Contrôler un Robot par la Pensée : Projet Arduino Complet Ondes Cérébrales

Composants et fournitures

Composant	Quantité	Rôle
Arduino UNO	1	Robot
Arduino Mega 2560	1	Serveur principal (cerveau)
Arduino Leonardo	1	Contrôleur souris PC
Particle Photon	1	Serveur web / data logger
Necomimi Brainwave Cat Ears	1	Capteur EEG (puce NeuroSky TGAM)
Double pont en H L298 (SparkFun)	1	Driver moteurs robot
Module relais	1	Automatisme domestique
Module Bluetooth HC-05	1	Maître (réception casque)
Module Bluetooth HC-06	1	Esclave (sur casque)
LED générique	3	Indicateurs
Résistance 330 Ω	3	Pour LEDs
Transistor NPN usage général	3	Pour driver relais
Fils Male/Female	1
Fils de connexion	1
Demi breadboard	1

Outils nécessaires

Fer à souder

Applications et services en ligne

Brain Visualizer (pour tests/entraînement)

À propos de ce projet

Enfant, je rêvais de pouvoirs spéciaux : déplacer des objets par la pensée, voler. J'ai essayé… sans succès. Grand fan de Star Wars, mais aussi passionné d'électronique et de programmation : pourquoi ne pas combiner les deux ?

Contrôler un Robot par la Pensée : Projet Arduino Complet Ondes Cérébrales

Concept principal : utiliser différentes ondes cérébrales pour :

Contrôler un robot
Contrôler le curseur de la souris sur PC
Allumer/éteindre des lumières (domotique)
Un microcontrôleur (Particle Photon) crée un serveur web analysant les ondes en temps réel.

C'est une méthode parfaite pour détecter stress, somnolence, maladies. Cela aide aussi à mieux se connaître, contrôler ses émotions, trouver son équilibre mental. Un rêve d'enfant devenu réalité.

Mais au-delà du gadget, cet appareil rend des capacités à des personnes en situation de handicap : le robot fonctionne comme un fauteuil roulant, la domotique permet de contrôler lumière/TV sans bouger, le contrôleur souris ouvre l'informatique et le jeu vidéo par la pensée.

Regardez la vidéo d'introduction : (lien dans l'article original)

La science derrière le projet

Électroencéphalographie (EEG) : méthode non-invasive enregistrant l'activité électrique du cerveau via électrodes sur le cuir chevelu. Mesure les fluctuations de tension dues aux courants ioniques dans les neurones. On exploite deux bandes de fréquence :

Alpha (7–14 Hz) : apparition yeux fermés, relaxation ; atténuation yeux ouverts ou effort mental.
Bêta (15–30 Hz) : amplitude faible, fréquences multiples → pensée active, concentration, anxiété.

Comment ça marche ?

4 microcontrôleurs :

Arduino Mega : cerveau central. Reçoit signaux du casque, analyse, transmet commandes aux autres. Envoie toutes données au Photon (webserver).
Arduino Leonardo : contrôle souris PC (USB HID).
Arduino UNO : reçoit signaux IR, contrôle robot.
Particle Photon : serveur web / data logger cloud.

3 canaux (modes), basculement par fermeture des yeux :

1–2 s yeux fermés → Domotic
2–4 s yeux fermés → Robot
4–6 s yeux fermés → Souris

Relais pour domotique : connecter tout appareil (TV, lampe, prise...).

Le casque sans fil

J'ai hacké un jouet « Necomimi » (oreilles de chat bougeant selon ondes cérébrales). Inutile comme jouet, mais contient la puce NeuroSky TGAM : lecture ondes, filtrage bruit, sortie UART série. Avec quelques modifications, on en fait un casque EEG Bluetooth confortable.

Comment l'utiliser ?

Deux valeurs eSense (NeuroSky) : Méditation (0–100) et Attention (0–100).

