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Bureau d'études IMA

Glossaire

Un bureau d'étude c'est l'occasion donnée à des futurs élèves ingénieurs de découvrir un domaine de métiers. Ici le domaine exploré est auxquel prépare le département IMA de l'école d'ingénieurs Polytech'Lille.

Synopsis

Chassis MindStorm	Chassis générique

Ce bureau d'études doit permettre aux élèves d'aborder toutes les spécialités du département IMA. L'aspect automatique est largement abordé avec un chassis de robot comportant capteurs et actionneurs standards et avec l'implantation d'un processus de régulation de trajectoire de type PID. Initialement les chassis étaient réalisés avec des Legos Mindstorm, à partir de la saison 6, des chassis plus génériques sont utilisés voire fabriqués grâce à la découpeuse laser du Fabricarium.

FoxBoard	pcDuino	RaspBerry Pi3

L'aspect informatique embarquée est abordée avec l'introduction d'une plateforme FoxBoard qui, sous un format réduit, donne accès à un réel système d'exploitation de type Linux. A partir de la saison 5, les FoxBoard, un peu agées, sont remplacées par des pcDuino puis à partir de la saison 7 par des Raspberry Pi.

Panneau solaire	Balise infra-rouge	Circuit imprimé maison

La spécialité électronique est présente dès la saison 3 avec une procédure de rechargement des accumulateurs par panneau solaire. Elle se renforce dans les saisons 4 et 5 avec la conception d'une balise infra-rouge. Dans les saisons 6 et 7 ce sont des circuits électroniques complets que les élèves conçoivent et réalisent.

Saison 6 (2015/2016)

La saison 6 fait connaître au bureau d'études IMA original un chamboulement total. Non pas à cause du changement de thème car l'objectif reste un jeu de balle entre robots. Les règles du jeu sont très proches de celles de la saison 5 avec quelques simplifications techniques comme la suppression de l'arbitre, son rôle étant distribué aux acteurs restants. Le chamboulement est au niveau de la réalisation des robots. Nous abandonnons les lego MindStorm décidement trop onéreux et impossible à renouveller : la version NXT n'est plus produite et la version EV3 manque d'environnement de développement dans la continuité des NXT. Les robots vont être construits de toute pièces avec des éléments standards et contrôlés par une plateforme Arduino Mega2560.

Voici en définitive les robots construits lors de ce bureau d'étude.

Accessoires des premières saisons

Voici des galeries photos des accessoires communs aux saisons 1 à 5, en commençant par le système global.

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  Vue d'ensemble du matériel

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  Chassis du robot réalisé en Lego Mindstorm

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  Le centre névralgique autour d'un système embarqué FoxBoard

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  Accès au robot via un point d'accès WiFi

Capteurs et actionneurs utilisés.

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  Capteur sonar ultrasons

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  Capteur de couleurs

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  Servo-moteur

Outils de programmation des Legos MindStorm.

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  Brique MindStorm (micro-contrôleur)

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  Programmation graphique

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  Programmation en C

Saison 5 (2014/2015)

La saison 5 reprend le thème de la balle infra-rouge de la saison 4. Le nombre de robots sur le terrain est réduit, cette fois chaque équipe ne comprend qu'un robot de compétition. Cette communication s'effectue par bluetooth. L'aspect télécommande par WiFi et webcam présent dans les saisons 1 à 4 est abandonné. L'accent est mis sur la communication entre les différents acteurs. D'ailleurs, un nouvel acteur est introduit : l'arbitre. Cet arbitre n'est pas un robot mobile mais un système embarqué qui joue le rôle de central de communication =bluetooth=. Dans la saison 4, les balises infra-rouge des cages de but n'ont pas été finalisées. Une nouvelle approche est prévu cette saison pour aboutir à une carte complète pour ces balises. La carte comprendra un petit micro-contrôleur AVR : l'attiny85.

Micro-contrôleur attiny85

Vous trouverez ci-dessous quelques épisodes de la saison 5. L'intégrale est disponible à partir de la page de la saison 5.

Saison 4 (2013/2014)

Pour la saison 4, un nouveau thème de jeu de balle a été choisi. Les robots vont devoir s'affronter dans une compétition sur un terrain, 2 robots contre 2 robots. La balle est une sphère émettant dans l'infra-rouge que les robots vont devoir retrouver grâce a des détecteurs de même type et dans laquelle ils vont devoir taper pour l'amener dans les buts adverses. Les buts eux aussi peuvent être repérés par des signaux infra-rouges d'impulsion.

Détecteur infra-rouge

Durant la saison 4, les capteur tierce partie infra-rouge a été employé pour retrouver la balle et les buts.
Vous trouverez ci-dessous quelques épisodes de la saison 4. L'intégrale est disponible à partir de la page de la saison 4.

Saison 3 (2012/2013)

Pour la saison 3, des capteurs solaires ont été ajoutés aux accessoires disponibles. Un élève s'est essayé à intégrer deux panneaux sur son robot.

Vous trouverez ci-dessous quelques épisodes de la saison 3. L'intégrale est disponible à partir de la page de la saison 3.

Saison 2 (2011/2012)

Page de configuration	Commande "rose des vents"	Carte de positionnement

Pour la saison 2, l'interface Web de contrôle du robot a été améliorée. Vous noterez en particulier, une interface de commande du robot permettant de régler finement la vitesse des deux servo-moteurs.
Une autre nouveauté de la saison 2 est l'ajout de cartes RFID sous la piste permettant aux robots de se situer sur le parcours. Vous trouverez ci-dessous quelques épisodes de la saison 2. L'intégrale est disponible à partir de la page de la saison 2.

Saison 1 (2010/2011)

la première saison a vu les principes de communication entre la brique MindStorm et le système FoxBoard se mettre en place. Cette communication se fait par BlueTooth.

Page de configuration	Télécommande WiFi

L'interface Web de contrôle implanté sur la FoxBoard est donnée aux élèves qui peuvent la personnaliser. L'accès à cette interface Web se fait à l'aide d'un téléphone Android ou d'une tablette.

Boussole	Lecteur RFID	Accéléromètre	Gyroscope

Durant la saison 1, divers groupes ont testé les capteurs tierce partie présentés ci-contre. Seuls les capteurs Boussole et Lecteur RFID ont trouvé un intérêt dans ce bureau d'études.

Vous trouverez ci-contre la vidéo finale de la saison 1. Le making-of de cette vidéo est aussi disponible.