La tension mesurée en sortie du transistor est donc analogique, proportionnelle
à la lumière réflechie par le support visé.
On pourra donc détecter les lignes blanches du terrain vert, grâce
au contraste.
Pour ce qui est des capteurs, nous
avons choisi les Honeywell HOA 1180 (On trouve par exemple les capteurs
chez Radiospares), d'une part à cause de leur taille réduite
qui les rend plus logeables que les HOA 1405, mais surtout parce que le
faisceau émis est plus focalisé et permet d'éloigner
les capteurs du sol, jusqu'à 1cm (contre 5mm Max pour les HOA 1405).
C'est un facteur important quand on sait les contraintes auxquelles sont
soumis les robots en match (chocs violents, vibrations) et qui mettent
en danger les capteurs.
Un autre avantage des capteurs est
qu'ils peuvent être alimentés en 5V et qu'ils consomment très
peu de courant (moins de 100 mA Max) : ils sont donc alimentables directement
par le +5V de la carte mère par exemple.
Après essai sur le terrain, on
se rend compte que, très focalisés, ces capteurs ne sont
pas influencés par les lumières parasites rasantes, et que,
polarisés comme indiqué ci-dessous, la tension de sortie
varie de 2V pour le vert, à 4V pour le blanc, la tension Vce du
phototransistor diminuant avec la lumière. Un tel contraste permet
de distinguer sans problème les couleurs.
Pour les valeurs des résistances,
on se reportera au schéma d'ensemble, ci-dessus.
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Comparateur
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On ne peut se contenter d'un simple
comparateur à seuil pour décider si la zone visée
est verte ou blanche, d'une part parce qu'avec de simples vibrations, l'intensité
lumineuse reçue varie, d'autre part parce qu'on n'a jamais à faire
exactement aux mêmes blancs, ceci étant vrai sur un même
terrain non uniformément sali.
On utilise donc un comparateur à
hysteresis, afin que des déclenchements intempestifs ne viennent
perturber le programme qui lit les informations de franchissement de ligne.
Un problème se pose cependant
: le montage d'un tel comparateur est fait de telle sorte que les déclenchements
se font à des tensions symétriques par rapport à 0V.
Le capteur donne des tensions entre 0 et 4,5V, il faudra modifier le montage
du comparateur en procédant à un décalage de niveau
de référence, en reliant la masse du montage classique à
une tension positive (de valeur réglable) par rapport à la
masse du montage (masse virtuelle).
On utilise un suiveur afin de présenter
au diviseur de tension une impédance d'entrée assez élevée,
pour éviter d'avoir un courant de fuite qui fausserait
les calculs.
Avec le second montage, on
peut, en jouant sur les valeurs des potentiomètres Palpha
et Pbeta, faire varier respectivement la moyenne des valeurs à détecter
(dans notre cas ce sera environ 2,5 ou 3V) et les plages de variations autorisées
pour le signal d'entrée.
La fonction de transfert du montage
est la suivante :
Alpha et Beta sont les valeurs
(comprises entre 0 et 1) que fournissent les potentiomètres tous
deux montés en diviseurs de tension, donc pour lesquels la valeur
nominale n'est pas très importante. Il a juste fallu veiller
à prendre la valeur de Palpha assez grande pour que le diviseur ne consomme
pas trop de courant, et une valeur pour Pbeta assez faible pour que les
éventuels parasites ne créent pas à ses bornes une
tension ajoutée trop importante.
Schéma de principe global
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Alimentation
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Comme indiqué sur les schémas,
on utilise une tension de +5V (fournie par la carte mère) pour décaler
la référence du comparateur, mais on peut également
se servir de cette tension 0V/5V pour alimenter des amplificateurs opérationnels,
à savoir des LMC 6482 rail to rail. Ceci a le double avantage
d'éviter l'alimentation en +12/-12V et de fournir (grâce à
la faible tension de déchet) des sorties à saturation très
voisines de 0 et de +5V : on pourra ainsi brancher ces sorties directement
sur la carte Entrée/Sortie (dans la mesure où les entrées
de cette dernière sont à haute impédance d'entrée).
On se sert donc, pour ce montage,
de la seule tension 0V/5V pour les capteurs et les amplificateurs opérationnels.
Ce qui prime dans ce montage est
la simplicité, principalement pour des raisons de fiabilité
et de rapidité des dépannages éventuels.
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