Plateforme robotique pour l'enseignement secondaire : Différence entre versions

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====Objectif du stage====
 
====Objectif du stage====
  
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mon objectif au terme de ce projet est de réaliser un robot qui peut mesure la vitesse, suivre la ligne et éviter des obstacles automatiquement.ce robot est contrôlé par une carte principale.
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L'objectif à terme de ce projet est de réaliser un robot qui peut aller droit en mesurant la vitesse de ses deux moteurs, qui peut suivre une ligne et éviter des obstacles automatiquement. Ce robot doit être contrôlé par une carte principale que je dois aussi réaliser. Deux modèles de robots seront réalisé : un modèle d'entrée de gamme et un modèle avec des composants plus fiables (en particulier les motoréducteurs).
  
 
====Description du stage====
 
====Description du stage====
  
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D’abord, il faut créer mon châssis. Le châssis du robot serait constitué de plexiglas. Il contient des composantes nécessaire, par exemple, deux plaques de plexiglas, qui sont assemblées par des entretoises, deux moteurs avec réducteur, deux roues,le capteur de ligne, le capteur de infrarouge, le capteur de distance, etc.
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D’abord, il faut créer le châssis. Le châssis du robot serait constitué de plexiglas pour supporter les autres composants. On peut imaginer, par exemple, deux plaques de plexiglas assemblées par des entretoises. Les composants sont les deux moteurs avec leur réducteur, deux roues, les capteurs de ligne, les capteurs infrarouges, le capteur de distance, etc.
 
   
 
   
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En suite, pour les connexions vers les moteurs (alimentation et retour des odomètres), pour les capteur de lignes, pour le capteur de distance et pour le capteurs infrarouge. Il faut créer une carte électrique, ce carte principe serait conçue avec deux ponts en H et un micro-professeur de type AVR. Pour des raisons pédagogiques la carte sera conçue avec le logiciel Fritzing. Il est demandé d’utiliser des composents CMS et contient des connecteurs RJ11.
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Ensuite, pour les connexions vers les moteurs (alimentation et retour des odomètres), vers les capteurs de lignes, vers le capteur de distance et vers les capteurs infrarouge, il faut prendre des connecteurs simples à utiliser comme des connecteurs RJ11. La carte principale serait conçue avec deux ponts en H et un micro-contrôleur de type AVR. Pour des raisons pédagogiques, la carte sera conçue avec le logiciel Fritzing. Il est demandé d’utiliser des composants CMS même si la première carte sera basée autour d'un micro-contrôleur en boitier DIP pour faciliter les tests.
 
   
 
   
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Les capteurs seront réalisés à partir de composants électronique de base (photo-transistor , LEDs, émetteurs et récepteur ultrason ). Les cartes électriques seront munies d’un connecteur RJ11 pour la connexion vers la carte principale.
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Les capteurs seront réalisés à partir de composants électroniques de base (photo-transistor, LEDs, émetteurs et récepteur ultrason). Les cartes filles seront munies d’un connecteur RJ11 pour la connexion vers la carte principale.
  
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Enfin, il faut aussi écrire, en C, les routine pour exploiter les moiteurs et les capteurs (odomètres, capteurs de ligne, capteurs infra-rouge, et capteur de distance ).
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Enfin, il faut aussi écrire, en C, les routines pour exploiter les moteurs et les capteurs (odomètres, capteurs de ligne, capteurs infra-rouges, et capteurs de distance).
  
 
[[Fichier:chassis2.jpg]]
 
[[Fichier:chassis2.jpg]]
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* 1 roue libre
 
* 1 roue libre
 
* 1 interrupteur
 
* 1 interrupteur
 +
* 2 capteurs de vitesse
 +
* 3 capteurs infrarouges
 
* 1 capteur ultrasons
 
* 1 capteur ultrasons
−
* 1 capteur de vitesse
+
* 1 boîtier de 6 piles  
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* 1 capteur de lumière
 
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* Un boîtier de 6 piles  
 
 
* 1 haut parleur  
 
* 1 haut parleur  
 
* 2 leds rouges  
 
* 2 leds rouges  
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* 2 leds jaunes  
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* 2 leds jaunes
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* 1 breadboard
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* 1 micro-contrôleur
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* Un arduino UNO
 
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* 1 kit arduino
 
  
 
===== Logiciel =====
 
===== Logiciel =====
−
* Ardublock
+
* Compilateur C
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* Arduino IDE (utilisant le langage C)
 
 
* Inkscape (pour designer des plaques et encoder disques)
 
* Inkscape (pour designer des plaques et encoder disques)
 +
* Fritzing (pour la conception du PCB)
  
 
===== Outil=====
 
===== Outil=====
−
* imprimante 3D pour concevoir la base ou des pièces manquantes du robot
+
* Découpeuse laser (pour les chassis)
−
 
+
* imprimante 3D ?
  
 
==Avancement du stage==
 
==Avancement du stage==
 
===Semaine 1 ===
 
===Semaine 1 ===
  
−
==== Doucumentation ====
+
==== Documentation ====
  
−
pour bien comprendre mon sujet, j'ai cherché les informations par rapport ce sujet, pour réaliser ce robot, je peux diviser mon travail en quatre parties
+
Pour bien comprendre mon sujet, j'ai cherché les informations pour réaliser ce robot, je peux diviser mon travail en quatre parties
 
principales:
 
principales:
  
