CageBut2014-3
Sommaire
Pour le bureau d'études en IMA, nous avons décidé de réaliser un but. Celui-ci doit être autonome et communiquant. Pour cela, nous avons plusieurs contraintes :
- La cage doit émettre un signal infra-rouge pour être facilement repérable par les robots.
- La cage doit détecter quand la balle rentre dans la cage en la dirigeant précisément vers un capteur.
- La cage doit signaler un but à l'arbitre.
- Enfin la cage doit pouvoir expulser la balle quand l'arbitre le demande.
Les étapes de la réflexion
Avant d'arriver à notre projet final, nous avons réfléchi à différentes idées. L'idée d'une guillotine nous paraissant être la meilleure, nous avons opté pour celle-ci.
La guillotine :
Cela nous semblait être un système adapté au problème : Tout d'abord nous avions pensé créer un système de rails, mais celui-ci étant trop compliqué à créer, nous avons choisi une poulie de rembobinage. Nous y avons adapté deux moteurs pour une puissance suffisante : une des difficultés rencontrées a été de les coupler pour qu'ils puissent remonter les deux côtés de la guillotine à la même vitesse, et de les placer à la même hauteur sur le but.
Les capteurs :
Nous avons réfléchi à différents types de capteur avant de trouver le bon :
Le photosensible : Le premier qui nous est venu à l'esprit, mais celui-ci ne possédait pas assez de portée.
L'infrarouge : Ce capteur posait des problèmes d'interférences avec les robots ainsi que notre propre balise.
L’ultrason : Nous avons donc opté pour celui-ci qui était un bon compromis entre la portée et l'efficacité.
L'éjection :
Dans un premier temps, pour la projection de la balle (dans le but de la ressortir sur demande de l'arbitre) nous avons aussi pensé à l'utilisation de rails, mais pour les mêmes raisons de difficulté nous avons finalement créer un robot repousseur en Lego Mindstorm.
Les matériaux :
Nous avions d'abord pensé à l'utilisation du Plexiglas (avec impression 3D ou découpe laser), car l'aspect esthétique des Lego ne nous satisfaisait que moyennement, mais avons ensuite choisi du bois MDF car bon marché, et solide, et l'avons découper au laser. Pour un meilleur emboitage, nous avons réalisé des petits créneaux (dans le but d'une meilleure adhérence).
La réalisation des prototypes :
Dans un premier temps, nous avons créé une ébauche des pièces avec un logiciel 3D, mais ne possédions pas connaissances suffisantes, et avons donc utilisé le logiciel Inkscape.
La programmation
Le but
Programmation de trois moteurs : deux pour la guillotine tournent dans deux sens pour monter et descendre la guillotine (plaque de 50*15*0.6) + un pour le robot pousseur qui avance avec de l'élan pour renvoyer la balle. Utilisation de langage C sur un programmateur NXC Légo.
Fichier:Programme Senseur Ultra-sons.mp4
La balise
Pour voir si les leds fonctionnent, utilisation d'un appareil photo
La fabrication
La cage de but
Nous avons commencer la confection de la cage de but dès la quatrième séance. La schématisation sur papier nous a pris deux heures, pour savoir ou placer morceau, dans le but de ne pas avoir à redécouper plusieurs fois des pièces, à cause d'erreurs.
La première partie était de réaliser informatiquement chaque pièce. Pour ce faire, nous avons utilisé Inkscape, logiciel de dessin vectoriel, dans le but de découper les pièces au laser. Nous avons réaliser dans celles-ci des créneaux de 6mm, pour les emboîter entre elles, et ainsi consolider le but. Dans les séances suivantes, nous avons acheter une plaque de prédécoupé MDF d'épaisseur 6mm et avons commencer la découpeuse laser. La vitesse de coupe a été réglé à 30% (le précédent réglage ayant échoué, et tracé le contour des pièces sur la plaque MDF). Enfin, pour une meilleure adhérence, nous avons collés entres elles chaque pièce.
Pendant trois plusieurs séances nous avons eu des problèmes sur une pièce à recouper (trois fois) : celle-ci possédait un angle de 45°, qui ne concordait pas parfaitement avec l'assemblage des pièces.
Pour la plaque de guillotine, nous avons du évider une partie de l'intérieur pour réduire sa masse, et ainsi faciliter le travail des moteurs et de la ficelle.
Nous avons attaché les deux moteurs à même hauteur sur une barre transversale et avons coupler leurs vitesses de rotation, pour que les deux côtés de la guillotine remonte à la même vitesse.
Nous avons donc conçu un but de 50 cm de largeur (intérieure), et résistant bien au choc de la balle. Pour que le robot pousseur ne s'écarte pas de sa destination, nous avons placé deux rampes de chaque côté. De plus, nous avons ajouté une plaque pour que le capteur ne réagisse pas si quelque chose passe derrière le but.
Le robot pousseur
Pour le robot repousseur, nous avions pensé dans un premier temps à le faire se déplacer grâce à un système de rails. Nous nous sommes vite rendu compte que cela était vraiment très compliqué, de par la confection (ou l'achat), et pour que ceci soit solidaire avec le reste du but (qu'il reste en un seul morceau lors du déplacement du but). Nous avons donc utiliser des Lego Mindstorm pour le fabriquer. Nous l'avons d'abord placé sur roues, avant de se rendre compte que nous ne possédions qu'un seul moteur pour son déplacement, et les avons donc troqués contre des chenilles.
Ce robot possède un rôle crucial : relancer la balle en dehors du but, sur ordre de l'arbitre. Pour cela, il doit supporter une plaque en bois, de dimensions 48*8*0.6cm. Une telle plaque possède un poids conséquent, nous l'avons donc placé sur des "skis", et avons placer un poids de compensation à l'arrière : le boîtier NXC.
Ce robot est le seul objet non solidaire au but, et constitue dons la seconde pièce. Il possède son propre programme, détaillé plus haut. Sa conception a été étalée sur plusieurs séances, car nous avons du le reconstruire plusieurs fois en apportant des améliorations.
La balise
[justify] Sert à envoyer des fréquences au robot pour le repérage du but.
Dans un premier temps, en suivant le schéma ci dessous, nous avons réalisé un prototype de balise sur une boite de connexions avec tout les composants qui seront utilisés dans la balise finale. Ce prototype est utilisé pour les test du programme et verifier la fonctionnalité de tout les composants. On peux remarquer qu'une led avec sa résistance à été rajouté au schéma d'origine. Cette dernière,en parallèle avec les leds infrarouges, sert à reproduire leur activité qui n'est pas visible à l’œil nu, très pratique pour les tests du programme et voir à tout moment si la balise fonctionne correctement (on peux tout de même visualisé leur état avec la caméra d'un smartphone).
Dans un second temps, nous avons réalisé un circuit imprimé grâce à -nomdelogiciel- et -nomdelogiciel-. En partant d'un fichier balise, nous l'avons amélioré (dire ce qu'on a amélioré). Puis en passant du -nomdelogiciel- à -nomdelogiciel- qui lui sert à reproduire le circuit., nous avons du intégré nos modification sur le circuit intégré.
Sur le dessin que nous donne le programme, les ligne bleus représentent les fils de cuivre, qui doivent respecté un angle de 45 degrés pour plus d’efficacité, qui relient les composant (en gris sur le dessin). Chaque composants est soudés au circuit au niveaux des emplacements verts. (parle de la pile?).[/justify]
