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Sommaire
Principe de la coupe robotique
- Les robots doivent rouler sur une piste carrée de dimensions 8m * 8m recouverte d'une moquette bleu marine. Durant leur parcours ils auront des obstacles de 15cm de haut à éviter et devront aller le plus rapidement possible d'un coin à son opposé en transportant un ballon.
- Les zones de départ et d'arrivés sont matérialisées par un quart de disque blanc. Au départ le robot doit être entièrement dans sa zone blanche de départ. Une fois dans sa zone blanche d'arrivé le robot doit avoir un constituants dans la zone blanche et devra alors éclater son ballon
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 infrarouge | |
|---|---|---|
| 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
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 8 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 utilisons un encodeur MC145026 ainsi qu'un commutateur 4 entrées placé sur les 4 premiers bits d'adresse. Ce qui nous permettra de régler différents signaux. Nous placerons les autres bits d'adresse et de données à la masse et l'entrée TE sera relié à la masse afin de pouvoir lancer le codage en permanence.
- Concernant la partie réception, un TSOP1736 reçoit, amplifie, filtre et démodule le signal qui sera émis par la balise.
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
Boussole
- 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
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.
