Simple Pi Robot – Construire un rover autonome 2 roues motrices avec Raspberry Pi

Simple Pi Robot est un guide pratique qui transforme un Raspberry Pi en plateforme mobile autonome fully-fonctionnelle. Que vous soyez hobbyiste ou éducateur, ce tutoriel vous accompagne à chaque étape — de la sélection des composants à l'écriture du code de contrôle et au streaming vidéo temps réel.

Liste des pièces

• Raspberry Pi (tout modèle, Pi B+ ou Pi Zero recommandé)
• Câble ruban GPIO 40 broches (pour Pi B+ ou Pi 2)
• Breadboard standard
• Châssis 2 roues (ex: kit Ellipzo 2-WD)
• Capteur distance ultrasonique (HC-SR04)
• Powerbank pour le Pi
• Piles AA rechargeables (2100 mAh ou plus)
• Fils de liaison mâle & femelle, résistances
• Adaptateur Wi-Fi (EDUP ou EDIMAX)
• Carte microSD 4 Go+ pour l'OS
• Pilote double moteur L298
• Moteur servo (ex: Futaba S3003)
• Divers : attaches câbles, mousse adhésive pour montage

Étape 1 – Choisir un pilote moteur

Le L298 est un choix éprouvé, rentable, qui fournit une alimentation 5 V régulée pour moteurs et servos. Il supporte aussi des broches enable séparées pour contrôle de vitesse. Autres options incluent le shield contrôleur RTK, Pololu DRV8835, ou Adafruit DC/Stepper Motor HAT, mais la simplicité du L298 le rend idéal pour débutants.

Étape 2 – Câblage du L298

Connectez la carte au châssis comme suit :

• Moteur DC A : OUT-A+ → OUT-A-
• Moteur DC B : OUT-B+ → OUT-B-
• Servo : +5V (régulé) → Servo +, GND → Servo -
• Broche enable : gardez le cavalier en place pour vitesse max ; retirez-le pour contrôle vitesse PWM.
• Connectez quatre fils de liaison des entrées de contrôle vers les broches GPIO du Pi (voir diagramme pin-out).
• Attachez un seul fil de liaison de la ligne de contrôle servo vers une autre broche GPIO.

Étape 3 – Configuration du servo

Le servo nécessite une alimentation 5 V constante et un signal de contrôle PWM. Dans cette construction nous utilisons un Futaba S3003 (4,8-6 V). Utilisez la bibliothèque RPIO.PWM pour un contrôle servo fiable via DMA :

sudo apt-get install python-setuptools sudo easy_install -U RPIO 

Plus sur RPIO.PWM.

Étape 4 – Assemblage du châssis

Nous utilisons le kit châssis Ellipzo 2-WD, qui inclut moteurs, support servo pan/tilt, et tout le matériel nécessaire. Suivez les instructions du kit pour attacher le Pi, le L298, et les composants d'alimentation.

Étape 5 – Ajout du capteur de distance HC-SR04

Connectez VCC à +5 V et GND à la masse. Les broches TRIG et ECHO vont vers des broches GPIO (ex: 18 et 17). Ajoutez une résistance 1 kΩ sur la ligne echo pour protéger le Pi. L'extrait Python suivant mesure la distance :

TRIG = 18 ECHO = 17 # (initialiser GPIO et effectuer mesure) 

Étape 6 – Caméra et streaming en direct

Attachez le module caméra officiel Pi. Installez VLC pour le streaming :

sudo apt-get install vlc 

Stream via RTSP :

raspivid -o - -t 0 -n | cvlc -vvv stream:///dev/stdin --sout '#rtp{sdp=rtsp://:8554/}' :demux=h264 

Ouvrez le flux sur n'importe quel appareil avec VLC : rtsp://<PI-IP>:8554/.

Étape 7 – Pin-out & Code de contrôle Python

Le script Python complet ci-dessous contrôle le mouvement du robot, la détection de distance, et le servo. Il utilise RPi.GPIO pour la logique moteurs et RPIO.PWM pour le PWM servo.

from RPIO import PWM import RPi.GPIO as GPIO import time from subprocess import call GPIO.setmode(GPIO.BCM) # Setup GPIO pins GPIO.setup(19, GPIO.OUT) GPIO.setup(26, GPIO.OUT) GPIO.setup(16, GPIO.OUT) GPIO.setup(20, GPIO.OUT) GPIO.setup(21, GPIO.IN) GPIO.setup(8, GPIO.OUT) GPIO.setup(27, GPIO.OUT) GPIO.setup(9, GPIO.OUT) TRIG = 18 ECHO = 17 # Fonctions de mouvement def fwd(): GPIO.output(19, True) GPIO.output(26, False) GPIO.output(16, True) GPIO.output(20, False) # (autres fonctions mouvement et capteur omises pour brièveté) while True: inp = raw_input() if inp == "1": fwd() print("robot moving forward") # ... (gérer autres commandes) GPIO.cleanup() 

Étape 8 – Photos d'assemblage

Référez-vous aux images accompagnantes pour guidance visuelle sur câblage, montage, et assemblage final.

Pour le code source complet et ressources additionnelles, visitez la page originale Simple Pi Robot.