Mecbot

Hello

Ça faisait un bon moment que je n’avais avancé sur la modélisation 3D du robot et il y a quelques jours, je voulais vérifier la faisabilité de certaines idées avant de me lancer dans la mécanique des blocs de propulsion.Voilà donc une belle mise a jour du projet et quelques images pour vous !

Voici une vue générale du robot sur laquelle ont peut voir:
- les deux blocs de propulsion
- la batterie à l’arrière (qui dépasse un peu du périmètre)
- la carte d’alimentation (au dessus des moteurs)
- la carte de contrôle moteur
- trois capteurs Proxir modélisés par mes soins (sur les 5 prévus pour l’instant)

Sur cette vue simplifiée, on distingue les détails du système de propulsion avec les deux engrenages.

La même chose en vue du dessus…

… et en vue éclatée.
On remarquera que les vis n’apparaissent pas sur ces différentes images.

Vous pouvez, comme pour tout contenu concernant Mecbot, télécharger l’ensemble des fichiers depuis le CVS de mon projet sourceforge. (cf ce post)

A bientôt, Cyril.

Bonjour !

Voici une mise à jour importante de la carte d’alimentation qui passe en version 1.1.
La première version postée ici même comportait des erreurs de routage comme l’avait fait remarquer Léon et n’a jamais été fabriquée.
En plus de corriger ces erreurs, la carte que vous avez aperçu dans le reportage photo sur la gravure est la version 1 et apporte quelques évolutions :

• Plan de masse sur l’ensemble de la carte
• Nombre de straps réduits

Malheureusement, elle comportait plusieurs pistes coupées, surement à cause d’une insolation trop longue, et n’était donc pas fonctionnelle. Cette carte assurant l’alimentation générale du robot, une fiabilité totale est nécessaire et il était donc hors de question de procéder à des réparations de pistes hasardeuses.

J’ai donc repris le typon, augmenté la largeur des pistes de 0,4 à 0,8mm là ou c’était possible (partout… ou presque) et procédé à quelques optimisations de tracé.

J’espère avoir le temps de la graver ce weekend et je ne manquerais pas de vous présenter le résultat ! En attendant, voici une image de la carte au format jpg et un PDF à imprimer.

Bonjour à vous, fidèle(s) lecteur(s) (Léon surtout…)

Je vous souhaite une excellente année, une bonne santé et plein de bonheur !

Bon, en cette nouvelles année qui commence un petit point est nécéssaire pour éclaircir l’état d’avancementde mon projet:

- Mon chalenge de faire rouler MecBot en 2007 est perdu, à l’eau, mort et enterré …sniff ! Bien sur, je suis pas mal dégouté mais je manque vraiment de temps !!
- J’ai avancé sur 2 carte électroniques : conception, routage, gravure des pcb. J’espère pouvoir souder quelques trucs avant la fin du mois et mettre les premiers résultats en ligne.
- Coté mécanique, c’est chaud…tendu… J’ai passé une demi-journée à usiner des tiges en alu pour fabriquer un groupe de propulsion (moteur-engrenages-roue). Je ne suis pas hyper satisfait du résultat : j’ai des écarts jusqu’à 0,5mm sur pas mal de perçages et comme j’aime pas bosser comme un goret, je vais surement les refaire en changeant de technique. Pour info, les perceuses à colonne à 100€ vendu chez Casto-Merlin, c’est DE LA MERDE (le mandrin a un putain de jeu (1-2mm) sur son axe et bouge dès que le foret attaque le métal…super !!)
- Pour pouvoir construire ces blocs de propulsion, il me faut aussi travailler sur des pièces en tôle d’alu. J’ai trouvé une scie à chantourner dans l’association ou bosse une amie et je vais surement squatter un samedipour bosser tranquilement là bas.
- Niveau informatique, j’ai expérimenté pas mal de trucs avec les Pics et notamment sur le bus I2C (générer une PWM avec une consigne venant du bus).

