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Fribotte


Présentation de Nikoro
Un robot pour tester

 

Nikoro est un petit robot qui est là pour valider le début du développement du "PID sur PIC", du moins toute la partie asservissement PID. Tant qu'à y être, autant en faire un petit robot marrant !

Nikoro est équipé de 3 télémètres IR (voir la page explicative) qui lui permettent de voir les obstacles à l'avance, et donc de les éviter. C'est d'ailleurs la seule chose qu'il sait faire. Il avance, trouve un obstacle et tourne àdroite. Il recule si l'obstacle est trop près devant. Le tout se fait avec des vitesses bien constantes sur les roues (grâce à l'asservissement PID). Ca tombe bien, c'était le but :-)

Les photos


Une photo valant mieux qu'un long discours, en voici toute une série. Cliquez pour agrandir.


La mécanique
La motorisation


Comme décrit précédemment, Nikoro est articulé autour de 2 moteurs peu coûteux.

Dessus sont montés 2 encodeurs optiques "recupérés" sur des imprimantes HP 500.

Le montage des moteurs a été facile : les moteurs étant livrés avec un support, il a suffit de les visser sur la plaque en allu principale.

Les roues sont 2 roues de roller, qui sont tenues par du fil de fer (je sais, c'est pas beau ... d'ailleurs ça tient pas très bien non plus ;-) sur une pièce de meccano rentrée en force sur l'axe de sortie du réducteur du moteur. L'ensemble suffit pour des démos pas très rapide.

Les encodeurs optiques ont été beaucoup plus délicats à réaliser. Il a d'abord fallu les sortir des moteurs d'origine des HP 500 (et ils sont montés en force) sans trop les abîmer. Ensuite, j'ai du racheter un roulement à billes diamètre 10 pour chaque (celui d'origine étant irrécupérable), remettre un axe (axe meccano de diamètre 3 dont j'ai légèrement diminué le diamètre par abrasion), remonter l'ensemble en réglant pifométriquement, et en intercallant une pièce meccano vissée pour bien plaquer les encoches. Au final ça marche, et même plutôt bien ! Ca donne des encodeurs optiques format pro (500 pas par tour) pour le prix de l'imprimante de récup'. Mais c'est un peu long à faire ... et mauvais pour le coeur.

Ensuite ces 2 encodeurs doivent être placés sur la plaque d'allu (pas trop difficile, cf photos) mais ils doivent être reliés aussi au moteur ... Or l'axe de sortie du moteur ne dépasse que d'un mm environ, ce qui n'est pas beaucoup pour faire une liaison d'axes ! Heureusement j'avais des petits engrenages du bon diamètre que j'ai pu monter et coller sur l'arbre. On est ici beaucoup aidé par le fait que les encodeur ne demandent quasiment pas d'effort. Mais j'ai quand même un peu peur que ça finisse par lâcher...

 

le placement des télémètres IR


Les capteurs SHARP IR sont montés sur une pièce en meccano. J'ai du faire très attention à isoler ces capteurs (en fait toute la pièce de meccano), car leur coque est conductrice, reliée à la masse - qui n'est pas forcément la même que la masse du reste du chassis.

A noter la configuration des capteurs. J'ai mis un capteur qui regarde tout droit, et 2 autres sur les côtés qui regardent vers l'interieur. Pourquoi cette configuration ? Pour avoir un balayage en continu de tout l'avant du robot pendant qu'il avance. En effet, si j'avais mis les 3 capteurs dirigés directement vers l'avant du robot, un obstacle (comme un pied de chaise) aurait pu passer entre sans être vu.

Les capteurs sont aussi légèrement inclinés vers le bas, et placés en hauteur. Le but est ici de détecter un éventuel trou devant le robot (un escalier par exemple). En fait les capteurs détectent le sol à une distance fixe. Si ils voient plus loin, c'est que le sol n'est plus là ! Le robot trouve alors une autre direction.

Enfin, les capteurs sont placés à 10cm à l'interieur du robot, pour éviter la zone de non détection de 0 à 10cm.

 

Le reste du robot


Le reste du robot est très simple. La plaque électronique est montée sur des bouts de plastique (trouvés dans une boîte de carte mère de PC), l'afficheur LCD est vissé, les boutons ON/OFF (un pour la puissance et un pour l'électronique) sont vissés aussi.

A l'avant, sous le robot, il y a un patin en téflon qui glisse bien sur la plupart des surfaces.

 

 

L'électronique
La carte du PIC


Comme vous pouvez voir, la carte du PIC est faite sur une plaque à trous. C'est ce que je trouve de plus simple et de plus solide vu mes moyens limités en élec.L'énorme radiateur du pont en H vient d'un processeur de PC (j'avais que ça).

La carte elle même sera décrite dans la partie éléctronique.

Le reste des branchements


Rien que du très classique, la batterie 9.6V maison (8 acus NI-MH 600 mAhde 1.2V) alimente directement le pont en H. Le PIC et le reste de l'élec est alimenté par une pile 9V régulé en 5V.

A noter qu'il n'y a pas de séparation (opto-coupleurs) entre le PIC et la puissance.

 

Le programme de Nikoro

Voici le programme de Nikoro. C'est une version ancienne (de test) du PID, mais tous les élements de l'asservissement sont là, avec en plus la gestion des 3 télémètres (3 convertisseurs analogiques-numériques) et la décision de l'asservissement à appliquer suivant leur résultat.

 

Ce que ça donne au final ?

Et bien Nikoro est bien sympa à voir, même si il ne faut pas s'attendre à des miracles.

En particulier, faute d'étalonement précis des télémètres, la détection est approximative. Il voit parfois des obstacles qui n'existent pas, et inversement il voit aussi des obstacles trop tard. Il peut aussi rester coincer dans un enchevètrement de pieds de chaise, même si en général il arrive à s'en sortir.

Enfin globalement, ça marche pas mal et ça reste une agréable démo à faire :-)

Julien - pour les Fribottes



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