−
* la Création d'un châssis de ce robot avec des composantes nécessaires
+
* Création d'un châssis avec les composants nécessaires
−
--un châssis contient deux plaques en plexiglas fabriqué par imprimante 3D, deux moteurs avec réducteur, deux encoder disque(pour mesure la vitesse ),deux roues,  
+
** le châssis est constitué de deux plaques en plexiglas découpées à la découpeuse laser, de deux moteurs avec réducteur, de deux encodeurs disques (pour mesurer la vitesse ), de deux roues, des capteurs infrarouges （pour suivre la ligne） et d'un capteur ultrason (pour éviter les obstacles）
−
des capteur de ligne （pour suivre la ligne） et des capteur de ultra-son （pour éviter l'obstacle）
+
* Création d'une carte principale avec deux ponts en H, des composants CMS et un ATMega328P.
−
 
+
** cette carte peut être considérée comme un Arduino spécialisé, elle peut contrôler les moteurs (avancer, tourner, arrêter), traiter les signaux qui sont transmis par des capteurs, etc.  
−
* la Création d'une carte principal avec un pont en H et des composants CMS et un ATMega328P
+
* Ecriture de fonctions en C pour utilisation avec Ardublock.
−
--la fonction de cette carte ressemble Arduino, il peut contrôler les moteurs(avancer, arrêter),traiter des signaux qui sont transmis par des capteurs, etc.  
+
** les fonctions permettent d'exploiter les moteurs et les capteurs (odomètres, capteurs de ligne, capteurs infra-rouges et capteur de distance). De cette façon, le robot peut suivre la ligne et éviter des obstacles automatiquement.
−
 
+
** les fonctions à ecrire sont :
−
*l'écritures d'un programme en C.
+
*** les fonctions de contrôle du système  
−
--ce programme permet de exploiter les moteurs et les capteurs(odomètres, capteurs de ligne, capteurs infra-rouge et capteur de dilatance), de cette façon, ce robot peut suivre la ligne et éviter des obstacles automatiquement.
+
*** les fonctions de suivi de ligne  
−
 
+
*** les fonctions d'évitement des obstacles
−
la réalisation de ce robot doit diviser en 4 parties:
+
*** les fonctions de contrôle des moteurs
−
 
 
−
* la partie de contrôler le système  
 
−
* la partie de suivre la ligne  
 
−
* la partie de éviter l'obstacle
 
−
* la partie de alimenter des moteurs
 
−
 
 
−
pour la partie de contrôler le système, on choisit un ATMega328P，il est le noyau du système, il est programmable et facile à contrôler.
 
−
 
 
−
pour la partie de suivre la ligne, on choisit trois capteurs infra-rouge, on les bien place dans le robot,Selon les signaux reçu par trois capteurs, on peut  contrôler les moteurs pour régler le direction de la voiture afin de bien suivre la ligne noir.
 
  
−
pour la partie de éviter l'obstacle, on choisit un capteur ultra-son,c'est facile à réaliser. mais l'ultra-sons est influencé par l'environnement, Réflexion des ultrasons de terre aura une incidence sur le jugement d'obstacles.
+
Pour contrôler le système, on choisit un ATMega328P，il est le noyau du système, il est facile à programmer.
  
−
pour la partie de alimenter des moteurs, on doit dessiner un carte avec un pont en H et des composants.
+
Pour la partie suivi de ligne, on choisit trois capteurs infra-rouges, on les place sous le robot. Selon les signaux reçu par ces capteurs, on peut  contrôler les moteurs pour régler le direction de la voiture afin de bien suivre la ligne noirz.
  
−
''' le schéma participial'''  
+
Pour léviter l'obstacle, on choisit un capteur ultrason, c'est facile à réaliser. Par contre les ultrasons est influencé par l'environnement, la réflexion des ultrasons par terre aura une incidence sur la détection d'obstacles.
  
−
ATmega328P est le noyau de contrôle,Il peut traiter des signaux de capteur externe obtenu, et enfin il transmis les résultats aux des moteurs pour les contrôler.  
+
Pour le contrôle des moteurs, on doit concevoir une carte avec deux ponts en H et des composants.
  
−
[[Fichier:principale.png]]
+
L'ATmega328P est le coeur du robot, il peut traiter les signaux des capteurs et il transmet les résultats aux moteurs.
  
 +
[[Fichier:liste2.png]]
  
 
===Semaine 2 ===
 
===Semaine 2 ===
 
   
 
   
−
Après des discussions avec mon encadrant, j'ai commencé mon projet par faire des commandes des matériaux de robot. Avec l'aide de certains sites qui vendent des éléments électronique(GOtronic, farnell, génération robot,etc) et selon le qualité, le prix et le dimension de ces matériaux, j'ai finalement déterminé les matériaux dont j'ai besoin. Afin de obtenir le meilleur châssis, j'ai décidé de créer deux châssis avec différent moteurs.     
+
Après des discussions avec mon encadrant, j'ai commencé mon projet par faire des commandes de matériaux pour les robots. Avec l'aide de certains sites qui vendent des éléments électronique (GoTronic, farnell, génération robot,etc) et selon le qualité, le prix et les dimensions de ces matériaux, j'ai finalement déterminé les matériaux nécessaires. Comme demandé j'ai prévu deux châssis avec des moteurs de différentes qualités.     
  
−
  Châssis 1  
+
====Châssis 1====
  
 
*1.Kit roue + moteur
 
*1.Kit roue + moteur
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*'''9.Encodage disque'''                               
 
*'''9.Encodage disque'''                               
  
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  Châssis 2
+
====Châssis 2====
  
 
*1.Motoréducteur WT751          
 
*1.Motoréducteur WT751          
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*9.Interrupteur H8650
 
*9.Interrupteur H8650
  
−
Malheusement, nous ne pouvons pas acheter les plaques et les encodage disques directement. Donc, nous devons les fabriquer nous même avec la découpeuse laser.
+
Il n'est pas possible de trouver des plaques pré-découpées ni les encodeurs disques. Donc, nous devrons les fabriquer nous-mêmes avec la découpeuse laser.
  
