TP Projet : Créer un système d'alarme anti-intrusion (Antivol de sac)

Objectif de la séance

L'objectif de ce TP est de programmer de A à Z un autre type d'objet connecté : un système d'alarme anti-intrusion pour sac à dos.
Vous allez construire ce projet étape par étape. À la fin de la séance, votre carte Micro:bit sera capable de :

S'activer (s'armer) avec un compte à rebours pour vous laisser le temps de fermer votre sac.
Se désactiver (se désarmer) à l'aide d'un bouton.
Détecter si quelqu'un déplace ou secoue votre sac grâce à l'accéléromètre.
Déclencher un signal visuel clignotant (effet gyrophare) en cas d'intrusion.
Garder en mémoire et afficher le nombre de tentatives d'intrusion détectées.

L'environnement de travail

Comme pour les séances précédentes, nous allons utiliser le simulateur intégré au navigateur.

Rendez-vous sur le site officiel : https://python.microbit.org/v/3
Effacez le code de démonstration présent dans l'éditeur.

Étape 1 : Initialiser la mémoire de l'alarme

Pour savoir si notre alarme est en train de surveiller le sac ou non, elle doit retenir son état : "armée" ou "désarmée". Nous allons utiliser une variable booléenne (qui vaut soit True pour Vrai, soit False pour Faux). Au démarrage, l'alarme doit être désarmée.

Mission 1 :

Au tout début de votre programme (lignes 1 et 2), importez la bibliothèque Micro:bit et créez une variable nommée armee initialisée à False.
Affichez également un smiley endormi (Image.ASLEEP) pour indiquer que l'alarme est éteinte et ne surveille rien.

from microbit import *

# On crée notre variable pour savoir si l'alarme surveille (True) ou non (False)
# À FAIRE : Créer la variable 'armee' et lui donner la valeur False
...

# Image au démarrage pour indiquer que l'alarme est désarmée
# À FAIRE : Afficher l'image Image.ASLEEP à l'écran
...

Copiez ce code et testez-le sur le simulateur.
L'image s'affiche-t-elle bien ? Le programme s'arrête-t-il tout de suite ? (La réponse est oui, car nous n'avons pas encore créé notre boucle while True:).

Étape 2 : Activer et désactiver l'alarme (Boutons A et B)

Nous voulons pouvoir allumer l'alarme quand nous laissons notre sac, et l'éteindre à notre retour.

Le bouton A servira à armer l'alarme.
Le bouton B servira à désarmer l'alarme.

Pour laisser le temps de fermer le sac après avoir appuyé sur A, nous allons ajouter un petit compte à rebours visuel de 3 secondes avant d'armer l'alarme.

Mission 2 :

Complétez votre programme en ajoutant la boucle infinie while True: et les conditions associées aux boutons :

from microbit import *

# (Rappel de l'étape 1)
armee = False
display.show(Image.ASLEEP)

while True:
    # Si on appuie sur le bouton A : on arme l'alarme
    if button_a.is_pressed():
        # Compte à rebours visuel
        display.show("3")
        sleep(1000)
        display.show("2")
        sleep(1000)
        display.show("1")
        sleep(1000)

        # À FAIRE 1 : Changer la variable 'armee' pour qu'elle devienne True
        ...

        # À FAIRE 2 : Afficher un cadenas fermé (Image.TARGET) ou une icône d'alerte (Image.SKULL) pour confirmer
        ...

    # Si on appuie sur le bouton B : on désactive l'alarme
    elif button_b.is_pressed():
        # À FAIRE 3 : Remettre la variable 'armee' à False
        ...

        # À FAIRE 4 : Afficher à nouveau l'image de sommeil Image.ASLEEP
        ...

Testez votre code sur le simulateur : Appuyez sur A, attendez le compte à rebours, vérifiez si l'image change. Appuyez sur B, l'écran doit revenir au mode sommeil.

Étape 3 : Détecter l'intrusion (L'accéléromètre)

Maintenant que l'alarme peut être armée, elle doit surveiller les mouvements du sac. Si quelqu'un le déplace, l'accéléromètre va détecter une secousse (shake). Mais attention ! On ne doit détecter le mouvement que si l'alarme est armée.

Mission 3 :

Dans votre boucle while True:, ajoutez une condition pour vérifier si l'alarme est armée ET si une secousse est détectée. Astuce : En Python, pour vérifier deux conditions en même temps, on utilise le mot-clé and (et).

while True:
    # (Rappel des boutons A et B de l'étape 2)
    if button_a.is_pressed():
        ...
    elif button_b.is_pressed():
        ...

    # À FAIRE : Si l'alarme est armée ET qu'on détecte une secousse ('shake')
    elif ... and ... :
        # Pour l'instant, on affiche une croix de danger pour signaler l'alerte
        display.show(Image.NO)
        sleep(2000)
        display.clear()

Testez sur le simulateur :

Armez l'alarme (bouton A) et attendez la fin du compte à rebours.
Secouez la carte (cliquez sur le bouton blanc "SHAKE" qui apparaît ou secouez votre souris sur la carte). La croix rouge Image.NO doit s'afficher !
Désarmez l'alarme (bouton B). Secouez à nouveau : la croix ne doit pas s'afficher, car l'alarme est désarmée.

