Robots mobiles pour Arduino

Cahier des charges

Présentation générale du projet

Contexte

La robotique est un moyen ludique de se rapprocher de matières telles que l'informatique, l'électronique, la mécanique, etc. C'est pourquoi nous avons trouvé intéressant de créer un outil plus attirant pour les nouvelles générations dans leur découverte des nouvelles technologies. Nous avons choisi de concevoir un robot mobile capable de mettre en oeuvre ces matières.

Objectif

Notre objectif au terme de ce projet est de réaliser un robot éducatif, facile à monter et bon marché. Il devra rassembler des éléments permettant de réaliser des expériences amusantes de découvertes de la robotique, l'électronique et l'informatique.

Description du projet

Pour créer notre robot, nos encadrants nous ont conseillé de s'inspirer d'un kit voiture Arduino déjà conçu et disponible à l'école. L'objectif est de créer notre propre kit made in Polytech utilisable par le grand public, même des enfants. Nous voulons donc concevoir un robot capable d'interagir avec son environnement au moyen de capteurs. Il sera commandé à l'aide de différents programmes C qui auront pour intérêt de mettre en valeur une des matières citée plus haut. Nous pouvons diviser notre travail en trois parties principales :

• la conception d'une base mécanique pour un robot 4 roues pilotable par ces moteurs ;

• la création d'une plateforme robotique simple avec électronique de commande et microcontroleur. Nous irons au fabricarium pour découper les pièces nécessaires, en fonction du matériel que l'on souhaite embarquer ;

• l'écriture d'une bibliothèque sur Ardublock, permettant l'utilisation du robot et ces différentes fonctionnalités, pour un extérieur au projet

Plus spécifiquement, notre robot devra embarquer un certain nombre d'éléments pour son utilisation. Tout d'abord, la partie mécanique nous permettra d'asservir les moteurs. Pour cela, il est impératif d'utiliser des réducteurs de vitesse pour contrôler sa rotation. Nos recherches nous orientent vers l'utilisation d'engrenages comme le montre le schéma ci-dessous. Par la suite nous déterminerons la taille des engrenages en fonction du rapport couple d'entrée sur couple de sortie.

Ensuite nous "designerons" une plateforme capable de prendre en charge les moteurs, capteurs et cartes nécessaires à son fonctionnement. Nous essayerons de donner à notre robot quelques capacités d'une voiture automatique. Par exemple, il pourra détecter le niveau de luminosité et décider d'allumer automatiquement les phares. Ou encore, éviter les obstacles grâce à son capteur de distance, et même émettre un son répétitif de prévention des collisions.

Choix techniques

1. Matériel
   1. 4 roues
   2. 2 moteurs commandant chacun une paire de roues
   3. 2 réducteurs à engrenages conçus sur imprimante 3D
   4. 1 capteur de distance à ultrasons
   5. 1 capteur de température
   6. 1 capteur de lumière (photorésistance)
   7. 1 mini haut parleur
   8. 2 leds rouges
   9. 2 leds jaunes
   10. 1 protoboard
   11. Un arduino UNO
   12. PCB avec microcontroleur pour la commande de l'Arduino
2. Logiciel
   1. Ardublock
   2. Arduino IDE (utilisant le langage C)
   3. Solidworks pour le design de nos pièces
3. Utile
   1. imprimante 3D pour concevoir la base ou des pièces manquantes du robot

Communication

Nous avons eu un premier contact par mail avec nos encadrants Mme Pichonat et Me Boé, qui nous ont expliqué plus en détail les attentes pour ce projet. Ils nous ont aussi donné des pistes sur le matériel à utiliser. Une rencontre est prévue lundi prochain afin de discuter du projet et de sa réalisation.

Après notre rencontre avec nos encadrants, nous avons pu revisiter notre cahier des charges. Nous avons apporter des modifications sur le concept du robot et avons précisé le matériel nécessaire. Mme Pichonat nous a fais une démonstration du logiciel Ardublock, ce qui nous a permis de comprendre quelle genre de bibliothèque serait accessible aux utilisateurs du robot.

Dans les semaines qui suivent, nous définirons les paramètres des composants utilisés, comme par exemple les dimensions des engrenages, la puissance des moteurs, la limite d'utilisation des capteurs, etc, afin de créer un robot peu couteux et pratique.