 
===Semaine 3 ===
 
===Semaine 3 ===
  
−
En vue de fabriquer les plaques et les encodage disques avec la découpeuse laser, il faut d'abord dessiner des plans. Avec l'aide du logiciel inkscape et du site http://www.w3schools.com/svg, j'ai finalement obtenu les dessins des plaques et des encodage disques.
+
En vue de fabriquer les plaques et les disques encodeurs avec la découpeuse laser, il faut d'abord dessiner des plans. Avec l'aide du logiciel <tt>inkscape</tt> et du site [http://www.w3schools.com/svg w3schools], j'ai finalement obtenu les dessins des plaques et des encodeurs.
  
−
*'''plaque 1 -------- Plaque au dessous'''
+
====Plaque du dessous====
−
**La Programmation de plaque 1
+
* Le SVG de la plaque
 
   <svg width="400mm" height="400mm">
 
   <svg width="400mm" height="400mm">
 
   <rect x="00mm" y="00mm" rx="20mm" ry="20mm" width="120mm" height="220mm" style="fill:rgb(255,255,255);stroke:rgb(0,0,0);stroke-width:1;opacity:1"/>
 
   <rect x="00mm" y="00mm" rx="20mm" ry="20mm" width="120mm" height="220mm" style="fill:rgb(255,255,255);stroke:rgb(0,0,0);stroke-width:1;opacity:1"/>
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   </svg>
 
   </svg>
  
−
 
+
* le dessin de la plaque
−
**le dessin de plaque 1
 
  
 
[[Fichier:plaqueaudessous.png]]
 
[[Fichier:plaqueaudessous.png]]
  
−
 
+
====Plaque du dessus====
−
*'''plaque 2 -------- Plaque au dessus'''
+
* Le SVG de la plaque
−
**La Programmation de plaque 2
 
 
   <svg width="400mm" height="400mm">
 
   <svg width="400mm" height="400mm">
 
   <rect x="00mm" y="00mm" rx="20mm" ry="20mm" width="120mm" height="220mm" style="fill:rgb(255,255,255);stroke:rgb(0,0,0);stroke-width:1;opacity:1"/>
 
   <rect x="00mm" y="00mm" rx="20mm" ry="20mm" width="120mm" height="220mm" style="fill:rgb(255,255,255);stroke:rgb(0,0,0);stroke-width:1;opacity:1"/>
Ligne 205 : Ligne 193 :
 
   </svg>
 
   </svg>
  
−
**le dessin de plaque 2
+
* le dessin de la plaque
  
 
[[Fichier:plaqueaudessus.png]]
 
[[Fichier:plaqueaudessus.png]]
  
−
 
+
====Disque 1====
−
 
+
* Le SVG du disque 1
−
*'''Disque 1'''
 
−
**La Programmation de disque 1
 
 
   <svg height="240" width="240">
 
   <svg height="240" width="240">
 
   <circle cx="120" cy="120" r="120" stroke="black" stroke-width="1" fill="#00FFFF" fill-opacity="0.0"/>
 
   <circle cx="120" cy="120" r="120" stroke="black" stroke-width="1" fill="#00FFFF" fill-opacity="0.0"/>
Ligne 246 : Ligne 232 :
 
   </svg>
 
   </svg>
  
−
**le dessin de disque 1
+
* le dessin du disque 1
  
 
[[Fichier:disque1.png]]
 
[[Fichier:disque1.png]]
  
−
*'''Disque 2'''
+
====Disque 2====
−
**La Programmation de disque 2
+
* le SVG du disque 2
 
   <svg height="500" width="500">
 
   <svg height="500" width="500">
 
   <circle cx="200" cy="200" r="100" stroke="black" stroke-width="1" fill="#00FFFF" fill-opacity="0.0"/>
 
   <circle cx="200" cy="200" r="100" stroke="black" stroke-width="1" fill="#00FFFF" fill-opacity="0.0"/>
Ligne 283 : Ligne 269 :
 
   </svg>
 
   </svg>
  
−
**le dessin de disque 2
+
* le dessin du disque 2
  
 
[[Fichier:disque2.png|240px]]
 
[[Fichier:disque2.png|240px]]
  
−
*'''fixage de moteur '''
+
====Les fixations du moteur====
−
**La Programmation de fixage de moteur
+
* Le SVG des fixations
 
   <svg width="400mm" height="400mm">
 
   <svg width="400mm" height="400mm">
 
   <!--moteur fix-->
 
   <!--moteur fix-->
Ligne 297 : Ligne 283 :
 
   </svg>
 
   </svg>
  
−
**le dessin de fixage de moteur
+
* le dessin des fixations
  
 
[[Fichier:moteur22.png]]
 
