RobotTondeuse
Sommaire
Présentation du projet
Objectif
Le projet consiste à fabriquer un robot tondeuse capable d'éviter les obstacles grâce à des capteurs de distance et faire tourner un moteur brushless désignant la lame de la tondeuse.
Tâches individuelles
- Arel RAKO :
* capteur VL53L1X - programmé et connecté le capteur
* moteur brushless - programmé, connecté, fait les soudures nécessaires pour le connecteur de la batterie
* interrupteur - programmé en PULL UP pour faire tourner le moteur au niveau haut et l'arrêter au niveau bas
* plaque pastillée - toutes les soudures de la plaque, qui seront détaillés un peu plus tard
Découpage fonctionnel
Travail à réaliser
Objectif
L'objectif sera bien évidemment de terminer le projet de sorte qu'il réponde au cahier des charges décrit précédemment.
Pour ce faire, il conviendra de :
- rechercher des solutions à partir du schéma fonctionnel fourni ( schéma électronique et composants )
- dimensionner les composants utilisés
- tester les différents blocs fonctionnels
- programmer les composants
- valider le fonctionnement
Choix des composants
- 3 capteurs de distance VL53L1X
- 1 arduino uno
- 1 shield avec drivers
- 1 gyroscope MPU9250
- 1 batterie 12.8V
- 1 abaisseur de tension LM2596
- 1 moteur brushless
- 1 interrupteur
- 2 moteurs MDP (moteurs des roues)
Explications
- les capteurs de distance
* connectés en I2C via les ports SCL et SDA de l'arduino * alimentés en 5V via le pin VIN, ils possèdent un régulateur qui transforme le 5V en 2.8V (sortie VDD) * placés au côté gauche, droit et au milieu du robot pour avoir un plus grand champ de vision * détails de fonctionnement:
- si le capteur à gauche détecte un obstacle à moins de 20cm, le robot tourne à droite - si le capteur à droite détecte un obstacle à moins de 20cm, le robot tourne à gauche - si le capteur du milieu détecte un obstacle à moins de 20cm, le robot s'arrête et fait demi-tour vers la droite
- le gyroscope
* connecté en I2C comme les capteurs de distance * alimenté en 5V comme les capteurs de distance * prend la valeur de 100 angles et fait leur moyenne pour plus de précision
- moteur brushless
* connecté à un pin PWM de l'arduino pour pouvoir le piloter * alimenté directement via la batterie car nécessite 12V * sur le rotor on a mis du scotch pour modéliser la lame
- interrupteur
* connecté en PULL-UP à un pin quelconque de l'arduino * alimenté en 5V * s'il envoie 1, le moteur brushless commence à tourner, s'il envoie 0, le moteur s'arrête Attention! Prévoir 5 secondes pour l'arrêt du moteur
- abaisseur de tension
* transforme le 12V de la batterie en 5V pour alimenter les capteurs
- plaque pastillée
* constituée de 6 parties: - le 12V pour alimenter l'arduino, on y branche aussi le connecteur AMASS du moteur brushless et l'abaisseur de tension - le 5V où sont connectés tous les capteurs, le gyroscope et l'interrupteur - SCL où est connecté le pin SCL des capteurs et du gyroscope au pin SCL de l'arduino - SDA où est connecté le pin SDA des capteurs et du gyroscope au pin SDA de l'arduino - masse du 12V - masse du 5V
- moteurs MDP
Programmation
- programmation des capteurs de distance
#include <Wire.h>
#include <VL53L1X.h>
VL53L1X sensor;
VL53L1X sensor2;
VL53L1X sensor3;
//USE_I2C_2V8K;
void setup()
{
pinMode(2, OUTPUT);
pinMode(3, OUTPUT);
pinMode(4, OUTPUT);
digitalWrite(2, LOW);
digitalWrite(3, LOW);
digitalWrite(4, LOW);
// Initialisation I2C
delay(500);
Wire.begin();
Wire.beginTransmission(0x29);
Serial.begin (9600);
digitalWrite(3,HIGH);
delay(150);
sensor2.init();
Serial.println("01");
delay(100);
sensor2.setAddress(0x33);
Serial.println("02");
digitalWrite(4,HIGH);
delay(150);
sensor3.init();
Serial.println("03");
delay(100);
sensor3.setAddress(0x35);
Serial.println("04");
digitalWrite(2, HIGH);
delay(150);
Serial.println("09");
sensor.init();
Serial.println("10");
delay(100);
sensor.setDistanceMode(VL53L1X::Long);
sensor.setMeasurementTimingBudget(50000);
sensor.startContinuous(50);
sensor.setTimeout(100);
