, je pensais qu’ENI auraient imprimé les illustrations en couleur…
    Alors, je suppose que la version “digitale” est en couleur, mais comme je suis un peu décrépis et que je préfère feuilleter ce genre de bouquins pour y coller des annotations, Post-it / marques pages… une version papier / illustration en couleur… en 2017… quand même… 😉
    D’ailleurs lorsque je vois l’état du profil de ton dernier bouquin Pi Zero / Pi3 en surcharge… mais j’assume ! 😀

    Cdlt

    Répondre
  2. Braconnier Gérard

    Bonjour, je me suis offert le livre pour mon Noël : et bravo à Sarah et François , ce livre est passionnant dés la première page; il me tarde d’arriver aux pages suivantes pour jouer avec les LEDs, Boutons poussoirs, capteurs et moteurs etc avec mon Raspberry Pi. Avec mes petits enfants nous allons passer ensemble de bons moments, je pourrais ainsi les accompagner dans leurs découvertes du monde de l’IOT et peut être mes laisserons t-ils jour avec leurs LEGOS coupler avec le Raspberry.
    Encore merci et bonnes fêtes de Noel.
    Un Papy content

    Répondre
  3. Audouard Stéphane

    Salut François,
    Ton livre est vraiment bien détaillé et cela me donne plein d’idées de réalisations. Par contre, je n’ai pas trouvé les blocs pour utiliser le capteur de distance. J’ai la solution pour scratch 1.4 (broadcast ultrasonictrigger17echo18 …), mais cela ne fonctionne pas sur scratch 2. Peux-tu me donner la solution ?

    Merci,
    Stéphane

    Répondre
    1. François MOCQ Auteur de l’article

      Bonjour Stéphane
      pour le moment ça fonctionne avec l’ancienne version mais ça avance…
      je vais ajouter une page Scratch sur le blog avec les mises à jour, des nouveaux programmes et les docs des composants
      bonnes fêtes de fin d’année
      cordialement
      François

      Répondre
  4. jesaispas

    Bonjour,

    Votre site Internet est listé dans les sites Internet qui n’hésitent pas à extraire les identifiants stockés dans le gestionnaire de mot de passe des navigateurs.

    Surpris par votre méthode, j’attends des explications.

    Voir les liens suivants :
    http://www.01net.com/actualites/pourquoi-il-faut-se-mefier-des-gestionnaires-de-mots-de-passe-de-chrome-ou-firefox-1340808.html#xtor=AL-123461
    https://webtransparency.cs.princeton.edu/no_boundaries/autofill_sites.html

    Répondre
    1. François MOCQ Auteur de l’article

      Bonjour Jesaispas (puisque vous utilisez ce pseudo et souhaitez rester anonyme)
      J’ai moi-même découvert cela à travers un twitt https://twitter.com/01net/status/948678442740060161 hier, qui renvoie à l’article en question.
      Guy C. un lecteur du blog m’a alerté par message privé de la présence de framboise314 dans la liste de Princeton. J’en suis effaré et vraiment désolé.
      Je peux vous assurer que ce n’est ni une volonté (vous écrivez “…les sites Internet qui n’hésitent pas à extraire les identifiants“) ni un choix de ma part.
      Ce n’est donc pas “ma méthode” je vous l’assure !
      Je ne suis pas un spécialiste du web, j’ai donc choisi WordPress pour réaliser le blog. C’est presque un plein temps… bénévole
      Pour agrémenter et protéger le blog, j’utilise des plugins dont certains sont payants (j’en ai plusieurs à 99€, d’autres à 39€ etc.)
      Par exemple hier :
      Attaques contre le blog le 3 janvier 2018
      plus de 1000 attaques bloquées par NijaFirewall. Sans ce plugins, le site n’existerait plus (il a été bloqué par des hackers il y a 2 ans et ça a pris plusieurs jours pour le “remonter” à partir des backups).
      Je paye ces plugins avec la pub car ça coûte cher tous les ans d’entretenir un blog comme celui ci et je n’ai pas envie de le rendre payant et d’obliger les lecteurs à s’abonner. Je préfèrerais mettre la clé (du blog) sous la porte 😉
      Je n’ai pas les compétences web nécessaires pour déterminer lequel de ces plugins ou agence de pub utilise un “capteur” de mots de passe (je n’ai pas fait Princeton).
      Si vous (ou un autre lecteur du blog) avez les connaissances et/ou les moyens techniques de trouver qui utilise ces méthodes, je supprimerai avec plaisir et rapidité l’additif concerné.
      L’autre solution serait de supprimer tous les plugins et pubs et de les remettre les uns après les autres mais de la même manière je n’aurai pas le moyen de savoir si l’intrusion se reproduit.
      Si vous connaissez un programme ou un site capable de déterminer quelle partie du blog est en cause, je suis preneur…
      Voilà, j’espère avoir répondu à votre demande (“j’attends des explications“) – que j’ai trouvée un peu agressive, soit dit entre nous 🙂
      J’ai un peu l’impression d’être comme un utilisateur de Volkswagen quand il apprend que le constructeur a trafiqué le logiciel du calculateur de sa voiture… Navré mais n’ayant pas les compétence ou les connaissances pour modifier la situation 🙁 et il a besoin de sa voiture pour aller au boulot… et pas les moyens d’en racheter une… il fait quoi ? il la met à la casse ?
      Vous pouvez me contacter en direct si vous le souhaitez à l’adresse de contact du blog : contact (AT) framboise314.fr et je vous répondrai avec plaisir.
      Toutes les critiques sont les bienvenues, surtout si elles sont constructives 🙂 et peuvent aider à avancer
      bonne journée
      cordialement
      François

      Répondre
      1. jesaispas

        Bonjour,

        Je n’ai pas l’habitude de publier sur Internet et je ne souhaite pas dévoiler mon identité tout simplement.

        Lorsque j’ai vu cet article et étant un lecteur de votre blog, je me suis dit qu’il fallait avoir une explication de la part du propriétaire du site Internet. C’est le cas, je vous en remercie.

        Je n’ai pas les compétences et le temps de comprendre ce qui s’est passé sur votre site. En espérant que cette incident sera résolu rapidement, je désactive Javascript sur votre site Internet.

        Cordialement, jesaispas

        Répondre
        1. François MOCQ Auteur de l’article

          Bonjour
          j’ai testé le site avec un des outils en ligne disponible, proposé par Google (https://transparencyreport.google.com/safe-browsing/search) que vous pouvez également utiliser. Il indique : “No unsafe content found”. Il est possible que les problèmes soient liés à la précédente régie de pub (media-clic) que j’ai quittée début décembre pour “The Moneytizer”, et que le site figure toujours dans la liste… Je continue les investigations dans la mesure de mes possibilités mais croyez que je fais le maximum pour comprendre ce qui se passe !
          cordialement
          François

          Répondre

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