Construire un robot piloté par Internet avec streaming vidéo Arduino & Raspberry Pi

Étape 1 : Avertissement de sécurité

IMPORTANT : Ce projet implique la manipulation de composants électriques, de la soudure, et des alimentations. Si vous n'êtes pas à l'aise avec ces tâches, travaillez sous la supervision d'un adulte expérimenté. Le non‑respect des procédures de sécurité peut entraîner dommages matériel, blessures personnelles, ou incendie.

L'auteur décline toute responsabilité pour toute perte ou dommage pouvant survenir. Faites preuve de bon sens et suivez scrupuleusement les instructions.

Étape 2 : Composants requis

• Raspberry Pi – tout modèle fonctionnera. Nous utilisons un Pi 2 B. Deux ports USB sont nécessaires : un pour l'adaptateur Wi‑Fi et un pour l'Arduino.
• Adaptateur USB Wi‑Fi – connecte le Pi à votre réseau local.
• Câble USB‑A vers USB‑B – relie l'Arduino au Pi.
• Arduino Uno – gère entrées capteurs et contrôle moteurs.
• Capteurs optionnels – ex. capteur distance ultrasonique pour détection d'obstacles.
• Pont en H double L298N – contrôle les moteurs CC via PWM depuis l'Arduino.
• Moteurs CC – utilisez des moteurs identiques pour un mouvement équilibré.
• Pack batterie pour Pi et Arduino – power bank 5 V 5000 mAh (≥1 A sortie) recommandé.
• Pack batterie pour moteurs – pack 6 V (ex. 4×AA) ou équivalent. Utilisez piles alcalines ; les rechargeables peuvent ne pas fournir assez de courant.
• Plaque d'essai et fils de liaison – pour prototypage sans soudure.
• Châssis physique – base non conductrice comme plastique ou métal revêtu. Évitez le métal nu pour prévenir courts‑circuits.
• Module Caméra Pi – pour streaming vidéo en direct.

Tous les composants sont disponibles chez les grands revendeurs électronique ou places de marché en ligne. Les liens suivants donnent un point de départ :

• Dépôt GitHub
• Site web du projet

Étape 3 : Documentation de référence

• Comprendre le pont en H L298N : Vue d'ensemble L298N
• Bases électronique : All About Circuits
• Câblage capteur ultrasonique : Tutoriel Arduino
• Documentation officielle Raspberry Pi : Raspberry Pi Docs
• Référence Arduino : Arduino Reference
• Guide Python : Python Docs

Étape 4 : Gestion de l'énergie

Avant d'alimenter le système, calculez la consommation totale :

• Raspberry Pi 2 B : ~500 mA
• Caméra Pi : ~250 mA
• Arduino Uno : ~150 mA
• Capteur ultrasonique : ~50 mA
• Driver moteurs & moteurs : variable (vérifiez specs moteurs)

Charge de base approximative : 950 mA. Une power bank 5 V 5000 mAh délivrant ≥1 A suffit pour Pi et Arduino. Si vos moteurs tirent plus de 6 V, connectez leur alimentation à l'entrée 12 V du pont en H ; la broche 5 V servira alors de sortie 5 V.

Étape 5 : Schéma de câblage

Référez‑vous au schéma dans le dépôt GitHub pour connexions détaillées. Points clés :

• Port USB Pi #1 → Adaptateur Wi‑Fi.
• Port USB Pi #2 → Câble USB‑A vers USB‑B vers Arduino.
• Broches Arduino → Broches de contrôle pont en H (PWM vitesse, digital direction).
• H‑bridge V_IN → Pack batterie moteurs (6 V).
• H‑bridge GND → Masse commune avec Pi et Arduino.
• Module Caméra Pi → Port CSI.
• Capteurs optionnels → Broches analogiques/numériques Arduino.

Étape 6 : Configuration réseau du Pi

Déterminez l'adresse IP du Pi :

hostname -I

Assurez‑vous que le Pi est connecté au même réseau Wi‑Fi que votre ordinateur de contrôle.

Étape 7 : Configuration logicielle

1. Sur le Pi : Installez Raspbian OS, activez SSH, et installez les drivers Caméra Pi.
2. Sur l'Arduino : Téléversez le sketch fourni (dans le dépôt GitHub) qui lit les capteurs, envoie les commandes via série, et pilote le pont en H.

Le Pi exécute un serveur TCP léger qui diffuse le flux caméra et accepte les commandes de contrôle. Le serveur écoute sur un port configurable (défaut 5000). Le script Python video_stream.py gère la capture vidéo et la communication socket.

Sur l'ordinateur de contrôle : Une interface graphique simple en Python avec PyQt (ou tout autre framework) peut se connecter à l'IP du Pi, afficher la vidéo, et envoyer des commandes moteurs.

Étape 8 : Assemblage

Montez le Pi, l'Arduino, le pont en H, et les packs batterie sur le châssis. Fixez tous les composants avec des colliers de serrage ou du ruban double face. Connectez les roues aux moteurs CC et fixez les moteurs sur le châssis. Attachez la caméra à l'avant du robot pour une vue vers l'avant.

Avant mise sous tension, revérifiez toutes connexions pour courts‑circuits et polarité correcte. Une fois vérifié, alimentez d'abord le Pi/Arduino, puis les moteurs.

Étape 9 : Tests & Dépannage

• Démarrez le Pi et confirmez le flux caméra sur l'ordinateur de contrôle.
• Testez chaque direction moteur individuellement via l'interface de contrôle.
• Vérifiez que les données capteurs apparaissent dans le terminal ; ajustez le code si valeurs incohérentes.
• Surveillez la surchauffe ; si la batterie ou le pont en H chauffe, ajoutez un radiateur ou réduisez la charge moteur.

Étape 10 : Licence & Crédits

Le logiciel de ce projet est sous licence GPL v3. La licence permet utilisation, modification, redistribution, à condition de maintenir les mêmes termes. Toutes bibliothèques tierces utilisées sont licenciées en conséquence.

Remerciements spéciaux aux communautés Raspberry Pi, Arduino, et open‑source pour avoir fourni les fondations matériel et logiciel ayant rendu ce projet possible.

N'hésitez pas à forker le dépôt, suggérer améliorations, ou partager vos propres variantes !