IMA3/IMA4 2019/2021 P5+
Présentation générale
Description
Pour remplacer les moteurs, l'idée est de partir sur des câbles retractibles du type Flexinol.
On peut imaginer un robot dont le chassis est en équilibre sur un rouleau central et dont le moyen de propulsion est quatre membres répartis vers l'avant et vers l'arrière avec une symétrie dans l'axe de la longueur du chassis.
Pour avancer le robot bascule en arrière sur son rouleau (en déplaçant ses membres arrière lestés ou à l'aide d'une pièce mobile soulevant son avant) puis projette ses membres antérieurs vers l'avant. Il bascule alors vers l'avant et ramène ses membres antérieurs munies de "griffes" à la force de ses "muscles". Il doit être possible de tourner en actionnant des membres des cotés opposés dans des directions différentes.
Des capteurs de contact permettent de savoir quand l'avant du corps se retrouve dans le vide. Des capteurs de puissance électrique permettent de savoir quand le robot est bloqué. Le rampant peut alors se déplacer en autonomie.
Les robots possèdent des capteurs et des émetteurs infrarouge pour communiquer entre eux. Un système de réduction de champ de vision permet d'apprécier la distance des autres robots.
Un robot peut alors en "chasser" un autre en repérant son code infrarouge (signaux pulsés).
Objectifs
Conception d'un robot rampant capable de mouvoir
Préparation du projet
Cahier des charges
Choix techniques : matériel et logiciel
- Logiciel
Pour la réalisation du projet j'ai utilisé Fritzing comme logiciel pour le schématique et le PCB
Liste des tâches à effectuer
Calendrier prévisionnel
Réalisation du Projet
Prologue
Semaine 1
Mise en place des pièces nécessaires(flexinol,Battérie...)
- site de Référence: où trouver les caractéristiques de flexinol
http://slow.free.fr/materiaux/selectronic/body_flexinol.htm Pour le Robot l'estimation de la masse est à 300g donc on aura un poids P=2,94N
- Force nécéssaire à la traction:
La force F nécessaire doit être supérieur la friction f
f= μ*m*g = μ*P Ref :https://www.engineeringtoolbox.com/friction-coefficients-d_778.html
moyenne de coefficient de frottement utilisé μ=0,5 donc f= 1.47N
Le choix se porte sur sur le flexinol de diamètre 0,10 mm( force de restreint 1,47N par bras --> 2.94N(pour les deux bras)>f=1.47N)
Pour le diamètre plus faible la force de restreint est plus faible(0,64N pour les deux bras < f)
- Puissance dans le flexinol
https://www.redohm.fr/tag/flexinol/ Résistance 126ohm/m pour un diamètre de 0,10 mm (0,039 inch) Puissance R*I² = 126*0,18² = 4.14 watt/mètre
Semaine 2
- Choix de Batterie
Batterie Lithium 3,7v pour alimenter les différents partie du circuit (L'atmega, controleur de moteur...)
Semaine 3 et 4
Réalisation du schématique du Robot
Alimentation du Robot
Pour alimenter tout le circuit j'ai opté pour une alimentation de 3.7v(batterie Lithium).Ensuite On a utilisé un régulateur de tensison pour obtenir de 3.3V dans le but d'éviter de griller le FT232R.La batterie est représentée par le VB et on récupère à la sortie du circuit de l'alimentation VD qui peut valoir 3.7V ou 3.3V. Et un circuit de vérification du fonctionnement constitué d'une Led et une résisatance.
Partie USB
Pour convertir les entrées USB en liaison série.Le port USB alimenter sur 5V.Pour obtenir en sortie Tx et Rx une tension de 3.7V ou 3.3V j'ai alimenté les 3V3out par VD ou connecter 3V3out et VCCIO.
Partie moteur
Pour notre robot qui a deux bras pour se déplacer a besoin de deux moteurs d'où l'utilisation d'un contôleur de moteur TB6612fng.
Partie microcontroleur
L'atmega328p est utilisé pour la gestion des deux moteurs utile pour les bras du Robot
Semaine 5
Après la mise en place du schématique je me suis focalisé sur la mise en place du PCB.j'ai rencontré pas mal de difficulté dans l'emplacement des composants et leur liaison entre eux grâce aux fils.
Ensuite j'ai commencé à faire des calculs sur le coefficient de raideur nécessaire sur le ressort qui s'occupe du redressement des bras du Robot et aussi la conception du corps du robot sur Onshape
Documents Rendus
Robot rampanct pcb : Urobot10_Pcb.zip