sensor2.setDistanceMode(VL53L1X::Long);
sensor2.setMeasurementTimingBudget(50000);
sensor2.startContinuous(50);
sensor2.setTimeout(100);
sensor3.setDistanceMode(VL53L1X::Long);
sensor3.setMeasurementTimingBudget(50000);
sensor3.startContinuous(50);
sensor3.setTimeout(100);
delay(150);
Serial.println("addresses set");
Serial.println ("I2C scanner. Scanning ...");
byte count = 0;
for (byte i = 1; i < 120; i++)
{
Wire.beginTransmission (i);
if (Wire.endTransmission () == 0)
{
Serial.print ("Found address: ");
Serial.print (i, DEC);
Serial.print (" (0x");
Serial.print (i, HEX);
Serial.println (")");
count++;
delay (1);
} // end of good response
} // end of for loop
Serial.println ("Done.");
Serial.print ("Found ");
Serial.print (count, DEC);
Serial.println (" device(s).");
}
void loop()
{
Serial.print("Sensor1: ");
Serial.print(sensor.read());
if (sensor.timeoutOccurred()) { Serial.print(" TIMEOUT"); }
Serial.println();
delay(500);
Serial.print("Sensor2: ");
Serial.print(sensor2.read());
if (sensor2.timeoutOccurred()) { Serial.print(" TIMEOUT"); }
Serial.println();
delay(500);
Serial.print("Sensor3: ");
Serial.print(sensor3.read());
if (sensor3.timeoutOccurred()) { Serial.print(" TIMEOUT"); }
Serial.println();
delay(500);
}
- programmation moteur brushless avec l'interrupteur
const int escPin = 3;
int a= digitalRead(13);
void setup() {
//Init Serial USB
Serial.begin(9600);
Serial.println(F("Initialize System"));
//Init ESC
pinMode(escPin, OUTPUT);
}
void loop() {
a= digitalRead(13);
Serial.println(a);
if(a<1)
{
Serial.println(a);
}else {
Serial.println(a);
digitalWrite(escPin, HIGH);
delayMicroseconds(1350);
digitalWrite(escPin, LOW);
delay(20);
}
}
- programmation gyroscope
#include "MPU9250.h"
MPU9250 IMU(Wire,0x68);
int status;
double moyenne;
double moyenneFinal;
int i;
double angle(){
double Module_magnetic;
double angle;
double Xmagnetic;
double Ymagnetic;
double Zmagnetic;
IMU.readSensor();
Xmagnetic = IMU.getMagX_uT();
Ymagnetic = IMU.getMagY_uT();
Zmagnetic = IMU.getMagZ_uT();
Module_magnetic = Xmagnetic * Xmagnetic + Ymagnetic * Ymagnetic + Zmagnetic * Zmagnetic;
Module_magnetic = sqrt(Module_magnetic);
angle= atan2(Ymagnetic,Xmagnetic) * (180 / 3.14159265); // angle en degres
if (angle<0) {angle=angle+360;}
return angle;
}
void setup() {
Serial.begin(115200);
while(!Serial) {}
// début de la communication IMU
status = IMU.begin();
if (status < 0) {
Serial.println("IMU initialization unsuccessful");
Serial.println("Check IMU wiring or try cycling power");
Serial.print("Status: ");
Serial.println(status);
while(1) {}
}
// setting the accelerometer full scale range to +/-8G
IMU.setAccelRange(MPU9250::ACCEL_RANGE_8G);
// setting the gyroscope full scale range to +/-500 deg/s
IMU.setGyroRange(MPU9250::GYRO_RANGE_500DPS);
// setting DLPF bandwidth to 20 Hz
IMU.setDlpfBandwidth(MPU9250::DLPF_BANDWIDTH_20HZ);
// setting SRD to 19 for a 50 Hz update rate
IMU.setSrd(19);
}
void loop() {
//Module du champ
Serial.print(" ");
Serial.print("Angle "); //en degres
Serial.println(angle());
moyenne = 0;
for (i=0; i<100; i++)
{
moyenne = moyenne + angle();
delay(10);
}
moyenneFinal = moyenne/100;
Serial.print("Moyenne : ");
Serial.println(moyenneFinal);
Serial.print("AccelX : ");
Serial.print(IMU.getAccelX_mss(),6);
Serial.print("\t");
Serial.print("AccelY : ");
Serial.print(IMU.getAccelY_mss(),6);
Serial.print("\t");
Serial.print("AccelZ : ");
Serial.print(IMU.getAccelZ_mss(),6);
Serial.print("\t");
Serial.print("GyroX : ");
Serial.print(IMU.getGyroX_rads(),6);
Serial.print("\t");
Serial.print("GyroY : ");
Serial.print(IMU.getGyroY_rads(),6);
Serial.print("\t");
Serial.print("GyroZ : ");
Serial.print(IMU.getGyroZ_rads(),6);
Serial.print("\t");
Serial.print("MagX : ");
Serial.print(IMU.getMagX_uT(),6);
Serial.print("\t");
Serial.print("MagY: ");
Serial.print(IMU.getMagY_uT(),6);
Serial.print("\t");
Serial.print("MagZ : ");
Serial.print(IMU.getMagZ_uT(),6);
Serial.print("\n");
Serial.print("Temp : ");
Serial.println(IMU.getTemperature_C(),6);
delay(1000);
}