Plus vous êtes concentré → Attention monte.
Plus vous êtes détendu → Méditation monte.

Le système fonctionne par la pensée pure. Après ~1 semaine d'entraînement, je contrôlais mon niveau d'attention précisément (15, 39, 65, 90). Chacun trouve sa méthode : émotions (amour, colère, peur) donnent de bons contrastes.

Alimentation : brancher micro-USB sur l'Arduino Leonardo (alimente tout le système : 5V, 500mA).

Mode Domotique

Attention > 70 → Relais 1 ON/OFF
Méditation > 70 → Relais 2 ON/OFF
Les deux > 70 → Relais 3 ON/OFF
(Même commande pour allumer/éteindre)

Mode Souris

Attention :

< 25 → Gauche
25–50 → Droite
50–75 → Haut
75–100 → Bas

Clic : Méditation > 70.

Mode Robot

3 états : Stop, Tourner gauche, Avancer.
Pourquoi seulement 2 mouvements ? Suffisants pour aller n'importe où.
Méditation → Rotation sur place.
Quand direction voulue atteinte → Stop → Attention → Avancer.
Méthode plus intuitive, même pour débutants.

Hack du jouet Necomimi

Retirer l'autocollant arrière → vis → ouvrir le boîtier.
À l'intérieur : petit circuit. Celui du bas = puce NeuroSky TGAM, connectée par 4 pins au circuit principal. Désouder ce petit circuit délicatement.
Souder 3 fils : GND, VCC, T (pin TX, 57600 bauds).
Connecter T directement au RX du module HC-06 (esclave).
Alimentation : batterie Li-Ion 500 mAh + circuit charge USB + step-up 5V + diviseur 100Ω/200Ω → 3,3V stable pour puce + BT.
Configurer les modules Bluetooth (voir ci-dessous).

Schéma électronique du casque

Point crucial : connecter le pin « T » de la puce TGAM au pin « RX » du module Bluetooth HC-06.

Configuration des modules Bluetooth

HC-06 (esclave sur casque)

Téléverser sketch « HC_06_Bluetooth » sur un UNO, câbler le HC-06 selon schéma. Moniteur série (9600 bauds) :

void setup() {
  Serial.begin(9600); delay(1000);
  Serial.print("AT"); delay(1000);
  Serial.print("AT+VERSION"); delay(1000);
  Serial.print("AT+PIN"); delay(1000); // supprimer mot de passe
  Serial.print("AT+BAUD7"); delay(1000); // 57600 bauds = Necomimi
  Serial.begin(57600);
}
void loop() {}

Le HC-06 est maintenant à 57600 bauds. Compatible avec toutes apps NeuroSky (Brain Visualizer, EEG Analyzer, Blink Camera...).

HC-05 (maître sur serveur)

Sketch « HC_05_Bluetooth » sur UNO. Pin EN du HC-05 → 3V3 de l'UNO. Récupérer l'adresse MAC du HC-06 (via smartphone Android), remplacer « : » par « , » dans le code (ex: 20:15:09:15:17:82 → 20,15,09,15,17,82).

void setup() {
  Serial.begin(9600); delay(1000);
  Serial.print("AT"); delay(1000);
  Serial.print("AT+VERSION"); delay(1000);
  Serial.println("AT+ROLE=1"); // mode maître
  delay(1000);
  Serial.println("AT+LINK=20,15,09,15,17,82"); // adresse HC-06
  delay(1000);
  Serial.print("AT+UART=57600,1,0"); // 57600 bauds
  Serial.begin(57600);
}
void loop() {}

Les deux modules doivent se connecter automatiquement.

Le robot à commande IR

Technologie IR 38 kHz (télécommande TV). Châssis acheté, récepteur IR récupéré sur vieille TV.

Driver moteurs (L293D)

Composants : 2 borniers, L293D, 3 pins header, 9 pins header 90°, résistance 1k, LED rouge, fils, PCB.