[[Fichier:moteur22.png]]
 +
 +
 +
====chassis 1 realisé====
 +
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[[Fichier:chassis1.png]]
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====chassis 2 realisé====
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[[Fichier:chassis2.png]]
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===Semaine 4 ===
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Je commence à concevoir la carte principale.
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La carte principale  est conçue avec deux ponts en H, des composants CMS, des connecteurs RJ11 et un micro-contrôleur de type AVR. Elle peut contrôler les moteurs (avancer, tourner, arrêter), traiter les signaux qui sont transmis par des capteurs et transmettre les résultats aux moteurs, etc.
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Le schéma principal de cette carte:
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[[Fichier:carte2.png]]
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Selon les conseils de mon encadrant, j’ai choisi un ATMega328P pour contrôler le système,  trois  capteurs  infra-rouges  servant  à  suivre  la  ligne  noir  et  un  capteur ultrason pour éviter l'obstacle. En plus, pour le contrôle des moteurs, le circuit TB6612FNG est un choix déjà éprouvé.
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Pour créer cette carte, il faut d'abord établir une schématique qui permet de décrire le circuit électronique et un PCB qui est le circuit avec ses pistes de cuivre sur lequel les composants seront soudés.
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Le schéma électronique est dessiné sur le logiciel Fritzing:
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[[Fichier:schematique.png]]
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La partie USB permet de programmer le micro-contrôleur, la partie alimentation pour alimenter  circuit  USB,  circuit  contrôleur  de  moteur  et  micro-contrôleur, la  partie micro-contrôleur avec son oscillateur externe pour contrôler le système et enfin la partie controleur de moteurs.
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===Semaine 5 ===
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Ensuite j'ai effectué le routage et obtenu le PCB:
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[[Fichier:pcb.png]]
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La  carte  peuvent  être  regroupée  en  quarte  parties:  La  partie  USB  permet  de programmer le micro-contrôleur, la partie alimentation pour alimenter circuit USB, circuit contrôleur de moteur et micro-contrôleur, la partie micro-contrôleur avec son oscillateur externe  pour contrôler  le  système  et  enfin  la  partie moteur permet  de contrôler les moteurs.
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'''La partie d’alimentation'''
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La partie alimentation permet de fournir la tension adaptée aux autres parties . J’ai conçu cette partie de telle sorte qu'elle puisse être alimentée via une alimentation externe(pile de 9V). Avant d’alimenter les autres partie en 5V, j’ai donc rajouté un régulateurs qui converti la tension de source en 5V.
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'''La partie USB'''
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L'élément principal de cette partie est l’adaptateur FT232RL qui est une interface série USB vers UART. Il peut être utilisé pour programmer le microcontrôleur
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La partie moteur
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'''La partie moteur'''
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Le driver TB6612FNG permet de commander 2 moteurs à courant continu dans les 2 sens de rotation avec variation de vitesse (PWM). Cette partie sert à contrôler la vitesse et le sens de moteur.
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'''La partie microcontrôleur'''
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L’objectif de cette partie est de contrôler le système. Elle peut analyser et traiter les signaux qui sont transmis par des capteurs. le disque encodeur contient des petit trous. Le capteur infrarouge contient un émission infrarouge et une réception infrarouge en parallèle.  Quand  le  moteur  tourne,  de  par  les  trous  dans  le  disque  encodeur, la réception infrarouge peut soit recevoir le signal soit non. Donc le microcontrôleur va recevoir les impulsions des odomètres et en fonction du nombre d'impulsions, réguler la vitesse des moteurs pour que le robot aille droit. C'est aussi le microcontrôleur qui permet d'arrêter le robot à l'approche des obstacles en mesurant la distance de ces obstacles avec le capteur ultrasons (HC-SR04). Il suffit d’envoyer une impulsion de 10us en entrée et le capteur retourne une largeur d’impulsion proportionnelle à la distance mesurée.
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[[Fichier:fml.png]]
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Enfin,le micro-contrôleur permettra aussi  de suivre  une  lignes. Les  trois capteurs infrarouge sont placés sous le robot. Réguler le direction du robot en fonction des valeurs retournées par ces capteurs afin de bien suivre la ligne noir.
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===Semaine 6 ===
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Commande des composante
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[[Fichier:liste_de_materieux.png]]
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= Fichiers rendus =
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== Rapport ==
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Le rapport est disponible ici : [[Fichier:Plateforme_robotique_final.pdf]]
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== Les fichiers ==
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 +
La liste_materiaux_chassis:    [[Fichier:liste_materiaux_chassis.pdf]]
 +
<BR>Les codes des dessins:      [[Fichier:Dessins.zip]]
 +
<BR>La carte principale [[Fichier:carte.zip]]

Version actuelle datée du 1 juillet 2016 à 12:03

Cahier des charges

Présentation générale du projet

Objectif du stage

L'objectif à terme de ce projet est de réaliser un robot qui peut aller droit en mesurant la vitesse de ses deux moteurs, qui peut suivre une ligne et éviter des obstacles automatiquement. Ce robot doit être contrôlé par une carte principale que je dois aussi réaliser. Deux modèles de robots seront réalisé : un modèle d'entrée de gamme et un modèle avec des composants plus fiables (en particulier les motoréducteurs).

Description du stage

D’abord, il faut créer le châssis. Le châssis du robot serait constitué de plexiglas pour supporter les autres composants. On peut imaginer, par exemple, deux plaques de plexiglas assemblées par des entretoises. Les composants sont les deux moteurs avec leur réducteur, deux roues, les capteurs de ligne, les capteurs infrarouges, le capteur de distance, etc.

Ensuite, pour les connexions vers les moteurs (alimentation et retour des odomètres), vers les capteurs de lignes, vers le capteur de distance et vers les capteurs infrarouge, il faut prendre des connecteurs simples à utiliser comme des connecteurs RJ11. La carte principale serait conçue avec deux ponts en H et un micro-contrôleur de type AVR. Pour des raisons pédagogiques, la carte sera conçue avec le logiciel Fritzing. Il est demandé d’utiliser des composants CMS même si la première carte sera basée autour d'un micro-contrôleur en boitier DIP pour faciliter les tests.

Les capteurs seront réalisés à partir de composants électroniques de base (photo-transistor, LEDs, émetteurs et récepteur ultrason). Les cartes filles seront munies d’un connecteur RJ11 pour la connexion vers la carte principale.

Enfin, il faut aussi écrire, en C, les routines pour exploiter les moteurs et les capteurs (odomètres, capteurs de ligne, capteurs infra-rouges, et capteurs de distance).

