Version du 21 mars 2016 à 21:21

Introduction :

Le projet de cette saison consiste à réaliser un jeu de balle entre des robots que nous allons construire nous même. Notre binôme a choisi de travailler sur le robot joueur ainsi que les cages de buts. La clé pour l'aboutissement du projet consiste a un travail d'équipe afin de pouvoir mettre en commun les avancées de chacun, c'est dans ce but que nous tenons cette page régulièrement actualisée au fil des séances de cours et de recherche personnelle.

Descriptif des séances :

Séance 1 : 18/01/16

La première séance à , en grande partie , consisté à l'établissement du cahier des charges . Nous en sommes venus a conclure sur une liste de matériel nécessaire , les contraintes auxquels sera soumis le robot , ainsi que les différentes options possibles pour les contourner . Nous avons pensé que les contraintes mécaniques devront être les premières à être débattus , ce qui nous à amené à conclure quant au système de pince à utiliser , ainsi que le système de tir . Les pièces nécessaires à ce sujet seront imprimés en 3D pour les pièces nécessitant peu de précision , ou coupé au laser pour le reste . Nous avons également convenu que le châssis a 2 roues convenait mieux a notre projet , en raison de sa plus grande mobilité .

Séance 2 : 21/01/16

La seconde séance nous a permis de construire le châssis 2 roues (photos à venir ) et de commencer à programmer sur l'Arduino Mega . Ainsi , nous avons pu écrire l'algorithme permettant la mesure de la distance par ultrason , ainsi que le contrôle global du servomoteur à utiliser grâce a la librairie associée .

fixation des moteurs
fixation de l'alimentation
fixation de la roue libre
fin de la construction

Séance 3 : 25/01/16

Découverte du logiciel freecad
Dessin des engrenages pour la pince du robot

Séance 4 : 28/01/16

impression 3D des engrenages grace au logiciel Cura
Dessin des barres dentées pour la pince grâce au logiciel freecad

capture d'ecran logiciel cura engrenage
dessin barre dentée

Séance 5 : 29/01/16

Création d'une maquette en carton pour tester le systeme de récepteurs infrarouge
Codage du programme controlant les recepteurs infrarouge

maquette pour système IR

Séance 6 : 01/02/16

essai d'impression d'une première pince 3D. Cette impression fut peu concluante mais nous a permis de comprendre le fonctionnement de l'imprimante 3D, mieux maitriser le logiciel freecad pour dessiner les pièces et de voir quels etaient les problemes de notre système.
Installation des recepteurs infrarouge sur le robot.

imprimante 3D
logiciel UP pour impression 3D

Séance 7 : 04/02/16

Travail sur le problème des recepteurs infrarouges qui ne fonctionnent pas. Nous obtenons par moment des valeurs mais n'arrivons pas à faire marcher le systeme correctement.
Réalisation sur freecad d'une nouvelle pince qui doit être plus efficace. Nous attendons donc de pouvoir l'imprimer pour la tester.

Séance 8 : 08/02/16

Résolution du problème des recepteurs infrarouges ne fonctionnant pas normalement.

Nous avons du démonter tout le circuit pour rebrancher les recepteurs un par un et finalement, obtenir un résultat satisfaisant. Nous réglerons le programme pour localiser la balle durant une autre séance.

Nous avons commencé à utiliser les capteurs noir et blanc mais pour l'instant, ceci ne fonctionne pas bien sauf en collant les capteurs à la surface voulut.

Séance 9 : 11/02/16

Séance 10 : 22/02/16

Impression des derniers composants de la pince. Il ne manque plus que les taquets sur lesquels les roues dentées vont tourner. Nous les réaliserons en bois.

Séance 11 : 25/02/16

Début de la réalisation des 3 circuits imprimés a réaliser . Le premier concerne le contrôleur moteur , le module XBee ainsi que le capteur Ultrason . Un second PCB sera disposé de façon a concentrer les connections reliés aux capteurs infrarouges . Et enfin , un troisième sera placés sur le châssis inférieur du robot et servira a connecter les deux servomoteurs utilisés pour le système de tir et la pince , et les capteurs de lignes .

Nous avons également pu mettre en avant une contrainte supplémentaire concernant les capteurs infrarouges : ils renvoient une valeur même lorsque la balle n'est pas présente . Cette contrainte sera surmontée dans la prochaine séance .

Séance 12 : 03/03/16

La pince est fonctionnelle . Elle a été réalisée grâce a un système d'engrenages , un premier engrenage étant connecté a un servomoteur qui actionne le mouvement suivi par les 3 autres engrenages . Deux barrettes dentées sont reliés aux roues dentés des extrémités

Séance 13 : 07/03/16

Nous avons fini par contourner la contrainte des valeurs incohérentes des capteurs InfraRouge en réalisant un nombre conséquent d'acquisitions (500 acquisitions consécutives) , qui sont stockés dans un tableau . Afin de confirmer la présence de la balle et non d'une autre source infrarouge temporaire , on vérifie que lorsqu'une valeur est enregistrée, elle est suivi par une autre valeur plus ou moins élevée . Si c'est le cas , la balle est présente sinon , il s'agit de parasites . La prochaine séance sera entièrement consacrée a la détection de la balle et au PCB.

