Construire un robot évitant les obstacles avec Raspberry Pi – Guide débutant

Si vous êtes novice sur Raspberry Pi et cherchez un projet pratique mêlant logiciel et matériel, ce guide vous accompagne dans la construction d'un robot piloté en Python qui détecte et évite les obstacles à l'aide de capteurs infrarouges.

Les robots évitant les obstacles sont populaires pour apprendre la robotique et sont étonnamment simples à assembler. En suivant ce tutoriel, vous ajouterez une évitement d'objets fiable à votre robot ou explorerez simplement Python et l'écosystème GPIO du Raspberry Pi.

Ce dont vous aurez besoin

1. Raspberry Pi B, B+, 2, 3 ou 4 plus périphériques de base (carte SD, clavier, souris, alimentation).
2. Modules capteurs distance IR (ex. le populaire capteur IR 4 canaux).
3. Moteurs CC à engrenages avec couple adapté à votre châssis.
4. Carte driver moteur L293D.
5. Châssis robot et roues.
6. Roue libre (castor) pour stabilité.
7. Plaque d'essai et ruban double face.
8. Fils mâle‑mâle / femelle‑mâle.
9. Batterie 9 V et connecteurs appropriés.
10. Bouton poussoir et résistance 220 Ω (pour contrôle mise sous tension).

Comment ça marche

La fonctionnalité centrale du robot repose sur deux capteurs IR détectant les objets dans une portée de 5‑6 cm. Quand un objet est présent, la broche de sortie du capteur passe à LOW (0 V). Sans objet, elle reste HIGH (5 V). Le Raspberry Pi lit ces signaux numériques via ses broches GPIO, et le script Python joint commande les moteurs en conséquence.

Les modules IR (infrarouge) consistent en une LED émettrice IR et une photodiode réceptrice. Un objet refléchit une partie de la lumière IR émise vers le récepteur, provoquant un signal LOW indiquant la proximité. Ces signaux sont routés vers les entrées GPIO du Pi.

Au démarrage du robot – déclenché par appui sur le bouton poussoir – le Pi pilote les moteurs CC en avant via le driver L293D. Si un capteur IR détecte un obstacle, le script inverse d'abord brièvement les moteurs, puis exécute un virage pour contourner l'obstacle.

Étape 1 : Câblage des capteurs IR

Alimentez les capteurs en 5 V et GND depuis le Raspberry Pi, et connectez les broches de sortie aux GPIO 3 et 16 (en utilisant le diagramme officiel GPIO pinout). Le mode GPIO.BOARD numérote les broches comme elles apparaissent sur le connecteur.

Sauvegardez le script suivant comme irtest.py :

import RPi.GPIO as GPIO
import time
GPIO.setwarnings(False)
GPIO.setmode(GPIO.BOARD)
# Capteur droit (GPIO 3)
GPIO.setup(3, GPIO.IN)
# Capteur gauche (GPIO 16) avec pull‑up
GPIO.setup(16, GPIO.IN, pull_up_down=GPIO.PUD_UP)
while True:
    right = GPIO.input(3)
    left = GPIO.input(16)
    if right == 0:
        print "Obstacle détecté à droite", right
        time.sleep(0.1)
    elif left == 0:
        print "Obstacle détecté à gauche", left
        time.sleep(0.1)

Lancez‑le avec sudo python irtest.py. Quand vous bloquez un capteur avec votre main, la console affichera un message indiquant quel côté a détecté l'obstacle.

Étape 2 : Connexion des moteurs via le driver L293D

Alimentez le L293D avec la batterie 9 V (positif sur broche +, négatif sur –). Connectez la masse de la carte à la GND du Raspberry Pi. Câblez les sorties moteurs vers les broches de sortie du driver et les broches de contrôle vers GPIOs supplémentaires (consultez la fiche technique L293D pour définitions des broches). Une fois les moteurs câblés, le script peut commander avance, recul, et virages.

Une fois le matériel assemblé, allumez le Raspberry Pi, appuyez sur le bouton poussoir, et regardez le robot naviguer en évitant les obstacles.

Pour ressources d'apprentissage supplémentaires, téléchargez notre eBook gratuit sur Raspberry Pi et Arduino pour approfondir vos compétences.