Chassis2.jpg

Choix techniques

Matériel
  • 2 moteurs avec réducteur
  • 2 roues
  • 1 roue libre
  • 1 interrupteur
  • 2 capteurs de vitesse
  • 3 capteurs infrarouges
  • 1 capteur ultrasons
  • 1 boîtier de 6 piles
  • 1 haut parleur
  • 2 leds rouges
  • 2 leds jaunes
  • 1 micro-contrôleur
Logiciel
  • Compilateur C
  • Inkscape (pour designer des plaques et encoder disques)
  • Fritzing (pour la conception du PCB)
Outil
  • Découpeuse laser (pour les chassis)
  • imprimante 3D ?

Avancement du stage

Semaine 1

Documentation

Pour bien comprendre mon sujet, j'ai cherché les informations pour réaliser ce robot, je peux diviser mon travail en quatre parties principales:

  • Création d'un châssis avec les composants nécessaires
    • le châssis est constitué de deux plaques en plexiglas découpées à la découpeuse laser, de deux moteurs avec réducteur, de deux encodeurs disques (pour mesurer la vitesse ), de deux roues, des capteurs infrarouges （pour suivre la ligne） et d'un capteur ultrason (pour éviter les obstacles）
  • Création d'une carte principale avec deux ponts en H, des composants CMS et un ATMega328P.
    • cette carte peut être considérée comme un Arduino spécialisé, elle peut contrôler les moteurs (avancer, tourner, arrêter), traiter les signaux qui sont transmis par des capteurs, etc.
  • Ecriture de fonctions en C pour utilisation avec Ardublock.
    • les fonctions permettent d'exploiter les moteurs et les capteurs (odomètres, capteurs de ligne, capteurs infra-rouges et capteur de distance). De cette façon, le robot peut suivre la ligne et éviter des obstacles automatiquement.
    • les fonctions à ecrire sont :
      • les fonctions de contrôle du système
      • les fonctions de suivi de ligne
      • les fonctions d'évitement des obstacles
      • les fonctions de contrôle des moteurs

Pour contrôler le système, on choisit un ATMega328P，il est le noyau du système, il est facile à programmer.

Pour la partie suivi de ligne, on choisit trois capteurs infra-rouges, on les place sous le robot. Selon les signaux reçu par ces capteurs, on peut contrôler les moteurs pour régler le direction de la voiture afin de bien suivre la ligne noirz.

Pour léviter l'obstacle, on choisit un capteur ultrason, c'est facile à réaliser. Par contre les ultrasons est influencé par l'environnement, la réflexion des ultrasons par terre aura une incidence sur la détection d'obstacles.

Pour le contrôle des moteurs, on doit concevoir une carte avec deux ponts en H et des composants.

L'ATmega328P est le coeur du robot, il peut traiter les signaux des capteurs et il transmet les résultats aux moteurs.

Liste2.png

Semaine 2

Après des discussions avec mon encadrant, j'ai commencé mon projet par faire des commandes de matériaux pour les robots. Avec l'aide de certains sites qui vendent des éléments électronique (GoTronic, farnell, génération robot,etc) et selon le qualité, le prix et les dimensions de ces matériaux, j'ai finalement déterminé les matériaux nécessaires. Comme demandé j'ai prévu deux châssis avec des moteurs de différentes qualités.

Châssis 1

  • 1.Kit roue + moteur
  • 2.Roue métallique OW006(roue libre 20mm)
  • 3.Entretoise F/F 30mm:
    • 3 pour les capteurs de ligne
    • 2 pour le roue libre
    • 4pour deux plaques
  • 4.Assortiment de 330 vis KV330(Visserie)
  • 5.plaque
  • 6.Coupleur 6 piles R14 EC6L
  • 7.Interrupteur H8650
  • 8.Interrupteur optique KTIR0221DS
  • 9.Encodage disque

Châssis 2

  • 1.Motoréducteur WT751
  • 2.Paire de moyeux alu 4 mm pour roues TAM6427
  • roue TAM6427 (64mm)
  • 3.Roue métallique OW007 hauteur 20 mm
  • 4.Entretoise F/F 30mm:
    • 3 pour les capteurs de ligne
    • 2 pour le roue libre
    • 4 pour deux plaques
  • 5.Assortiment de 330 vis KV330(Visserie)
  • 6.plaque
  • 7.Encodage disque
  • 8.Coupleur 6 piles R14 EC6L
  • 9.Interrupteur H8650

Il n'est pas possible de trouver des plaques pré-découpées ni les encodeurs disques. Donc, nous devrons les fabriquer nous-mêmes avec la découpeuse laser.

Semaine 3

En vue de fabriquer les plaques et les disques encodeurs avec la découpeuse laser, il faut d'abord dessiner des plans. Avec l'aide du logiciel inkscape et du site w3schools, j'ai finalement obtenu les dessins des plaques et des encodeurs.