Étape 4 : Déclencher la sirène (Alerte continue)

Actuellement, la croix de danger s'efface toute seule après 2 secondes. Une vraie alarme doit clignoter en continu jusqu'à ce que son propriétaire vienne la désactiver avec le bouton B ! Pour cela, nous allons ajouter une nouvelle variable : alerte_declenchee = False.

Mission 4 :

Modifiez votre programme pour intégrer cette variable et créer un effet gyrophare (clignotement).

from microbit import *

armee = False
# À FAIRE 1 : Créer la variable 'alerte_declenchee' et l'initialiser à False
...

display.show(Image.ASLEEP)

while True:
    # Bouton A : Armer l'alarme
    if button_a.is_pressed():
        # (compte à rebours)
        ...
        armee = True
        # On réinitialise l'alerte au cas où elle tournait déjà
        alerte_declenchee = False 
        display.show(Image.SKULL)

    # Bouton B : Désarmer l'alarme ET arrêter la sirène
    elif button_b.is_pressed():
        armee = False
        # À FAIRE 2 : Remettre la variable 'alerte_declenchee' à False
        ...
        display.show(Image.ASLEEP)

    # Détection de secousse
    elif armee == True and accelerometer.was_gesture('shake'):
        # À FAIRE 3 : Passer la variable 'alerte_declenchee' à True
        ...

    # Effet gyrophare (sirène visuelle)
    # À FAIRE 4 : Si 'alerte_declenchee' est True, on fait clignoter l'écran
    if ... :
        display.show(Image.CHESSBOARD) # Motif 1
        sleep(200)
        display.clear() # Écran vide (Motif 2)
        sleep(200)

Testez ce fonctionnement : Une fois l'alarme armée et secouée, le clignotement doit continuer sans s'arrêter. Si vous appuyez sur B, tout doit s'arrêter et se désarmer.

Étape 5 : Historique des intrusions (Compteur)

Lorsque vous revenez à votre sac, vous voulez savoir si quelqu'un a essayé d'y toucher pendant votre absence. Nous allons compter le nombre de fois où l'alarme s'est déclenchée.

Mission 5 :

Au tout début de votre programme, créez une variable intrusions initialisée à 0.
À chaque fois qu'une secousse est détectée (Étape 3), ajoutez 1 à cette variable.
Pour lire ce compteur, ajoutez une condition : si l'utilisateur appuie simultanément sur les boutons A et B, la carte fait défiler le nombre de tentatives d'intrusion.

[!WARNING] Attention à l'ordre des conditions ! En Python, la carte lit les conditions if / elif dans l'ordre, du haut vers le bas. Si vous mettez le test button_a.is_pressed() and button_b.is_pressed() en dessous de button_a.is_pressed(), la carte s'arrêtera sur le premier bouton détecté et ne lira jamais l'appui double. Pour éviter cela, placez la vérification des deux boutons tout en haut de votre boucle while True: !

from microbit import *

# Variables de départ
armee = False
alerte_declenchee = False
# À FAIRE 1 : Créer la variable 'intrusions' à 0
...

display.show(Image.ASLEEP)

while True:
    # À FAIRE 2 : Si les boutons A ET B sont pressés ensemble (à mettre en premier !)
    if button_a.is_pressed() and button_b.is_pressed():
        # Affiche le nombre d'intrusions
        display.scroll("Alertes:")
        display.scroll(intrusions)
        sleep(1000)

    elif button_a.is_pressed():
        # (Armement)
        ...

    elif button_b.is_pressed():
        # (Désarmement)
        ...

    elif armee == True and accelerometer.was_gesture('shake'):
        alerte_declenchee = True
        # À FAIRE 3 : Augmenter 'intrusions' de 1 (ex: intrusions = intrusions + 1)
        ...

    # Effet gyrophare
    if alerte_declenchee == True:
        display.show(Image.CHESSBOARD)
        sleep(200)
        display.clear()
        sleep(200)

Testez le programme complet : Secouez plusieurs fois pendant que l'alarme est armée (arrêtez l'alerte avec B entre chaque test). Appuyez ensuite sur A et B en même temps pour lire le score !

🏆 Défis Bonus pour améliorer votre alarme

Défi 1 : Alarme sensible à la lumière 💡

Si un voleur ouvre la fermeture éclair de votre sac, de la lumière va y entrer. En utilisant le capteur de lumière display.read_light_level() (qui renvoie une valeur entre 0 (nuit totale) et 255 (pleine lumière)), faites en sorte que si l'alarme est armée et que la lumière dépasse 50, l'alarme se déclenche également.

Défi 2 : Code de désarmement secret 🔐

Actuellement, n'importe qui peut éteindre l'alarme en appuyant simplement sur le bouton B. C'est trop facile ! Modifiez le programme pour qu'après avoir appuyé sur B, l'utilisateur doive appuyer sur le bouton A dans les 2 secondes pour valider l'arrêt. Si ce n'est pas fait, l'alarme reste active !

Défi 3 : Sirène sonore 🔊

Si votre carte Micro:bit possède un haut-parleur (comme sur la version V2), importez la bibliothèque music au début de votre code (import music). Faites retentir un son strident (comme music.SIREN ou music.BA_DING) en même temps que le clignotement visuel.