1. Explorez votre environnement avec un radar motorisé sur deux axes
Découvrez la robotique de manière concrète avec ce kit Arduino Pan-Tilt équipé de deux servomoteurs MG996R, d’un capteur ultrasonique HC-SR04 et d’un écran tactile TFT 3,5 pouces.
Depuis l’interface tactile, l’utilisateur peut orienter manuellement le capteur vers la gauche, la droite, le haut ou le bas. Un mode automatique permet également d’effectuer un balayage de l’environnement afin de détecter les obstacles et d’afficher leur position sur une interface graphique inspirée d’un radar.
La carte compatible Arduino Mega 2560 assure le fonctionnement général du système, tandis que le module PCA9685 pilote les deux servomoteurs MG996R par communication I²C. Le support Pan-Tilt compatible MG995 et MG996 permet de déplacer le capteur HC-SR04 horizontalement et verticalement.
Le kit comprend également une alimentation 5 V/2 A destinée aux servomoteurs, un câble USB Type-C pour la programmation de la carte Mega ainsi que des câbles Dupont mâle-femelle de 20 cm pour réaliser les connexions.
Ce projet constitue un excellent support pédagogique pour découvrir la programmation Arduino, les servomoteurs, les capteurs ultrasoniques, les interfaces tactiles et la représentation graphique de mesures.
2. Caractéristiques techniques
Contenu du kit
- 1 carte compatible Arduino Mega 2560 avec connecteur USB Type-C
- 1 écran tactile TFT couleur 3,5 pouces
- 1 contrôleur de servomoteurs PCA9685
- 2 servomoteurs MG996R à pignons métalliques
- 1 support Pan-Tilt compatible MG995 et MG996
- 1 capteur de distance ultrasonique HC-SR04
- 1 alimentation secteur 5 V/2 A pour les servomoteurs
- 1 câble USB Type-C pour la carte Mega 2560
- 1 lot de câbles Dupont mâle-femelle de 20 cm
- 1 jeu de visserie pour le montage du support
- Le code Arduino du projet
- La notice de montage et de programmation
Carte de contrôle
- Modèle : carte compatible Arduino Mega 2560
- Connecteur de programmation : USB Type-C
- Environnement de programmation : IDE Arduino
- Communication avec le PCA9685 : I²C
- Broches I²C de la carte Mega : SDA D20 et SCL D21
- Gestion de l’écran tactile, du HC-SR04 et des modes de fonctionnement
Écran tactile
- Type : écran TFT couleur tactile
- Diagonale : 3,5 pouces
- Affichage des distances mesurées
- Affichage des positions Pan et Tilt
- Commandes tactiles directionnelles
- Sélection des modes manuel et automatique
- Représentation graphique des obstacles
Servomoteurs MG996R
- Quantité : 2
- Type : servomoteurs numériques
- Transmission : pignons métalliques
- Tension de fonctionnement : 4,8 à 6 V
- Fonction : rotation horizontale et inclinaison verticale
- Pilotage assuré par le module PCA9685
- Adaptés au support Pan-Tilt MG995/MG996 fourni
Contrôleur PCA9685
- Communication : I²C
- Nombre de canaux : 16
- Résolution PWM : 12 bits
- Canaux utilisés dans le projet : 2
- Fréquence configurée pour la commande des servomoteurs
- Bornier d’alimentation séparé pour les servomoteurs
- Réduction du nombre de broches utilisées sur la carte Arduino
Support Pan-Tilt
- Type : support motorisé à deux axes
- Axe Pan : rotation horizontale
- Axe Tilt : inclinaison verticale
- Compatibilité : servomoteurs MG995 et MG996R
- Conception adaptée au montage d’un capteur HC-SR04
- Visserie de montage incluse
Capteur de distance
- Modèle : HC-SR04
- Technologie : mesure par ultrasons
- Fonction : mesure de la distance et détection des obstacles
- Montage : installé sur la partie mobile du support Pan-Tilt
- Affichage des mesures directement sur l’écran TFT
Alimentation des servomoteurs
- Type : alimentation secteur
- Tension de sortie : 5 V
- Courant maximal : 2 A
- Utilisation : alimentation du PCA9685 et des deux servomoteurs MG996R
- La carte Arduino Mega reste alimentée et programmée par son câble USB Type-C
Connectique fournie
- 1 câble USB Type-C pour la carte compatible Arduino Mega 2560
- Câbles Dupont mâle-femelle
- Longueur des câbles Dupont : 20 cm
- Utilisation : raccordement du PCA9685, du HC-SR04 et des différents éléments du montage
Modes de fonctionnement
Mode manuel
- Déplacement du support vers la gauche et la droite
- Déplacement vers le haut et le bas
- Recentrage du support
- Mesure de la distance dans la direction sélectionnée
- Affichage des angles Pan et Tilt
- Affichage de la distance mesurée
- Indication de la proximité d’un obstacle
Mode automatique
- Balayage horizontal automatique
- Analyse sur plusieurs niveaux d’inclinaison
- Mesure automatique des distances
- Détection des obstacles
- Affichage des obstacles sur une interface de type radar
- Classification visuelle selon la proximité de l’obstacle
3. Avantages du produit
Une interface tactile intuitive
L’écran TFT 3,5 pouces permet de contrôler le système directement au toucher. Aucun bouton physique supplémentaire n’est nécessaire pour déplacer le support ou sélectionner un mode.