Plaque du dessous

  • Le SVG de la plaque
 <svg width="400mm" height="400mm">
 <rect x="00mm" y="00mm" rx="20mm" ry="20mm" width="120mm" height="220mm" style="fill:rgb(255,255,255);stroke:rgb(0,0,0);stroke-width:1;opacity:1"/>
 <rect x="24mm" y="60mm" width="6mm" height="20mm" stroke="black" stroke-width="1" fill="pink" fill-opacity="0"/>
 <rect x="20mm" y="67mm" width="14mm" height="6mm" stroke="black" stroke-width="1" fill="pink" fill-opacity="0"/>
 <circle cx="37.625mm" cy="70mm" r="1.55mm" stroke="black" stroke-width="1" fill="#00FFFF" fill-opacity="0.0"/>
 <rect x="89mm" y="60mm" width="6mm" height="20mm" stroke="black" stroke-width="1" fill="blue" fill-opacity="0"/>
 <rect x="85mm" y="67mm" width="14mm" height="6mm" stroke="black" stroke-width="1" fill="blue" fill-opacity="0"/>
 <circle cx="81.375mm" cy="70mm" r="1.55mm" stroke="black" stroke-width="1" fill="#00FFFF" fill-opacity="0.0"/>
 <rect x="20mm" y="85mm" width="3mm" height="12mm" stroke="black" stroke-width="1" fill="yellow" fill-opacity="0.0"/>
 <rect x="-1mm" y="85mm" width="3mm" height="12mm" stroke="black" stroke-width="1" fill="#00FFFF" fill-opacity="0.0"/>
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 <rect x="118mm" y="85mm" width="3mm" height="12mm" stroke="black" stroke-width="1" fill="#00FFFF" fill-opacity="0.0"/>
 <circle cx="31.5mm" cy="200mm" r="1.55mm" stroke="black" stroke-width="1" fill="#00FFFF" fill-opacity="0.0"/>
 <circle cx="88.5mm" cy="200mm" r="1.55mm" stroke="black" stroke-width="1" fill="#00FFFF" fill-opacity="0.0"/>
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 <circle cx="100mm" cy="210mm" r="1.55mm" stroke="black" stroke-width="1" fill="#00FFFF" fill-opacity="0.0"/
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 <circle cx="100mm" cy="10mm" r="1.55mm" stroke="black" stroke-width="1" fill="#00FFFF" fill-opacity="0.0"/>
 <circle cx="35mm" cy="15mm" r="1.55mm" stroke="black" stroke-width="1" fill="#00FFFF" fill-opacity="0.0"/>
 <circle cx="85mm" cy="15mm" r="1.55mm" stroke="black" stroke-width="1" fill="#00FFFF" fill-opacity="0.0"/>
 <circle cx="60mm" cy="10mm" r="1.55mm" stroke="black" stroke-width="1" fill="#00FFFF" fill-opacity="0.0"/>
 <rect x="59.25mm" y="95mm" rx="1.5mm" ry="1.5mm" width="3mm" height="30mm" style="fill:rgb(255,255,255);stroke:rgb(0,0,0);stroke-width:1;opacity:1" />
 <rect x="39.25mm" y="95mm" rx="1.5mm" ry="1.5mm" width="3mm" height="30mm" style="fill:rgb(255,255,255);stroke:rgb(0,0,0);stroke-width:1;opacity:1" />
 <rect x="59.25mm" y="145mm" rx="1.5mm" ry="1.5mm" width="3mm" height="30mm" style="fill:rgb(255,255,255);stroke:rgb(0,0,0);stroke-width:1;opacity:1"/>
 <rect x="39.25mm" y="145mm" rx="1.5mm" ry="1.5mm" width="3mm" height="30mm" style="fill:rgb(255,255,255);stroke:rgb(0,0,0);stroke-width:1;opacity:1"/>
 </svg>
  • le dessin de la plaque

Plaqueaudessous.png

Plaque du dessus

  •  Le SVG de la plaque
 <svg width="400mm" height="400mm">
 <rect x="00mm" y="00mm" rx="20mm" ry="20mm" width="120mm" height="220mm" style="fill:rgb(255,255,255);stroke:rgb(0,0,0);stroke-width:1;opacity:1"/>
 <rect x="59.25mm" y="45mm" rx="1.5mm" ry="1.5mm" width="3mm" height="30mm" style="fill:rgb(255,255,255);stroke:rgb(0,0,0);stroke-width:1;opacity:1" />
 <rect x="39.25mm" y="45mm" rx="1.5mm" ry="1.5mm" width="3mm" height="30mm" style="fill:rgb(255,255,255);stroke:rgb(0,0,0);stroke-width:1;opacity:1" />
 <rect x="79.25mm" y="45mm" rx="1.5mm" ry="1.5mm" width="3mm" height="30mm" style="fill:rgb(255,255,255);stroke:rgb(0,0,0);stroke-width:1;opacity:1" />
 <rect x="59.25mm" y="155mm" rx="1.5mm" ry="1.5mm" width="3mm" height="30mm" style="fill:rgb(255,255,255);stroke:rgb(0,0,0);stroke-width:1;opacity:1"/>
 <rect x="39.25mm" y="155mm" rx="1.5mm" ry="1.5mm" width="3mm" height="30mm" style="fill:rgb(255,255,255);stroke:rgb(0,0,0);stroke-width:1;opacity:1"/>
 <rect x="79.25mm" y="155mm" rx="1.5mm" ry="1.5mm" width="3mm" height="30mm" style="fill:rgb(255,255,255);stroke:rgb(0,0,0);stroke-width:1;opacity:1"/>
 <circle cx="31.5mm" cy="200mm" r="1.55mm" stroke="black" stroke-width="1" fill="#00FFFF" fill-opacity="0.0"/>
 <circle cx="88.5mm" cy="200mm" r="1.55mm" stroke="black" stroke-width="1" fill="#00FFFF" fill-opacity="0.0"/>
 <circle cx="20mm" cy="210mm" r="1.55mm" stroke="black" stroke-width="1" fill="#00FFFF" fill-opacity="0.0"/>
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 <circle cx="20mm" cy="10mm" r="1.55mm" stroke="black" stroke-width="1" fill="#00FFFF" fill-opacity="0.0"/>
 <circle cx="100mm" cy="10mm" r="1.55mm" stroke="black" stroke-width="1" fill="#00FFFF" fill-opacity="0.0"/>
 <circle cx="35mm" cy="15mm" r="1.55mm" stroke="black" stroke-width="1" fill="#00FFFF" fill-opacity="0.0"/>
 <circle cx="85mm" cy="15mm" r="1.55mm" stroke="black" stroke-width="1" fill="#00FFFF" fill-opacity="0.0"/>
 <circle cx="60mm" cy="10mm" r="1.55mm" stroke="black" stroke-width="1" fill="#00FFFF" fill-opacity="0.0"/>
 <circle cx="60mm" cy="10mm" r="1.55mm" stroke="black" stroke-width="1" fill="#00FFFF" fill-opacity="0.0"/>
 <rect x="50.5mm" y="200mm" width="19mm" height="13mm" stroke="black" stroke-width="1" fill="yellow" fill-opacity="0"/>
 <circle cx="15mm" cy="140mm" r="6mm" stroke="black" stroke-width="1" fill="#00FFFF" fill-opacity="0.0"/>
 <circle cx="15mm" cy="190mm" r="6mm" stroke="black" stroke-width="1" fill="#00FFFF" fill-opacity="0.0"/>
 <circle cx="15mm" cy="35mm" r="6mm" stroke="black" stroke-width="1" fill="#00FFFF" fill-opacity="0.0"/>
 <circle cx="105mm" cy="140mm" r="6mm" stroke="black" stroke-width="1" fill="#00FFFF" fill-opacity="0.0"/>
 <circle cx="105mm" cy="190mm" r="6mm" stroke="black" stroke-width="1" fill="#00FFFF" fill-opacity="0.0"/>
 <circle cx="105mm" cy="35mm" r="6mm" stroke="black" stroke-width="1" fill="#00FFFF" fill-opacity="0.0"/>
 </svg>
  • le dessin de la plaque

