compte rendu projet robot

DA COSTA Benjamin
Le 04/06/2015
PABOUDJIAN Julien
LANGEARD Rémi
COMPTE RENDU PROJET ROBOT
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COMPTE RENDU ROBOT BDC, JD, RL (Juin 2015)
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SOMMAIRE
1.
INTRODUCTION ............................................................................................................................. 3
2.
3.
4.
PARTIE MOTORISATION ................................................................................................................ 6
PARTIE BALISE ............................................................................................................................... 7
3.1 Emetteur ............................................................................................................................... 7
3.2 Récepteur .............................................................................................................................. 8
DÉPART ET ARRÊT DU ROBOT ........................................................................................................ 9
5.
ÉCLATEMENT DU BALLON ........................................................................................................... 10
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1. INTRODUCTION
Nous devons créer un robot capable d'aller à un point d'arrivée. Pour se faire nous devons
poser une balise pour indiquer au robot quelle direction il doit prendre tout en évitant des
obstacles de différentes formes et des robots adverses qui seront aussi sur la piste. Comme
pour le code de la route nous respecterons la priorité à droite. Pour toute équipe participant
à ce concours il nous est fourni deux moteurs qui entrainent les deux roues et un châssis qui
est ci-dessous :
L'esthétique n'étant pas du tout présente, nous avons décidé de créer un robot camion de
pompier. Nous avons choisi de prendre un camion de pompier de la marque Playmobil que
nous avions et qui a pour nom : "18", pour faire référence au numéro d'urgence des équipes
de secours. Notre premier choix de camion était un camion avec une échelle dessus (qui
correspond à un EPS chez les pompiers : camion à Échelle Pivotante Séquentielle). L'échelle
aurait facilité le transport du ballon, et avec un système déclenchable le ballon éclaterait.
Cependant la dimension de nos camions ne permettait pas de respecter le règlement du
concours qui stipule une hauteur de 30 cm, une largeur de 30 cm et une longueur de 40 cm.
Nous avons donc choisi de prendre un camion plus petit et qui est tout usage (une VID:
Véhicule interventions diverses), qui est ci-dessous. Sans beaucoup changer l'infrastructure
de ce camion, nous pouvons facilement intégrer tous le matériel électronique à l'arrière du
camion et nous mettrons la batterie qui l'alimentera dans la cabine du conducteur de façon
à facilement la changer en cas de besoin. Par contre nous avons dû poser des renforts pour
solidifier le châssis du camion.
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Pour guider le robot à trouver la ligne d'arrivée, nous avions utiliser une balise avec la
technologie infrarouge : la balise sera l'émetteur qui signalera l'endroit au robot qui sera le
récepteur (voir schéma ci-dessous).
Nous avons vu beaucoup de vidéos et d'idées sur internet pour nous aider à savoir dans un
temps rapide et précis où est la balise. Nous avons choisi d'utiliser un périscope, ci-joint, qui
tournera à une certaine vitesse et quand le signal IR arrivera vers le récepteur, le signal
rentrera dans la petite fente, puis se reflètera dans le miroir, et ira directement sur le
récepteur (TSOP).
Cependant, nous n'avons pas pu choisir cette méthode car le périscope, malgré son
épaisseur et un blindage que nous avions rajouter, était fréquemment transpercer par le
rayon infrarouge de la balise.
Nous avons donc utiliser, pour détecter un message de l'émetteur, une tige peinte en noir
servant à ranger les résistances. Cette dernière est fixée sur le toit de notre camion avec
notre TSOP à l'intérieur (voir figure ci-après). Pour recevoir correctement le message de
l'émetteur ce ne sera plus la balise qui tournera, mais ce sera le robot. Effectivement le
robot tournera sur lui même jusqu'à ce qu'il détecte le signal de la balise.
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Nous nous sommes posé une question pendant la mise en œuvre du robot pompier : "Étant
donné qu'il doit aller le plus rapidement à une ligne d'arrivée, pourquoi ce camion de
pompier ferait ça ?" La réponse est : "Éteindre un feu". Nous avons donc pensé à mettre la
balise émettrice dans une maison qui sera "en feu". La maison étant ci-dessous, nous
pensons à :



La noircir par le feu pour sembler plus réel
Mettre l'émetteur entre le toit et le plafond de la maison, fixé par deux vis venant du
toit
Faire deux fenêtres au niveau du carré noir (à l'étage) pour fixer des tissus orangésrouges pour croire au feu, et ils bougeront parce qu'un ventilateur sera mis dans la
maison
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2. PARTIE MOTORISATION
La partie motorisation est constituée de la mise en marche des deux moteurs faisant rouler
le robot, puis du fonctionnement des capteurs d'obstacles et enfin du programme exécutant
les instructions pour faire tourner le robot en fonction des capteurs. Puis ce même code se
complétera par l'information du récepteur infrarouge du robot pour signaler à ce dernier où
aller.