Assemblage châssis

Connexion à l'Arduino UNO (robot)

Pin Arduino → Driver L293D
4 → 15
5 → 10
6 → 7
7 → 2
VIN → 8 (alimentation moteurs)
5V → 1, 9, 16 (enable)
GND → 4, 5, 12, 13

Code robot (bibliothèque IRremote)

Décode signaux IR 38 kHz, pilote moteurs. Codes IR :

0xFF18E7 → Avant
0xFF4AB5 → Arrière
0xFF10EF → Gauche
0xFF5AA5 → Droite
0xFF38C7 → Stop

Sketch : « Robot_Code » (voir section Code).

Serveur principal (Mega + Leonardo + Photon)

Boîtier

Deux plaques plexi 18×15 cm, poncées, assemblées par vis.

Module relais 3 canaux (DIY)

Composants : 3× 2N2222, 3× diodes germanium, 3× 330Ω, 3× 1kΩ, 3× relais 5V, fils, pins header, PCB.

Pin « Signal » → transistor → relais. Pins Arduino Mega : D37, D38, D39.

Installation dans le boîtier

Ruban double-face blanc sur plexi : propre et solide.

Câblage du serveur

LED IR → pin D3 (Mega)
Relais → D37, D38, D39
Mega D16 → RX Photon
Mega D18 → RX Leonardo
Alimentation partagée, GND commun

Liaison avec le robot

LED IR sur D3 + bibliothèque IRremote → envoi codes vers robot. Tester avec caméra : lumière IR apparaît violette.

Code serveur (Arduino Mega)

Sketch « Arduino_Mega_Server » (section Code). Utilise bibliothèques : VirtualWire, SoftwareSerial, Brain, LiquidCrystal, IRremote.

Variables nommées d'après les initiales de ma famille (I, M, E, T, S).

Avant téléversement : déconnecter tout des pins RX/TX (Bluetooth, Leonardo, Photon).

Contrôleur souris (Arduino Leonardo)

Sketch « Mouse Controller Code » : reçoit commandes série (u/d/l/r/c) → Mouse.move() / Mouse.click().

Serveur web (Particle Photon)

Data logger cloud : publie Attention, Méditation, Fonction active sur dashboard Particle. Utile pour détecter stress (attention instable) ou besoin de sommeil (méditation > 80).

Code Photon : voir section Code. Téléversement via IDE web Particle Build.

Version simplifiée : Robot seulement

Pour qui veut uniquement un robot contrôlé par la pensée : Arduino Mini Pro (ou UNO) + LED IR sur D3 + casque hacké (pin T → RX Arduino). Sketch « RobotControllerHeadset.ino » :

#include <IRremote.h> #include <Brain.h>
IRsend irsend; Brain brain(Serial);
const int ledPin = 3; int medValue;
void setup() { pinMode(ledPin, OUTPUT); Serial.begin(57600); }
void loop() {
  if (brain.update()) { medValue = brain.readMeditation(); }
  if (brain.readSignalQuality() == 0) {
    if (medValue > 65) { irsend.sendNEC(0xFF10EF, 32); delay(40); } // gauche
    if (brain.readAttention() > 65) { irsend.sendNEC(0xFF18E7, 32); delay(40); } // avant
  }
}

Devenir un Jedi de l'IoT (Tests)

Essayez ! Utilisez la Force de vos neurones. Déplacez le robot, contrôlez votre maison, tout par la pensée. Vous êtes maintenant un vrai Jedi de l'IoT !

L'appareil a de nombreuses fonctions et est très amusant. Mais ce n'est pas qu'un jouet : en alliant biologie et électronique, nous créons un dispositif qui peut aider les personnes en situation de handicap à retrouver des capacités naturelles.

Le robot se contrôle aisément, les relais aussi. Il faut juste apprendre à maîtriser son niveau d'attention pour la souris. Sur la photo, j'essaie de quitter une application par la pensée. La pratique améliore l'expérience.