Plaqueaudessus.png

Disque 1

  • Le SVG du disque 1
 <svg height="240" width="240">
 <circle cx="120" cy="120" r="120" stroke="black" stroke-width="1" fill="#00FFFF" fill-opacity="0.0"/>
 <circle cx="120" cy="120" r="30" stroke="black" stroke-width="1" fill="#FF00FF" fill-opacity="0.0"/>
 <rect  x="72.5" y="92" width="25.5" height="56" style="fill:rgb(255,255,255);stroke-width:1;stroke:rgb(255,255,255)" />
 <rect  x="140.5" y="92" width="22" height="56" 
 style="fill:rgb(255,255,255);stroke-width:1;stroke:rgb(255,255,255)" />
 <line x1="100" y1="97.46" x2="100" y2="142.36" style="stroke:rgb(0,0,0);stroke-width:1" />
 <line x1="140" y1="97.46" x2="140" y2="142.36" style="stroke:rgb(0,0,0);stroke-width:1" />
 <defs> 
 <polygon id="MyRect" points="110,15.5 130,15.5 127,49.5 113,49.5 " style="fill:rgb(255,255,255);stroke:rgb(0,0,0);stroke-width:1" />
 </defs> 
 <use xlink:href="#MyRect"  transform="rotate(0 120 120)"/>
 <use xlink:href="#MyRect"  transform="rotate(18 120 120)"/>
 <use xlink:href="#MyRect"  transform="rotate(36 120 120)"/>
 <use xlink:href="#MyRect"  transform="rotate(54 120 120)"/>
 <use xlink:href="#MyRect"  transform="rotate(72 120 120)"/>
 <use xlink:href="#MyRect"  transform="rotate(90 120 120)"/>
 <use xlink:href="#MyRect"  transform="rotate(108 120 120)"/>
 <use xlink:href="#MyRect"  transform="rotate(126 120 120)"/>
 <use xlink:href="#MyRect"  transform="rotate(144 120 120)"/>
 <use xlink:href="#MyRect"  transform="rotate(162 120 120)"/>
 <use xlink:href="#MyRect"  transform="rotate(180 120 120)"/>
 <use xlink:href="#MyRect"  transform="rotate(198 120 120)"/>
 <use xlink:href="#MyRect"  transform="rotate(216 120 120)"/>
 <use xlink:href="#MyRect"  transform="rotate(234 120 120)"/>
 <use xlink:href="#MyRect"  transform="rotate(252 120 120)"/>
 <use xlink:href="#MyRect"  transform="rotate(270 120 120)"/>
 <use xlink:href="#MyRect"  transform="rotate(288 120 120)"/>
 <use xlink:href="#MyRect"  transform="rotate(306 120 120)"/>
 <use xlink:href="#MyRect"  transform="rotate(324 120 120)"/>
 <use xlink:href="#MyRect"  transform="rotate(342 120 120)"/>
 </svg>
  • le dessin du disque 1

Disque1.png

Disque 2

  • le SVG du disque 2
 <svg height="500" width="500">
 <circle cx="200" cy="200" r="100" stroke="black" stroke-width="1" fill="#00FFFF" fill-opacity="0.0"/>
 <circle cx="200" cy="200" r="27.5" stroke="black" stroke-width="1" fill="#FF00FF" fill-opacity="0.0"/>
 <defs> 
 <g id="MyRect" >
 <polygon points="190,60 214,60 212,100 192,100" style="fill:rgb(255,255,255);stroke:black";stroke-width:1" />
 <rect x="193" y="95" width="18" height="20" style="fill:rgb(255,255,255);stroke:no";stroke-width:1" />
 </g>
 </defs> 
 <use xlink:href="#MyRect"  transform="rotate(0 200 200)"/>
 <use xlink:href="#MyRect"  transform="rotate(18 200 200)"/>
 <use xlink:href="#MyRect"  transform="rotate(36 200 200)"/>
 <use xlink:href="#MyRect"  transform="rotate(54 200 200)"/>
 <use xlink:href="#MyRect"  transform="rotate(72 200 200)"/>
 <use xlink:href="#MyRect"  transform="rotate(90 200 200)"/>
 <use xlink:href="#MyRect"  transform="rotate(108 200 200)"/>
 <use xlink:href="#MyRect"  transform="rotate(126 200 200)"/>
 <use xlink:href="#MyRect"  transform="rotate(144 200 200)"/>
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 <use xlink:href="#MyRect"  transform="rotate(180 200 200)"/>
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 <use xlink:href="#MyRect"  transform="rotate(216 200 200)"/>
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 <use xlink:href="#MyRect"  transform="rotate(252 200 200)"/>
 <use xlink:href="#MyRect"  transform="rotate(270 200 200)"/>
 <use xlink:href="#MyRect"  transform="rotate(288 200 200)"/>
 <use xlink:href="#MyRect"  transform="rotate(306 200 200)"/>
 <use xlink:href="#MyRect"  transform="rotate(324 200 200)"/>
 <use xlink:href="#MyRect"  transform="rotate(342 200 200)"/>
 </svg>
  • le dessin du disque 2

