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Fribotte



 Le robot au 16 mars 2000
Et voici sous vos yeux ébahis : Grincheux !!!!
  Mais qui est Grincheux ?
Grincheux est une des 7 PMI contenues dans Blanche Manège. Grincheux ne fait rien comme les autres :
  • il a un chassis différent,
  • il utilise un autre micro-contrôleur
  • il habite à Toulouse et c'est si loin de Paris ! :-)
Mais au moins, un point de similitude important : Grincheux progresse ! Et on arrivera bien à le faire marcher un jour....

L'objectif est de construire une PMI autonome capable de se déplacer sur le terrain de jeu afin de crever un, voire plusieurs ballons (on peut rêver !). Ce robot ne devra pas excéder les dimensions 15xl5xl5cm et entrer dans l'espace en forme de camembert du manège.

Contrairement au concept adopté par l'équipe parisienne de Fribotte, ce robot a une base cubique et comporte 6 roues entraînant 2 chenilles. Chaque chenille est entraînée séparément par un moteur continu. Ce robot est commandé par un micro-contrôleur 68HC11.



 La méca à la mode Grincheux
  1. Réalisation d'une demi-structure.
La première étape consiste à assembler sur une même plaque verticale 3 roues (qui seront par la suite liées par une chenille), les engrenages et un moteur. Les plaques utilisées sont en epoxy.

  •  Fixation des roues
Les roues ont été fabriquées en récupérant des bouchons de bouteille. Les chenilles sont en caoutchouc (type chambre à air de roues de vélo). Une seconde plaque assure le bon maintien des roues contre la plaque principale. Les axes des roues sont réalisés à partir de vis, ce qui n'est absolument pas optimal en terme de frottements. Le tout constitue un ensemble qui est tout à fait dans l'esprit de la Coupe ;-)
Roues et chenilles
Roues et chenilles - vue du dessous.
  •  Engrenages
La partie qui nécessite le plus de soin est le système d'engrenage. Les engrenages utilisés comportent deux séries de dents : 10:50 et 10:30. L'ensemble permet de démultiplier la vitesse de rotation du moteur avec un taux 50. Chaque engrenage est fixé sur un axe (constitué à partir de vis). L'ensemble est bloqué entre la plaque principale et une seconde plaque. L'espace entre ces deux plaques est assuré grâce à des entretoises.
  •  Le moteur
Le moteur est fixé sur l'ensemble : il est bloqué entre la plaque intérieure, et une troisième plaque époxy qui assure sa fixation sur l'ensemble.
Moteur
Le moteur et les engrenages
  •  Conclusion
La réalisation de cette structure a l'avantage de ne pas nécessiter d'équipement lourd, type perceuse à colonne, plieuse, etc. Avec une bonne scie à métaux, une bonne perceuse et beaucoup de patience, on arrive a un résultat intéressant.
Vue des roues et chenille
Vue d'ensemble roues+moteur
  2. Assemblage du robot.
Le robot est constitué de 2 demi-structures qui ont été décrites précédemment totalement identiques. Des tasseaux percés (en bois ou aluminium) assurent la liaison et le maintien de l'ensemble. Des plaques horizontales (en carton ou époxy) délimitent l'espace à l'intérieur du robot pour insérer par la suite les diverses cartes électroniques.

Dans cette première configuration, le robot a une taille proche de llxllxl5 cm. Une structure supportant le système de perçage des ballons s'emboîtera sur le dessus. Elle n'a pas été réalisée pour le moment.

Vue des roues et chenille
2 demi-structures assemblées.


 Une élec pas comme tout le monde
  1. Carte rnicro-contrôleur
  J'ai choisi le micro-contrôleur Motorola 68HC11 pour ses possibilités de téléchargement d'un programme sans disposer d'un programmateur. Amis étudiants, profitez pleinement du matériel dont vous disposez librement dans les écoles. Sans matériel, la tâche se complique pas mal... 

La carte que j'utilise est inspirée fortement du montage proposée dans le numéro 209 d'Electronique Pratique. J'ai fait un amalgame avec des montages proposés par d'autres revues spécialisées. 

Le micro-contrôleur 68HCl1 fonctionne en mode bootstrap : un premier logiciel est téléchargé dans la RAM du micro-contrôleur. Ce soft sert ensuite à télécharger un second logiciel dans l'EEPROM du micro-contrôleur qui va s'exécuter après installation.

68HC11
La carte 68HC11

Note : il existe de nombreux montages sur le 68HCl 1 dans les revues spécialisées en électronique. Néanmoins je vous conseille de ne pas faire confiance aveuglément dans les schémas proposés. Les principales erreurs que j'ai pu constatées concernent le câblage de la liaison série, et du MAX232 qui assure la transposition des signaux TTL. J'ai rencontré un montage avec un MAX232 non alimenté, un montage avec une prise DB9 montée à l'envers sur le typon... Cela arrive plus souvent qu'on ne le pense...

  2.  Commande des moteurs
N'étant pas électronicien de formation, et ne disposant pas de matériel adéquat (type oscilloscope), je me suis limité à l'utilisation de relais pour commander les moteurs continus.

 Les alimentations des moteurs peuvent ainsi être séparés du système de contrôle, et ceci élimine tout problème de parasites. De plus, ce montage est relativement simple à mettre au point.

  3. Capteurs de contacts.
2 capteurs de contact sont fixés sous le robot (1 capteur à l'avant et 1 capteur à l'arrière). La photo qui suit permet également de voir la fixation des capteurs infrarouges.
Capteurs de contact
Capteurs de contact
  4. Carte capteurs IR pour détection des lignes.
4 capteurs IR sont situés sous le robot. Une carte d'interface transforme les signaux analogiques en signaux binaires (0 ou 5V) pour le microcontroleur. Différents potentiomètres servent à ajuster les niveaux des signaux en fonction du niveau d'éclairage ambiant. En effet, les capteurs IR sont très sensibles aux projecteurs...
Carte pour capteurs IR
Carte pour capteurs IR
  5. Carte interface E/S micro-controleur
Une carte est spécifiquement utilisée pour interfacer la carte micro-controleur avec les différents capteurs et moteurs. Cela facilite le test des différents éléments du robot. 
Carte d'interface
Carte d'interface

La carte interface est pour le moment incomplète.



 L'info qui grinche
Le 68HC11 est programmé en assembleur. Le programme suit un algorithme de grafcet. Un timer déclenche l'entrée dans la boucle du programme à intervalle régulier. Suivant l'état actif du grafcet, tel ou tel moteur est actionné, tel ou tel capteur est lue. 

Pour le moment, le programme est en cours de développement.


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