Séance 14 : 10/03/16

Cette séance à été entièrement consacrée a la détection de la balle . Nous avons pu mettre au point le système de détection de balle énoncé lors du résumé de la séance précédente : nous avons ainsi rencontrés quelques problèmes , liés dans certains cas à une sortie de la capacité de mémoire de l'arduino , soit a des valeurs erratiques dues a la lumière du jour . Le capteur situé à l'avant retournait ainsi continuellement une valeur (petite , mais assez pour faire croire au programme que la balle est présente ) .

Séance 15 : 14/03/2016

Nous avons continués a mettre au point le programme consistant a détecter la balle . Quelques problèmes liés à la sortie de mémoire ont été réglés en réalisant moins de tours de boucles ( ce qui inclus une petite perte de précision ) . Concernant les PCB , nous avons finalement réalisés 3 PCB concernant respectivement les capteurs de lignes , à plaquer sur le châssis inférieur , les servomoteurs , à mettre prés de la pince , et finalement , le PCB principal à utiliser sur l'Arduino et contenant les composants principaux .

Séance 16 : 17/03/2016

Le programme pour la détection de la balle est au point , il ne détecte que la balle pulsée a 600 Hz , et aucune source non pulsée . Il ne manque plus qu'à l'intégrer au programme principal . Le problème rencontré précédemment était simplement dû au fait que la balle n'était pas pulsée ( les autres binômes travaillant sans modulation de signal) . La gravure du PCB à quant a elle été interrompue en raison d'un problème de format , nous ne l'avons appris qu'à la fin de la séance , nous allons donc nous pencher dessus pour le faire valider à la prochaine séance .

Séance 17 : 21/03/2016

Le problème du PCB était que les fichiers n'étaient pas au bon format . Nos enseignants nous ont expliqués comment soumettre le PCB sous un bon format , ce qui a été fait . Nous avons pu recevoir le PCB principal deux heures plus tard , les deux autres rencontrant toujours un problème dont la source reste à déterminer car le rendu sur le visualiseur Gerber ne montrer pas de problèmes pour nous (Le mail de refus précise un problème de drills ) . Nous avons terminés le programme visant a orienter le robot selon la puissance de la puissance du signal envoyé par la balle . Nous nous sommes alors penchés sur les capteurs de lignes , que nous avons entièrement finis lors de cette séance : le robot ne sort pas des zones délimités . A la rencontre d'une ligne noire , il recule puis change d'angle . Cependant un problème majeur a été rencontré : le rafraîchissement des valeurs n'est parfois pas assez rapide et si elle ne se fait pas alors que le robot traverse une ligne , elle n'est pas détectée . Une solution consiste a prendre un des capteurs et le placer a l'arrière du robot . Nous allons en discuter lors de la prochaine séance . Un autre problème à été mis en avant : du fait du nombre élevé de composants , si les piles ne sont pas entièrement chargés , l'Arduino ne tourne pas , et s'ils ont passés plus d'une heure à alimenter les tests , elles ne fonctionnement plus que par intermittence .

Principales étapes :

La pince

Pour fabriquer cette pince, nous avons utilisés les logiciels Freecad et Cura.

Les différents éléments de la pince : - 2 serres - 4 roues dentées - 4 taquets servant d'axe de rotation - la plaque principale de la pince.

les 2 serres, les 4 roues dentées ainsi que la plaque principale ont été dessinées sur Freecad puis imprimées grâce à l'imprimante 3D du Fabricarium. Mais les 4 taquets n'ont pas pu être imprimés par imprimante 3D car ceux ci étaient trop fins et de forme cylindrique ce que l'imprimante a plus de mal à produire. Les 4 taquets ont donc été réalisés en découpant un long clou de diamètre voulu (3.5mm) et un tuyau de diamètre légèrement supérieur.

Réalisation du PCB

PCB Capteurs de lignes

La réalisation du PCB est une étape majeure de notre projet : elle permet d'éviter les nombreux faux contacts rencontrés sur la plaque d'essai , de rendre plus compacte la disposition des composants , mais surtout , sa réalisation nous a permis d'en apprendre plus sur les circuits imprimé et de nous familiariser avec la méthode à suivre . La première version du PCB n'était pas du tout fonctionnelle car nous ne savions pas que les fils ne peuvent pas se croiser , information qui nous a rapidement été donné et nous nous sommes empressés de réaliser un PCB fonctionnel . En une semaine , nous avions conclus notre premier PCB principal où étaient inclus tout les composants de notre robot . Nos enseignants nous ont proposés de faire plusieurs cartes afin d'alléger le nombre de fils sur le robot ( chose que nous tentons d'éviter , d'où le choix d'un PCB au lieu de la plaque d'essai ) . Le premier envoi de la carte a l'impression s'est soldé par une erreur due au format , en effet , nous n'avions remplacé que le format du drill par .drd et laissé les autres dans leurs format exporté de Fritzing . Cette erreur a retardée l'impression d'une semaine de plus .