Cette nouvelle version est une évolution du modèle 2023. Ce qui ne change pas d'une version à l'autre, ceux sont les capteurs, les moteurs, le processeur, le servo-moteur, l'accu. Ce qui change, c'est les roues et pneus (fait maison à partir d'un moule), les interfaces moteurs (les précédents étaient trop fragiles).
L’année scolaire 2022/2023 a été l’occasion de revoir nos bases en robotique avec l’étude, la réalisation et la programmation d’un Robot Suiveur de Ligne (RSL), Line Follower Robot (LFR). Le tournoi national de robotique de Nîmes est l’opportunité de motiver les étudiants pour concourir et performer.
Le cahier des charges imposé par le tournoi donne les dimensions maximales du robot, le fait qu’il soit nécessaire de contourner un obstacle et enfin d’être capable de suivre un mur en virage en l’absence de piste. Ce qui correspond à 3 qualifications de complexité croissante. Nous avons respecté chronologiquement cette progression dans la construction de nos robots.
10 réalisations ont permis de tester plusieurs formes avec des dispositions diverses des moteurs et des capteurs.
Quelques choix ont été contraint par soucis de pédagogie.
Les divers éléments structurels ont été dessinés sur SolidWorks et réalisés avec une imprimante 3D et une découpe LASER. Le circuit imprimé a été dessiné sous EAGLE. L’association a été validé sous SolidWork.
La phase de programmation a aussi permis de valider certaines structures au détriment d’autres. Le test sur piste a permis aussi de confirmer l’efficacité des diverses routines logicielles comme le calcul du barycentre ainsi que la correction PD.
L’interface Bluetooth associée à une appli pour smartphone de type Serial Bluetooth Terminal permet modifier les coefficients du correcteur PD, en direct sur le robot pendant qu’il roule. Le contrôle du robot avec un smartphone et son amélioration est une révélation pour beaucoup d’étudiants et donne un effet très positif sur le projet et sa finalité pédagogique.
Voici une nouvelle carte électronique de type Bluetooth pour remplacer le module précédent devenu obsolète (voir l’article sur le module FB155BC).
Cette carte utilisant un module RN42 de chez Microchip permet de créer une passerelle Bluetooth entre une carte à microcontrôleur et un PC ou un smartphone. Notre carte a les caractéristiques suivantes :
Schéma de mise en œuvre :
La licence professionnelle Assemblage Intégration (LPro AIT) à l’IUT de Nîmes permet aux étudiants de découvrir les métiers du spatial.
Pour les aider dans cette action, nous avons conçu une plateforme pédagogique. Il s’agit d’une structure de la forme d’un CubeSat nommé IniSat.
IniSat, pour Initiation aux Satellites, est une réalisation en impression 3D supportant 3 cartes électroniques et 2 faces solaires.
L’interface homme machine (IHM) comporte des interrupteurs (Sélection, Goupille, fin de course), des indicateurs lumineux ainsi que des connecteurs pour programmer la carte à processeur et recharger l’accumulateur.
Une station sol permet de dialoguer avec la structure. Le procédé de dialogue est sans fil à 2,4GHz.
Divers capteurs (GPS, Centrale à Inertie, Caméra, température) permettent de découvrir les différentes missions que l’on peut demander à un vrai satellite.
Cet outil pédagogique est réalisé en partenariat avec le CNES.
Conférence sur les projets spatiaux, le 14 mai 2019 à 13h, à l’IUT de Nîmes.
Hubert Diez, responsable des relations avec l’enseignement supérieur et spécialiste des drones au CNES, viendra nous expliquer les projets spatiaux qui sont confiés aux étudiants pour la prochaine décennie. A cette occasion, il va nous confier un rover lunaire, afin de l’améliorer pour une mission sur la lune.
Si vous souhaitez plus de renseignements, contacter moi.
Plusieurs plateformes robotiques ont été réalisées cette année.