Un système Pan-Tilt motorisé sur deux axes
Les deux servomoteurs MG996R permettent d’orienter le capteur HC-SR04 horizontalement et verticalement afin d’explorer différentes zones.
Deux modes de fonctionnement
Le mode manuel permet de contrôler précisément l’orientation du capteur. Le mode automatique réalise un balayage de l’environnement et affiche les obstacles détectés.
Une visualisation des obstacles en temps réel
Les mesures du HC-SR04 sont affichées sous forme de distance et de points sur une représentation graphique inspirée d’un radar.
Une alimentation dédiée aux servomoteurs
L’alimentation 5 V/2 A fournie permet d’alimenter le PCA9685 et les deux servomoteurs indépendamment de la sortie 5 V de la carte Arduino.
Une connectique incluse
Le câble USB Type-C et les câbles Dupont mâle-femelle de 20 cm permettent de programmer la carte et de réaliser les principales connexions du montage.
Un projet pédagogique complet
Ce kit permet d’aborder plusieurs notions dans un même projet :
- programmation Arduino ;
- communication I²C ;
- pilotage de servomoteurs ;
- utilisation d’un module PCA9685 ;
- mesure de distance par ultrasons ;
- gestion d’un écran tactile ;
- création d’une interface graphique ;
- affichage et interprétation de données ;
- détection et représentation d’obstacles.
4. Utilisations pratiques et polyvalentes
Ce kit peut être utilisé pour réaliser différents projets pédagogiques et expérimentaux :
- radar ultrasonique motorisé ;
- détecteur d’obstacles directionnel ;
- système de balayage automatique ;
- plateforme orientable pour capteurs ;
- démonstration d’un mécanisme Pan-Tilt ;
- initiation à la robotique ;
- prototype de tourelle de détection ;
- projet scolaire ou universitaire ;
- travaux pratiques en électronique ;
- atelier de programmation Arduino ;
- initiation à la communication I²C et au pilotage PWM.
Le montage peut également servir de base à des projets plus avancés intégrant une caméra, un module Bluetooth, un capteur infrarouge ou un système de suivi automatique.
5. Ressources et Informations Complémentaires
Bibliothèques Arduino nécessaires
- MCUFRIEND_kbv
- Adafruit GFX Library
- TouchScreen
- Wire
- Adafruit PWM Servo Driver Library
Alimentation et sécurité
Les servomoteurs MG996R ne doivent pas être alimentés directement depuis la sortie 5 V de la carte Arduino Mega.
L’alimentation 5 V/2 A fournie doit être raccordée à l’entrée d’alimentation des servomoteurs du PCA9685. La masse de l’alimentation doit être reliée à la masse du PCA9685 et à celle de la carte Arduino.
La consommation des servomoteurs augmente lorsqu’ils rencontrent une résistance mécanique. Évitez de bloquer le support, de faire forcer les servomoteurs ou d’utiliser le montage avec une charge trop importante.
Conseils de montage
- Positionnez les servomoteurs au centre avant d’assembler le support.
- Vérifiez le serrage de la visserie avant la mise sous tension.
- Respectez l’orientation des connecteurs des servomoteurs sur le PCA9685.
- Vérifiez la polarité de l’alimentation avant le branchement.
- Évitez que les câbles gênent la rotation du support.
- Limitez les angles dans le programme afin d’éviter les blocages mécaniques.
- Ne forcez pas manuellement le support lorsque les servomoteurs sont alimentés.
- Débranchez l’alimentation avant de modifier le câblage.
Questions fréquentes
Peut-on déplacer le support manuellement depuis l’écran ?
Oui. Le mode manuel permet de déplacer le capteur vers la gauche, la droite, le haut et le bas.
Le système détecte-t-il automatiquement les obstacles ?
Oui. Le mode automatique réalise un balayage et affiche les obstacles détectés sur l’interface radar.
À quoi sert le PCA9685 ?
Le PCA9685 génère les signaux PWM nécessaires au contrôle des deux servomoteurs et communique avec la carte Mega par I²C.
Pourquoi les servomoteurs disposent-ils d’une alimentation séparée ?
Les servomoteurs peuvent demander davantage de courant que la carte Arduino ne peut en fournir. L’alimentation 5 V/2 A est donc raccordée directement au PCA9685.
Le câble USB Type-C alimente-t-il les servomoteurs ?
Non. Il sert principalement à programmer et à alimenter la carte compatible Arduino Mega 2560. Les servomoteurs sont alimentés séparément.
Ce kit est-il destiné à un usage professionnel ?
Non. Ce kit est exclusivement destiné à l’apprentissage, à l’expérimentation et à la découverte de la robotique.
Avertissement
Ce kit est conçu exclusivement à des fins pédagogiques. Il permet de découvrir le fonctionnement d’un support Pan-Tilt, des servomoteurs MG996R, d’un contrôleur PCA9685, d’un capteur ultrasonique et d’une interface tactile.
Il n’est pas destiné à un usage professionnel, industriel, médical, sécuritaire ou critique. Il ne doit pas être utilisé dans une application dont le dysfonctionnement pourrait provoquer des dommages matériels ou corporels.