Comprendre les capteurs : Le capteur de lumière

Introduction



Dans cette dernière partie consacrée aux capteurs, nous allons aborder ici le capteur de lumière.

Il en existe deux différents, dépendant de la version du set LEGO MINDSTORMS NXT dont vous disposez.
Lisez le tutoriel sur les différentes versions NXT pour en savoir plus sur la différence entre ces deux capteurs de lumière.

C'est un capteur multi-fonctionnalités.

En effet, il est capable de mesurer la luminosité mais également de distinguer les couleurs dans la version LEGO MINDSTORMS NXT 2.0.

De plus, non content de capter la lumière, il peut aussi en émettre en servant de lampe de couleur.

Toutes ces fonctionnalités vont permettre d'utiliser ce capteur de plusieurs manières différente, tel que mesurer la luminosité de l'environnement du robot, l'intensité de lumière réfléchie par une surface ou encore de déterminer la couleur d'une surface.

C'est donc tous cela que nous allons voir maintenant.


Pour cela nous allons utiliser la plate-forme de base équipée du capteur de lumière.

Pour plus de clarté dans ce tutoriel, j’appellerai "capteur photosensible" le capteur de lumière des versions LEGO MINDSTORMS NXT (set numéro 8527) et LEGO MINDSTORMS NXT éducation (set numéro 9797) et "capteur de couleurs" celui de la version LEGO MINDSTORMS NXT 2.0 (set numéro 8547).

Tiens, je crois voir de la lumière par là .... :D

Le mode lampe de couleur



Le capteur de lumière dispose d'une diode électroluminescente.

Elle est simplement de couleur rouge dans le capteur photosensible.

Mais elle est multi-couleurs dans le capteur de couleurs, ce qui lui permet d'émettre une lumière dans une des trois couleurs aux choix, à savoir le rouge, le bleu ou le vert.


Utilisation avec le capteur photosensible




Pour le capteur photosensible, il existe un paramètre Fonction dans les blocs gérant le capteur photosensible qui vous permet simplement d'allumer ou d'éteindre la lumière rouge en cochant ou en décochant la case nommée Générer de la lumière.

Un exemple vous est montré ci-dessous avec un bloc "Attendre" :





Utilisation avec le capteur de couleurs




Pour le capteur de couleurs, il existe un bloc "Lampe de couleur" disponible dans la palette Action.




Dans le panneau de configuration de ce bloc, vous avez la possibilité d'indiquer le port sur lequel est branché le capteur de lumière. Par défaut, il s'agit du port 3.

Vous disposez des actions On et Off pour décider si la lampe sera allumée ou éteinte.

Enfin, vous avez le choix entre les trois couleurs rouge, verte ou bleu.

Si vous lancez le programme NXT-G sur votre PC et que vous y connectez le NXT du robot pour ensuite placer un bloc "Lampe de couleur" dans le logiciel LEGO MINDSTORMS NXT, vous aurez la possibilité de voir immédiatement le résultat des changements de couleurs de la lampe sans avoir à télécharger un programme dans le NXT.

Bref, rien de bien difficile juste ici.

Le mode capteur de luminosité



Le capteur de lumière dispose d'un détecteur lui permettant de mesurer l'intensité de la lumière qu'il capte, que ce soit la lumière ambiante ou que ce soit la lumière de sa lampe réfléchie par une surface.

Plus le capteur reçoit de la lumière, plus la valeur numérique qu'il renvoi au NXT est grande. Cette valeur variant entre 0 et 100.


Utilisation avec le capteur photosensible




Si vous utilisez le capteur photosensible, vous pouvez tester le capteur de luminosité en utilisant le menu View (Affichage en français) de votre NXT, puis en choisissant le programme Reflected light (Lumière réfléchie en français) ou Ambient light (Lumière ambiante en français).

Pour utiliser le capteur photosensible, il existe plusieurs possibilités et notamment celle d'utiliser les blocs de flux comme par exemple le bloc "Attendre" que nous avons déjà vu.