Que ce soit dans le cadre d’un projet pédagogique, tuteuré ou libre, elles ont permis à toute la promotion d’étudiants de 1ère année, de s’initier à la programmation avec un objet ludique.
Deux types de robots ont été réalisés, permettant d’utiliser la carte Picky 4.2. Le premier robot permet de réaliser un suivi de ligne ou un parcours dans un labyrinthe classique à murs. le deuxième ne permet que de faire un robot suiveur de ligne, mais rapide.
Pour exploiter la carte Picky dans une plateforme robotique, nous avons développé une réalisation simple et peu couteuse. L’utilisation d’une imprimante 3D a permis de réaliser l’ensemble des pièces.
Un premier exemple complète la plateforme. Nous avons réalisé un support pour un servomoteur qui porte un télémètre Sharp. Un programme adapté permettra de réaliser un robot capable de se déplacer entre des obstacles.
Ce deuxième exemple représente un robot suiveur de ligne rapide. Sa vitesse maximale est de 4m/s. Il est parfait pour participer à une compétition de robotique.
Voici la dernière version de la série des cartes à µC PIC pour la robotique, développée au département GEII de l’IUT de Nîmes.
Cette carte sera utilisée pour les divers projets tuteurés et dans le module Étude et Réalisation au 2ème semestre (ERS2), dont le thème sera la robotique. Elle peut parfaitement permettre de réaliser un robot suiveur de ligne, un robot sumo ou encore un robot pour résoudre des labyrinthes. Bref, elle peut vous permettre de participer au tournoi national de robotique, organisé par l’association TNRS et le département GEII de l’IUT de Nîmes.
On y retrouve les ressources indispensables pour réaliser un petit robot digne de ce nom.
La figure suivante correspond au schéma électronique de cette nouvelle version.
Le développement de cette carte a commencé en 2004. Mais des versions plus élaborées ont été développées en parallèle et utilisées depuis pour des robots plus puissants et pour la pédagogie en 1ère et 2ème année.
Pour réaliser et utiliser cette carte, demander à l’enseignant responsable de la partie robotique. Il pourra vous fournir les documents nécessaires à sa réalisation et une trame de programmation pour tester la carte.
Trame de Programmation pour Picky 4.2
Carte à 5 capteurs pour suiveur de ligne
Associée à la carte à µC comme celle présentée plus haut, elle permet de lire 5 capteurs à réflexion orientés vers le sol. L’émission infrarouge est commandée par une ligne. De ce fait, en l’absence d’une lecture des capteurs, on peut réduire la consommation de la carte. Cette dernière n’étant pas négligeable, de l’ordre de 45mA.
Le module FB155BC est un bon moyen pour tester une application dont la communication s’effectue par Bluetooth.
Nous vous proposons une fiche technique pour mettre en place cette communication.
La partie technique s’appuie sur une carte qui se branche sur la carte à µC 16F1847 utilisée pendant les cours de projets ERS2.
Une application Android peut être assez facilement réalisée avec l’environnement en ligne MIT App Inventor.
C’est fait. Après plus d’un an d’attente pour trouver un lanceur, notre 2ème nano-satellite a été lancé avec succès sur une fusée indienne le 23 juin 2017, au petit matin.
Et dès son premier passage au dessus de Montpellier à 10h, le Centre Spatial Universitaire de Montpellier-Nîmes (CSU) a pu lui envoyé les commandes de mise en mode mission qu’il a acquitté immédiatement. Ce qui a réjoui l’ensemble de l’équipe. Ce très beau succès, nous le devons à la ténacité de l’équipe, à tous les étudiants qui ont participé de près ou de loin à ce projet depuis 2006 et aux responsables et industriels qui nous ont soutenu.
Depuis le 24 juin, l’équipe nîmoise, responsable de la carte puissance reçoit plusieurs fois par jour des données sur le bon fonctionnement des éléments la concernant. Il s’agit des valeurs des courants dans les cellules solaires et de la tension aux bornes de la batterie.
