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Le microcontroleur

On pense travailler au départ sur un Arduino Uno.

Capteur de proximité ultrason

Les différents capteurs de proximité

• Les capteurs infrarouges fonctionnent en mesurant l'angle de réflexion d'une émission d'infrarouges modulée, grâce à une rangée de récepteurs.

• Les capteurs à ultrasons fonctionnent en mesurant le temps de retour d'une onde sonore inaudible émise par le capteur et on en déduit la distance.

• Les capteurs de proximité inductifs détectent tous les matériaux conducteurs à une distance définie

• Les détecteurs de proximité capacitifs peuvent détecter à courte distance la présence de tous types d’objets

Comparaison de capteur

	Capteur ultrason Capteur de proximité ultrason	Capteur infrarouge Capteur de proximité infrarouge GP2D12
Portée	1cm à 3m	5-80 cm
Directivité	Dépend du cône de directivité	Dépend du cône de directivité
Précision	Dépend du temps de parcours de l'onde	Dépend de la distance - bonne à 10cm
Taille	Petit, mais carte de mesure imposante	Très petit
Consommation	30 à 50 mA env.	25mA

Nous utiliserons des capteurs à ultrasons, car ils présentent des avantages en thermes d'efficacité. Nous prendrons des capteurs SRF05 capables de déterminer la distance qui les sépare d'un obstacle se présentant devant eux (entre 1 cm et 3 m). Ce qui nous permettra ainsi d'éviter au maximum le risque de collision avec les obstacles et par la même occasion de gagner du temps.

Déplacement

Algorithme de déplacement de base.

• Le déplacement du robot se fera grâce à la partie réception situé sur le dessus du robot afin de pouvoir capter tout le long de la course, le signal infrarouge émit par la balise. Pour ce faire, un BPW50 reçoit le signal qui sera amplifié et filtré grâce à un filtre passe bande permettant d'avoir un signal optimal à 7.6KHZ. Puis il sera soumis à un comparateur afin d'avoir un signal carré.

Balise

Une balise infrarouge est placée au niveau de la zone d'arrivée. Celle-ci émet un signal que le robot reçoit et détermine la direction à l'aide d'une ceinture de 5 capteurs placé à la même hauteur que l'émetteur de la balise, ce qui permet ainsi au robot de se diriger.

• Concernant la partie émission, nous utiliserons des LED infrarouges fonctionnant sur une fréquence de 7.6kHZ (signal carré).
• Puis nous utilisons des photodiodes en réception (ceinture),et le signal reçu sera amplifié.

Émission infrarouge

Émission de signal infrarouge.

A l'aide de ce circuit qui sera placé sur la balise, on pourra émettre un signal (carré) infrarouge de fréquence 7.6kHz. Ce circuit sera dupliqué un certain nombre de fois dans la balise afin qu'elle puise émettre dans un angle minimum de 45° étant donné qu'on la place à l'angle du terrain de jeu.

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Réception infrarouge

Récéption de signal infrarouge.

Ce circuit va nous permettre de recevoir le signal émis par la balise à l'aide de la photodiode BPW50. Seul il va recevoir à peu près n'importe quelle signal infrarouge émis dans les environs c'est pour cela qu'on va lui associer un filtre passe bande.

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Amplification du signal reçu

Récéption de signal infrarouge.

Évitement des obstacles

L'évitement des obstacles se fera à l'aide de 5 capteurs à ultrasons placés à l'avant du robot et d'un capteur mécanique de position (Boussole)

Choix de la trajectoire

Type de trajectoire que devra suivre le robot

Boussole

Boussole I2C

• Nous utiliserons une boussole HM55B afin d'optimiser le déplacement du robot. Ainsi on met la boussole il faudra mettre le robot dans une direction qu'il considérera comme étant le nord. Un programme d'initialisation est nécessaire, ainsi quand le programme sera lancée, la boussole enverra à un micro contrôleur l'angle entre le robot et le nord qu'on lui a imposé.
• Ce micro contrôleur viendra alors commander les moteurs des roues afin d'avoir une direction vers le nord. Le principe de l’utilisation de cette boussole consiste à mémoriser l’angle dans laquelle se trouve la balise. Ainsi lorsque le robot de déplacera, il pourra savoir où se trouve la balise par rapport à sa position.

Moteur

• Le robot se déplace grâce à deux moteur dont on pourra faire varier la vitesse de chaque moteur afin de pouvoir éviter les obstacles. Il doit être capable de faire varier sa vitesse afin de pouvoir éviter les obstacles et de se rediriger vers la zone d'arrivée. De plus, il doit aussi être capable de reculer afin de se sortir de situation qui ne lui offre pas d'autre alternative.
• Pour contrôler les moteurs nous utiliserons un Driver Moteur L298 qui intègre deux ponts en H pour les deux moteurs. Il se peut qu’un seul transistor soit saturé dans le pont en H. Or, le moteur possède une inductance interne qui va devoir décharger l’énergie accumulée. Afin de protéger les transistors contre la décharge d'énergie des inductances, il sera donc préférable de placer une diode de roue libre pour permettre l’évacuation du courant.

Détection de la zone d'arrivée

Principe de fonctionnement d'un phototransistor

La détection de l'arrivée se fera à l'aide de 2 D.E.L. et de 2 phototransistor placés au niveau des roues du robot afin que le robot s'arrête seulement quand il sera entièrement dans la zone d'arrivée. Les D.E.L. envoient une lumière rouge ainsi lorsque que le robot pénétrera la zone blanche de l'arrivée, les lumières rouges des D.E.L. seront réfléchies et captées par les phototransistor, qui seront ensuite traités par un micro contrôleur afin de transformer le courant des transistors en tension.

Départ du robot

Le départ du robot se fera à l'aide d'une prise jack. Ainsi une fois le robot placé dans sa zone de départ et dans la direction choisi, il suffira d'enlever cette pris jack pour que le robot démarre la course.

Perçage de ballon

Une fois la zone d’arrivée atteint le robot doit s'immobiliser puis éclater son ballon. Nous avons donc choisi d'utiliser un transistor BDX33 qui délivre une tension de 5V à un moteur qui sera fixer sur le dessus du robot et qui entrainera une pointe afin de crever le ballon.