Commencer par brancher le NXT de votre robot sur l'ordinateur et ensuite lancer le logiciel LEGO MINDSTORMS NXT.

Placer maintenant un bloc "Attendre" :




Dans le panneau de configuration de ce bloc, assurez-vous de configurer le mode de fonctionnement Capteur dans le paramètre Contrôle et sélectionner Capteur photosensible dans le paramètre Capteur. Vous avez la possibilité d'indiquer le port sur lequel est branché le capteur de lumière. Par défaut, il s'agit du port 3.

C'est à l'intérieur du paramètre Jusque que vous pouvez régler jusque quand la pause durera. Toujours par défaut, le bloc "Attendre" effectuera une pause jusqu'à ce que la mesure de luminosité renvoyée par le capteur de lumière soit plus grande > que 50. Vous pouvez changer ce réglage avec la réglette et ses deux boutons aux extrémités ou avec la zone de saisie à droite de celle-ci.

Là encore, cette valeur de luminosité de 50 s'appelle la valeur de déclenchement. Une fois que cette valeur de déclenchement est dépassée, le bloc "Attendre" arrête sa pause et le bloc suivant dans le programme est exécuté.

Le paramètre Fonction indique si le capteur photosensible doit fonctionner en mode lumière ambiante ou lumière réfléchie.

Si la petite coche se trouvant devant la phrase "Générer de la lumière" est visible, comme par défaut, la lampe du capteur est allumée et le capteur de luminosité fonctionnera dans le mode de lumière réfléchie.

Si la petite coche se trouvant devant la phrase "Générer de la lumière" est invisible, la lampe du capteur est éteinte et le capteur de luminosité fonctionnera dans le mode de lumière ambiante.

Enfin, dans la partie gauche du panneau de configuration, il existe une zone de rétroaction vous indiquant l'intensité de lumière actuellement détectée par le capteur. Dans l'image ci-dessus, la zone de rétroaction indique la valeur 0.


Utilisation avec le capteur de couleurs




Si vous utilisez le capteur de couleurs, vous ne pouvez pas tester le capteur de luminosité en utilisant le menu View (Affichage en français) de votre NXT, puis en choisissant le programme Reflected light (Lumière réfléchie en français) ou Ambient light (Lumière ambiante en français) car ces programmes ne fonctionne qu'avec le capteur photosensible.

Pour tester ce mode de fonctionnement, nous allons directement utiliser un bloc dans le logiciel LEGO MINDSTORMS NXT et utiliser la zone de rétroaction de son panneau de configuration.

Pour utiliser le capteur de couleurs en mode capteur de luminosité, il existe plusieurs possibilités et notamment celle d'utiliser les blocs de flux comme par exemple le bloc "Attendre" que nous avons déjà vu.

Commencer par brancher le NXT de votre robot sur l'ordinateur et ensuite lancer le logiciel LEGO MINDSTORMS NXT.

Placer maintenant un bloc "Attendre" :




Dans le panneau de configuration de ce bloc, assurez-vous de configurer le mode de fonctionnement Capteur dans le paramètre Contrôle et sélectionner Capteur de couleurs dans le paramètre Capteur. Vous avez la possibilité d'indiquer le port sur lequel est branché le capteur de lumière. Par défaut, il s'agit du port 3.

Le paramètre Action doit être réglé sur l'option Capteur photosensible.

C'est à l'intérieur du paramètre Jusque que vous pouvez régler jusque quand la pause durera. Toujours par défaut, le bloc "Attendre" effectuera une pause jusqu'à ce que la mesure de luminosité renvoyée par le capteur de lumière soit plus grande > que 50. Vous pouvez changer ce réglage avec la réglette et ses deux boutons aux extrémités ou avec la zone de saisie à droite de celle-ci.

Là encore, cette valeur de luminosité de 50 s'appelle la valeur de déclenchement. Une fois que cette valeur de déclenchement est dépassée, le bloc "Attendre" arrête sa pause et le bloc suivant dans le programme est exécuté.