Nous pouvons voir avec l'image ci-dessous, l'avant du camion de pompier qui a trois
capteurs d'obstacles. Ces capteurs infrarouges sont posés sur un arc de cercle en Meccano
qui est lui même fixé sur le châssis en métal tenant les moteurs. Ces capteurs peuvent
recueillir l'information d'un éventuel obstacle à maximum 80 centimètre de distance, ce qui
nous permet d'évaluer un trajet plus intelligent au robot.
Le capteur servant à détecter la zone blanche est situé derrière les capteurs d’obstacles, il
est relié à une broche d’interruption du microcontrôleur et sert à déclencher l’éclatement du
ballon. Cependant le capteur renvoi toujours la même tension quel que soit la couleur
utilisée. Ce problème est à régler avant le début du concours.
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3. PARTIE BALISE
3.1 EMETTEUR
La partie émettrice de la balise est simple et n’a pas fait l’objet de beaucoup de
discussion : on générera une porteuse via un microcontrôleur ou un astable puis une trame
contenant un identifiant propre au couple balise/robot, ceci afin de se distinguer des autres
balises. On choisi de placer plusieurs leds IR en arc de cercle afin de couvrir toute la surface
de jeu (voir schéma ci-dessous).
Après avoir créé ce schéma sur circuit imprimé, il nous a suffit de le mettre dans sa maison.
Pour cela nous avons acheté une petite maison en bois dans un magasin. Nous avons coupé
des fenêtres, puis nous l'avons incendiée au chalumeau pour qu'elle ressemble de plus en
plus à une maison en feu.
Enfin nous avons percé deux trous sur le toit de la maison où nous posons le circuit imprimé
de l'émetteur. Voici à quoi ressemble cette habitation :
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Pour compléter cette maison, notre projet est d'incorporer dans la maison un ventilateur et
de fixer des lamelles de papiers rougeâtre/orangé/jaune aux fenêtres. Ces matériaux en
mouvement pourront faire croire que la maison est en feu étant donné que le ventilateur
soufflera le tissu qui nous fera penser aux flammes. Cependant par manque de temps et par
priorité, nous avons choisi de mettre de côté ce projet pour perfectionner le fonctionnement
du robot pour qu'il trouve le plus rapidement possible la ligne d'arrivée (la balise).
3.2 RECEPTEUR
Comme dit précédemment, la partie récepteur du robot nous a posé problème : la solution à
base d'un périscope tournant fonctionnait mal à distance. En effet à cause de la distance peu
de trames sont reçues correctement et le fait de faire tourner le périscope fait que plus
aucunes trames n’arrivent, nous ne pouvons donc plus calculer de direction (angle) à partir
de quelques mètres. La solution était pourtant viable, un angle était bien envoyé par liaison
série (programme à base d’interruptions et de timers en C, le langage Arduino n’étant pas
adapté pour des opérations avec un temps très précis), nous pensons qu’avec plus de temps
une solution aurait pu être trouvé.
La solution de secours consiste alors en un tube blindé dans lequel est situé le capteur, ce
qui permet d’avoir une très petite ouverture : le robot détecte la balise seulement quand il
est bien en face d’elle. La liaison série envoie maintenant un 0 si il n’y a pas de balise, tous
les autres capteurs sont désactivé et le robot tourne sur lui-même pour la trouvée. Quand
une trame juste est perçue (toujours avec le même système de microswitchs), un "1" est
envoyé ce qui a pour conséquence de réactiver le capteur et de faire aller tout droit le robot.
De ce fait, une partie de la carte de réception n’est plus utilisée (pont en H moteur et
comparateur).
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4. DÉPART ET ARRÊT DU ROBOT
Dans cette partie un seul composant est mit en valeur : le capteur de ligne. Nous avons vu
sur le règlement du concours que la piste est bleue mais que ses angles sont blancs. Nous en
avons donc conclu qu'il nous fallait un capteur de ligne en dessous du robot et environ au
milieu pour indiquer au microcontrôleur que le robot est bien arrivé et qu'il faut mettre en
route le moteur de l'éclate ballon. Nous pouvons voir le résultat ci-dessous :
Le choix du capteur de ligne était assez simple car nous l'avions auparavant utilisé dans un
ER de première année et aussi dans ce robot dans la partie du périscope quand ce dernier
devait délivrer un angle au microcontrôleur. En effet le blanc et le bleu renvoient deux
tentions distinctes, ce qui permet donc l'arrêt du robot.
Nous faisons démarrer le robot d'une surface blanche, en suivant le principe du capteur de
ligne, le robot ne devrait jamais rouler. Pour cela nous avons créé un code prioritaire qui fait
avancer le robot pendant un certain temps pour qu'il puisse sortir de la zone blanche.
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5. ÉCLATEMENT DU BALLON
Pour permettre l'éclatement du ballon nous avons conçu un schéma électronique plutôt
basique situé sur le circuit imprimé du récepteur. En effet nous devions poser seulement un
transistor, une diode de roue libre et deux borniers, donc nous l'avons intégré sur la carte
qui était chez le technicien depuis plusieurs mois.
Avec plusieurs points de colle, voici le résultat de la partie de l'éclate ballon :
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