Disque2.png

Les fixations du moteur

  • Le SVG des fixations
 <svg width="400mm" height="400mm">
 <rect x="00mm" y="00mm" width="15mm" height="5mm" style="fill:none;stroke:black;stroke-width:1"/>
 <rect x="2mm" y="5mm" width="11mm" height="27mm" style="fill:none;stroke:black;stroke-width:1"/>
 <rect x="6mm" y="7mm" width="3mm" height="7mm" style="fill:none;stroke:black;stroke-width:1"/>
 <circle cx="7.5mm" cy="28mm" r="2mm" style="fill:none;stroke:black;stroke-width:1"/>
 </svg>
  • le dessin des fixations

Moteur22.png


chassis 1 realisé

Chassis1.png


chassis 2 realisé

Chassis2.png

Semaine 4

Je commence à concevoir la carte principale.

La carte principale est conçue avec deux ponts en H, des composants CMS, des connecteurs RJ11 et un micro-contrôleur de type AVR. Elle peut contrôler les moteurs (avancer, tourner, arrêter), traiter les signaux qui sont transmis par des capteurs et transmettre les résultats aux moteurs, etc.

Le schéma principal de cette carte:

Carte2.png

Selon les conseils de mon encadrant, j’ai choisi un ATMega328P pour contrôler le système, trois capteurs infra-rouges servant à suivre la ligne noir et un capteur ultrason pour éviter l'obstacle. En plus, pour le contrôle des moteurs, le circuit TB6612FNG est un choix déjà éprouvé.


Pour créer cette carte, il faut d'abord établir une schématique qui permet de décrire le circuit électronique et un PCB qui est le circuit avec ses pistes de cuivre sur lequel les composants seront soudés.

Le schéma électronique est dessiné sur le logiciel Fritzing:

Schematique.png

La partie USB permet de programmer le micro-contrôleur, la partie alimentation pour alimenter circuit USB, circuit contrôleur de moteur et micro-contrôleur, la partie micro-contrôleur avec son oscillateur externe pour contrôler le système et enfin la partie controleur de moteurs.


Semaine 5

Ensuite j'ai effectué le routage et obtenu le PCB:

Pcb.png

La carte peuvent être regroupée en quarte parties: La partie USB permet de programmer le micro-contrôleur, la partie alimentation pour alimenter circuit USB, circuit contrôleur de moteur et micro-contrôleur, la partie micro-contrôleur avec son oscillateur externe pour contrôler le système et enfin la partie moteur permet de contrôler les moteurs.


La partie d’alimentation

La partie alimentation permet de fournir la tension adaptée aux autres parties . J’ai conçu cette partie de telle sorte qu'elle puisse être alimentée via une alimentation externe(pile de 9V). Avant d’alimenter les autres partie en 5V, j’ai donc rajouté un régulateurs qui converti la tension de source en 5V.


La partie USB

L'élément principal de cette partie est l’adaptateur FT232RL qui est une interface série USB vers UART. Il peut être utilisé pour programmer le microcontrôleur La partie moteur

La partie moteur

Le driver TB6612FNG permet de commander 2 moteurs à courant continu dans les 2 sens de rotation avec variation de vitesse (PWM). Cette partie sert à contrôler la vitesse et le sens de moteur.

La partie microcontrôleur

L’objectif de cette partie est de contrôler le système. Elle peut analyser et traiter les signaux qui sont transmis par des capteurs. le disque encodeur contient des petit trous. Le capteur infrarouge contient un émission infrarouge et une réception infrarouge en parallèle. Quand le moteur tourne, de par les trous dans le disque encodeur, la réception infrarouge peut soit recevoir le signal soit non. Donc le microcontrôleur va recevoir les impulsions des odomètres et en fonction du nombre d'impulsions, réguler la vitesse des moteurs pour que le robot aille droit. C'est aussi le microcontrôleur qui permet d'arrêter le robot à l'approche des obstacles en mesurant la distance de ces obstacles avec le capteur ultrasons (HC-SR04). Il suffit d’envoyer une impulsion de 10us en entrée et le capteur retourne une largeur d’impulsion proportionnelle à la distance mesurée.

Fml.png

Enfin,le micro-contrôleur permettra aussi de suivre une lignes. Les trois capteurs infrarouge sont placés sous le robot. Réguler le direction du robot en fonction des valeurs retournées par ces capteurs afin de bien suivre la ligne noir.


Semaine 6

Commande des composante

Liste de materieux.png


Fichiers rendus

Rapport

Le rapport est disponible ici : Fichier:Plateforme robotique final.pdf

Les fichiers

La liste_materiaux_chassis: Fichier:Liste materiaux chassis.pdf
Les codes des dessins: Fichier:Dessins.zip
La carte principale Fichier:Carte.zip

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