Le paramètre Fonction indique si le capteur de lumière doit fonctionner en mode lumière ambiante ou lumière réfléchie.

Si la petite coche se trouvant devant le mot lumière est visible, comme par défaut, la lampe du capteur est allumée et le capteur de luminosité fonctionnera dans le mode de lumière réfléchie. Vous disposez dans ce cas de la possibilité de choisir la couleur de la lampe.

Si la petite coche se trouvant devant le mot lumière est invisible, la lampe du capteur est éteinte et le capteur de luminosité fonctionnera dans le mode de lumière ambiante. Vous ne disposez plus dans ce cas de la possibilité de choisir la couleur de la lampe.

Cette petite boîte carré avec la petite coche fait office d'option On et Off pour décider si la lampe sera allumée ou éteinte.

Enfin, dans la partie gauche du panneau de configuration, il existe une zone de rétroaction vous indiquant l'intensité de lumière actuellement détectée par le capteur. Dans l'image ci-dessus, la zone de rétroaction indique la valeur 35.

Le mode capteur de couleurs



Ce mode n'est bien évidemment disponible que pour le capteur de couleurs !

Le capteur de couleurs dispose d'un détecteur de lumière qui lui permet d'identifier la longueur d'onde de la lumière et donc sa couleur.

Vous pouvez tester le capteur de couleurs en utilisant le menu View (Affichage en français) de votre NXT, puis en choisissant le programme Color (Couleur en Français). Puis, sélectionnez le port sur lequel est connecté le capteur de lumière, par exemple le port 3. Une fois fait, il ne vous reste plus qu'à regarder l'écran du NXT qui affichera le nom en anglais de la couleur se trouvant devant le capteur de lumière.

Les noms des 6 couleurs que peut reconnaître le capteur ainsi que leur numéro sont indiqués ci-dessous :

  1. Black : Noir
  2. Blue : Bleu
  3. Green : Vert
  4. Yellow : Jaune
  5. Red : Rouge
  6. White : Blanc



Vous disposez sur votre planche de test, fournie avec les LEGO MINDSTORMS, d'une mire de couleur vous permettant de faire survoler plusieurs couleurs différente à votre capteur de lumière. Servez-vous en !

Pour utiliser le capteur de lumière en mode capteur de couleur, il existe plusieurs possibilités et notamment celle d'utiliser les blocs de flux comme par exemple le bloc "Attendre" que nous avons déjà vu.

Commencer par brancher le NXT de votre robot sur l'ordinateur et ensuite lancer le logiciel LEGO MINDSTORMS NXT.

Placer maintenant un bloc "Attendre" :




Dans le panneau de configuration de ce bloc, assurez-vous de configurer le mode de fonctionnement Capteur dans le paramètre Contrôle et sélectionner Capteur de couleurs dans le paramètre Capteur. Vous avez la possibilité d'indiquer le port sur lequel est branché le capteur de lumière. Par défaut, il s'agit du port 3.

Le paramètre Action doit lui aussi être réglé sur l'option Capteur de couleurs.

Vous disposez de deux options pour le paramètre Jusque.

Attendre jusqu'à ce que la couleur détectée par le capteur se trouve Dans la plage de couleur indiqué par le réglage.

Ou attendre jusqu'à ce que la couleur détectée par le capteur se trouve Hors de la plage de couleur indiqué par le réglage.

Enfin, dans la partie gauche du panneau de configuration, il existe une zone de rétroaction vous indiquant le numéro de la couleur actuellement détectée par le capteur. Dans l'image ci-dessus, il s'agit du numéro 1 donc de la couleur noir.

Conclusion



Les différentes fonctionnalités du capteur de lumière ont été passé en revus dans cette partie.

Vous avez sans doute remarqué qu'il n'y avait pas d'exemple.
Rassurez-vous, cela est normale car vous mettrez tout cela en pratique dans le prochain tutoriel consacré au suivi de ligne.

Alors rendez-vous dans la prochaine partie .... :D