[ASA v1] L’Aspirateur Semi-Autonome
Un premier robot complet sur Machivi !
vendredi 28 janvier 2005, par Jean-François Duval
*** Cet article est en perpétuelle construction ***
Révision du : 28 Janvier 2005
L’idée de construire un robot aspirateur m’est venue lorsque j’ai commencé à regarder les appartements pour le CEGEP l’an prochain. J’étais en pleine visualisation du projet lorsque j’ai reçu la confirmation qu’une Expo-Sciences se tiendrait à mon école cette année. Avec un ami, nous avons tout de suite embarqué dans le projet. Il s’est occupé de la conception mécanique tandis que je m’occupais de l’électronique et de la programmation. Il va sans dire que c’est un travail d’équipe qui a permis la réalisation de ce nouveau robot.
Le but visé :
Concevoir un robot capable d’aspirer poussières et petits débris sur un terrain plat (plancher de maison). Doté d’une télécommande qui nous permet de lui montrer son trajet, il le mémorise et le refait sur commande ou sur horaire pré-programmé.
Ce que vous trouverez ici est une présentation générale du robot. Tous les schémas et programmes nécéssaires à sa réalisation sont accessibles librement ici même. Vous pouvez les utiliser à votre guise mais j’apprécierais beaucoup savoir si vous utilisez mes plans pour refaire le même robot.
Voici maintenant un petit résumé de chaque partie.
La Mécanique :
La mécanique est constituée d’un châssis en MDF et en plexiglass 1/4 de pouce. Le centre est occupé par une turbine. Le moteur qui la met en mouvement a été récupéré sur une voiture télécommandée infonctionelle. À l’arrière du robot se trouve les moteurs, des GM2 de chez Solarbotics et la batterie. C’est un accumulateur au plomb de 12V @ 1.2A, ce qui est infiniment trop petit. La version 2 du robot, que nous commenceront d’ici quelques semaines, comportera de gros accumulateurs au NiMh pour une autonomie accrue. Ce choix est justifié par le fait que la turbine consomme environ 5A. À celà s’ajoute le courant des moteurs de propulsion. Pour le moment, l’aspiration n’est pas parfaite. Louis Landry-Michaud, qui s’occupe de la mécanique, croit avoir trouvé le problème. Il s’agirait du manque d’un concentrateur d’air et d’un mauvais isolement de la turbine. Nous retravaillerons cette partie très bientôt, en espérant régler le problème. Si quelqu’un s’y connait en aspiration et en aérodynamisme, votre aide serait grandement appréciée. Vous pouvez nous contacter ici ou par e-mail.
L’Électronique :
La seule carte complètement terminée est la carte de contrôle de moteurs. Elle permet le contrôle de deux moteurs en avant et arrière et de deux autres moteurs en avant seulement. Les deux sorties à simple sens peuvent supporter beaucoup plus de courant, ce qui est nécéssaire pour commuter la turbine. Pour le moment, la deuxième est laissée libre, en attente d’un second actuateur nécéssitant une commutation. Elles sont équippées de Power Mosfets, c’est ce qui permet les forts courants. Toute la carte est opto-isolée, ce qui évite les perturbations de la carte de contrôle par les pics de courant et de tension produits par les moteurs. Le routage de cette carte s’est avéré un peu serré, c’est pourquoi j’attends de le refaire plus fiable avant de monter un dossier complet dessus.
Pour la logique de contrôle, c’est la carte de développement présentée sur ce site qui est utilisée. Je l’utilise pour interpréter les ordres du joystick et pour les transmettre à la carte moteur. Pour le moment, la liaison se fait par fils. J’ai des modules radio 433.92MHz de Telecontrolli qui n’attendent qu’à être utilisés. Ils ne le sont pas encore par simple manque de temps.
La troisième carte faite pour le moment est montée sur une plaque d’essai. Elle permet de faire afficher l’état du robot sur l’afficheur LCD. Elle sera jointe à la carte mère.
La carte mère est remplacée, en attente de faire le routage et de graver les circuits nécéssaires, par la carte de développement et la carte LCD. Elle sera équippée d’un PIC18F452 et compoertera l’afficheur LCD, le récepteur radio, les connecteurs nécéssaires pour le contrôle des moteurs, pour la gestion de batterie faible, pour l’entrée de quadrature (capteur odométrique qui seront mis sur les roues), etc.
La Programmation :
Avant ce projet, je n’avais jamais touché à la programmation. En ayant besoin pour accomplir mes buts, j’ai donc appris par le biais de livre et d’Internet. Les codes pour PIC18F452 à ce jour sont en C. Il y en a un pour l’afficheur LCD, un pour l’interprétation des ordres du joystick et un pour un petit chenillard monté sur la télécommande. Un peu de tappe à l’oeil pour impressionner les juges !
Pour en savoir plus
Si ce que vous avez lu ici vous a interessé, vous pouvez regarder le rapport que nous avons produit pour Expo-Sciences. Il regroupe tout le récit de notre cheminement.
Je réaffirme que ce projet est toujours en pleine constructions, toutes les modifications seront ajoutées ici au fur et à mesure. Je vous laisse sur cette petite vidéo et sur quelques photos supplémentaires :
Fichiers Eagle :
//Attention\\ La conception de ce robot est plutôt difficile et n’est pas adaptée pour une personne peu habituée de par l’emploi de circuits imprimés doubles façes, de composants montés en surface (CMS) et de par le nombré élevé de composants.
Portfolio
Documents joints
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Rapport Expo-Sciences 2005 (PDF - 42 ko)
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ASAv1 (Eagle) (Zip - 196.7 ko)
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ASAv1 (fichiers .c) (Zip - 3.5 ko)
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