Pour plus de détails, consulter la page officielle du CSU ainsi que sa page facebook.
Ce montage est un projet réalisé en 12h. Il s’agit d’un des mini projets proposés en ERS2 (Étude et Réalisation 2ème semestre GEII).
Le but est de réaliser un thermomètre simple mais précis au degré près, avec un affichage par 2 Dels. Une del clignote le nombre de dizaines et l’autre, les unités. En cas de température négative, les dels clignotent ensemble une fois avant d’indiquer la suite. Par ailleurs, le montage doit passer en mode veille pour réduire sa consommation à l’extrême après avoir indiquer la température.
Le schéma électronique est inspiré de celui proposé par le fabricant Microchip du capteur MCP9700. Mais il est amélioré par les indications et améliorations proposées par le constructeur.
Le pic choisi est un 12F675 programmé par l’outil développé par l’auteur.
Le capteur de température proposé est simple à lire et à convertir par un convertisseur 8bits ou 10bits. 2 modèles sont proposés par Microchip (MCP9700 et MCP9701), mais seule la version MCP9700 fonctionne sous 3Volts.
Le premier avantage de ce composant par rapport à d’autres est sa bonne linéarité. Par ailleurs, il est assez précis et son erreur sur la précision est stable donc peut-être facilement corrigé. Le modèle choisi MCP9700 permet d’avoir une résolution de 1°C/bit avec un convertisseur 8bits sous une référence de 2,5Volts. C’est le choix que nous avons fait dans le schéma.
Pour réduire la consommation au maximum et obtenir une autonomie maximale, le capteur de température et la référence de tension sont alimentés par le microcontrôleur. Lorsque le système est en veille, la consommation tombe à moins de 1µA, soit une autonomie supérieur à 30ans avec une pile CR2430.
Le montage n’a pas de particularités, mais la présence des condensateurs est essentielle pour un bon fonctionnement.
La partie cachée du montage, c’est le programme qui doit gérer les divers éléments pour répondre au cahier des charges du projet.
Beaucoup de petits projets à base de microcontrôleur utilisent peu de broches. Si l’on développe sur des PIC 16F voir 18F la plupart du temps, c’est parce que les outils de développement disponibles sont parfaitement adaptés à ces familles. En particulier, il est possible d’utiliser la technique du bootloader pour reprogrammer ces composants. C’est moins évidement sur les familles 10F et 12F, ou le nombre de broches est très limités.
Nous souhaitons pourtant vous présenter, ici, une technique qui permet programmer la famille 12F. Certes, il vous faudra un programmateur PICkit 2 ou 3, mais l’outil présenté permet de gagner du temps sur le développement d’une application.
L’idée consiste à réaliser un câble de programmation entre le programmateur PICkit et le composant. D’un coté du câble, nous aurons un connecteur 5 broches ou 6 (voir note 1) et de l’autre coté, un support DIP08, avec le composant fixé sur le support.
On soude 5 fils de couleurs différentes sur les broches 1, 4, 6, 7 et 8 du support. On fixera un 2ème support DIP08 sous le 1er pour une meilleure insertion de l’ensemble dans la plaque d’essai ou sur l’application. Le composant est placé sur l’ensemble. Coté connecteur vers le PICkit, on devra souder sans se tromper les divers fils aux broches correspondantes. le document suivant vous aidera dans ces opérations.
Personnellement, j’utilise cet outil extraordinaire depuis plus de 35 ans, et je n’ai pas trouvé mieux pour développer confortablement au plus près de mes besoins quotidiens.
Vous implanterez votre montage sur le bord droit en laissant le câble multicolore à droite. On réalise les liaisons habituelles vers les rails + et – par 2 fils très courts. Il ne vous reste plus qu’un tester le montage avec le petit programme de test habituel « faire clignoter une Del rouge ».
Nous vous proposerons une trame de test en C pour le 12F675 prochainement.
