IMA4 2018/2019 P46

Présentation générale

Description

Il existe de nos jours de nombreux kits d'assemblage de robots programmables.

Ils permettent aux utilisateur de créer leurs propres robots à l'aide de pièces, de moteurs et de capteurs. Il existe des kits pour tous les niveaux, du débutant à l'expert en robotique : les robots sont programmables via Application mobile en Bluetooth ou via des langages de programmations (Scratch, C++, Python ...)

Le problème de ces kits est qu'ils sont souvent assez chers et surtout propriétaires. C'est à dire qu'ils ne sont pas Open-Source et que la perspective d'évolution du kit est limitée à la même marque.

Durant notre cursus, nous avons eu l'occasion de tester par exemple les kits MindStorm NXT, Bioloid et MakeBlock.

L'objectif de ce projet est d'y proposer une alternative, en concevant un kit Open-Source (open source en logiciel comme en matériel) permettant l’assemblage d’un robot et une programmation aisée et facilement modifiable à sa convenance.

Objectifs

Pour la réalisation de ce projet nous allons tout d'abord réaliser notre propre carte programmable qui sera le cerveau du robot. Elle permettra de connecter (principalement via RJ25 avec un protocole SPI pour faciliter le câblage) les capteurs, les actionneurs, les moteurs, les modules de communication et de les contrôler facilement.

Ensuite nous trouverons un système d’alimentation du robot, proposant une autonomie correcte (par exemple batterie lithium). Nous ajouterons également un système de recharge simple et un régulateur de tension adapté aux besoins des composants du robot.

Ensuite nous allons réaliser ou adapter différents modules électroniques permettant d’aider à la conception des différents modèles (capteurs, actionneurs, modules de communication).

Ensuite nous réaliserons, à l'aide de la Découpeuse Laser et des imprimantes 3D du Fabricarium de l'école, les différentes pièces du Kit qui peuvent être facilement assemblées pour former plusieurs modèles de robots.

Enfin nous réaliserons différentes bibliothèques proposant un outil de programmation et d'utilisation simplifié du modèle et de ses modules.

Le Kit crée pourra être utilisé au club Robotech de Polytech Lille. Il permettra aux nouveaux membres de se familiariser avec la robotique, d'utiliser les machines du Fabricarium et de créer un robot. Il pourra également être utilisé pour la coupe de France à laquelle Robotech participe chaque année. Il constituera une base solide pour la fabrication et la programmation des deux robots (primaire et secondaire)

Analyse du projet

Positionnement par rapport à l'existant

Tous les kits disponibles de nos jours possèdent des points positifs et des points négatifs (autonomie, prix, facilité de programmation, facilité d'assemblage, diversité des modèles disponibles, possibilité d'additionner plusieurs kit...)

Notre kit sera, à l'inverse de la plupart des kits existants, Open Source en matériel et en logiciel.

Les utilisateurs pourront eux-mêmes imprimer les pièces du kit grâce à des fichier stl (imprimante 3D) et svg (Découpeuse Laser). Ils pourront également reproduire la carte et les différents capteurs, actionneurs, modules de communication grâce aux fichiers partagés et à la liste des composants nécessaires. Cela permettra une économie d'argent considérable et également à l'utilisateur de comprendre en détails avec quel composants sont réalisés tout les éléments du kit et comment ceux-ci fonctionnent. De plus si un élément du Kit ne fonctionne plus ou est défectueux, il suffit de le réimprimer. Ce n'est pas le cas des Kit déjà existant qui ne sont pas Open Sources

Notre Kit sera simple d'utilisation avec des codes couleurs pour faciliter les branchements et la programmation.

Analyse du premier concurrent

Makeblock (Ultimate 2.0)

Notre premier concurrent est la marque Makeblock. Cette marque propose différents Kits pour construire des robots. Le Kit que nous étudierons ici est le Kit Ultimate 2.0 qui propose un ensemble de 10 configurations programmables.

Voici les différentes caractéristiques de ce kit:

Connectivité

• Type d'interface: Bluetooth
• Port de chargement USB
• Câbles : LAN (RJ-45), USB

Puissance

• Batteries requises
• Type de source d'alimentation: Non-rechargeable
• Tension des piles: 1,5 V
• Type de batterie: AA
• Nombre de batteries prises en charge: 6

Design

• Matériel: Aluminium, Plastique, Acier
• Certification: CE (Conformité européenne)

Caractéristiques

• Nombre de moteurs: 4
• Nombre de capteurs: 3
• Ligne suivante: Oui
• Support smartphone à distance: Oui
• Support d'application: Oui
• Applications: Graphical, Arduino , Python, Node JS

Ce Kit n'est pas destiné aux enfants car il contient de nombreux petits éléments et le montage se fait à l'aide de vis. Ce Kit est au prix de 300 euros.

Analyse du second concurrent

Notre second concurrent est la marque LEGO. Elle propose des Kits de programmation de robots qui sont plus accessibles aux enfants.

Les prix de ces Kits sont au alentour de 300 euros également.

Réalisation du Projet

Feuille d'heures

Tâche	Prélude	Heures S1	Heures S2	Heures S3	Heures S4	Heures S5	Heures S6	Heures S7	Heures S8	Heures S9	Heures S10	Total
Analyse du projet	0