@Léon: j’ai lu tes commentaires (qui m’ont fait très plaisir) sur mes 2 cartes et voici quelques réponses en vrac:
- Concernant la place disponible chez moi, je me suis résigné à voir mes séances de travail raccourcies d’une bonne heure pour cause de mise en place et rangement. Je voulais depusi le début fabriquer un robor qui ait une certaine taille, sur lequel on ne risque pas de marcher bêtement, et que mon chat ne rique pas d’envoyer valser d’un coup de pate (sisi!! ca arrivera !!)
- Pas la dernière verison du PCB ? euh..je vérifierai
- Pour la carte de puissance moteurs, merci pour l’indication concernant les 2 sorties SENSE. Je pense que je vais strapper vite fait dans un premier temps, je referais peut-être une carte le jour ou je voudrais y apporter des modifs conséquentes.
- Pour l’alim Pico-PSU, j’avais pensé au problème des 13V de la batterie en fin de charge et je m’étais dit au pifomètre que « ca passerait ». Selon toi c’est quoi le risque ? quelle se mette en protection et que du coup je ne puisse pas allumer le PC ? Qu’elle crame (ça serais con ça…)?
Question subsidiaire, que préconises tu ? Je peux repenser ma carte d’alim pour y coller un régulateur (pas un 7812 très peu efficace, je sais) mais vu la puissance en jeu, ca risque de prendre de la place ert de me couter la peau du c*l si je m’oriente vers des TRACO (ou TARCO, je sais plus trop).
Diode Zenner ? mouhahaha la bonne blague ?
- Concernant le délai de détection de la déconnexion, en théorie, ca ne se passera pas comme tu le présentes: Lors d’une phase de charge, le PC ne prendra pas l’initiative de se barrer de la station, ou alors il y aura une procédure ou il demandera a la carte d’alim « arrete la charge stp ».
C’est la carte d’alim qui prendra l’initiative de déconnecter la source de charge puis de switcher l’alim sur la batterie pour déconnecter la source externe.
Pour les délai de « switch » du relai, et afin de ne pas éteindre le PC, c’est du pifomètre et c’est possible que ca ce fonctionne PAS DU TOUT (condos trop petits).
Combien de temps met un relai pour passer de fermé à ouvert ? c’est le temps pendant lequel il faut que les 2 condos tiennent la charge de la carte mère (pas de moteur car on est en stationnement)

Allez, a très bientôt j’espère !

PS: Ce post n’a pas été relu ou corrigé, il est livré « dans son jus », tappé à 1000 à l’heure avec plein de fautes de frappe.

Un des gros morceau de la réalisation du robot va concerner les différentes cartes électroniques.
C’est bien beau de disposer d’une carte mère avec 512Mo de ram et un proc à 1,3Ghz mais aussi intelligent qu’il soit, le cerveau du robot aura besoin de nerfs pour communiquer avec ses organes (pitoyable métaphore, je vous l’accorde).
On a vu que c’est un bus I2C qui est utilisé pour communiquer entre la carte mère et les différentes cartes, or qui dit bus i2C dit numérique, et qui dit numérique dit Microcontroleur.

Il existe plusieurs familles de microcontroleurs et je ne vais pas tenter de les citer ni de les comparer. Si vous voulez participer au débat (enflammé), rendez-vous dans la section « Robotics » du forum de planète science. Les adeptes des différentes familles s’y entretuent à coup d’arguments plus ou moins crédibles, certains s’accusent d’avoir des parts dans les différents fondeurs, bref que du bonheur : Planète Science

J’en profite pour remercier tout les participants de ce forum très vivant pour leurs conseils et tout et tout. C’est une vraie mine d’informations sur laquelle je passe tout les jours et ou j’ai trouvé beaucoup de solutions aux problèmes qui m’empêchaient de dormir. (En plus le président de l’assoc est un ami des parents de ma femme… le monde est petit )

Bon je me lance, j’ai choisi de travailler avec des microcontroleurs de Microchip, les fameux PIC.
Vous vous en doutiez ? rhooo tout de suite… j’ai hésité quelques jours à utiliser des AVR mais la gratuité des logiciels, la simplicité de l’architecture et la communauté des Pic ont finis de me convaincre.
Un plus très appréciable pour les radins comme moi, c’est que Microchip a une politique très interessante pour les étudiant/bidouilleurs/profiteurs: les Samples !!
Grace à une simple inscription sur leur site, ils envoient gratos des échantillons de leurs microcontroleurs, frais de ports offerts, et ceci jusqu’à une commande de 12 unités tout les 2 mois. Pas de quoi ouvrir une usine de production en chine mais pour tester et faire joujou avec un robot, c’est plus que suffisant.

Voici la liste des modèles que j’ai choisis pour les différentes applications que j’envisage:

• PIC16F88 (1ère commande, surement pas utilisés)
  
• PIC16F627A (idem)
• PIC16F819 (carte d’alimentation)
• PIC18F2431
• PIC18F4520
• PIC18F2550

Avec ça, j’ai de quoi faire tout ce dont j’ai besoin et en particulier une carte de commande pour mes moteurs (PWM hardware) et une carte de décodage pour les encodeurs rotatifs.
Tout ces Pics supportent le protocole I2C et seront donc connectés à la carte mère via la petite carte Diolan que je vous ai présentée dans un autre post.

C’est tout fébrile qu’après 10 ans d’abstinence je me suis recollé devant une plaquette à essai, que j’ai branché quelques résistances un condos et 2 leds, et que j’ai vu mes 2 leds clignoter, une larme à l’oeil tellement c’était beau !! (Lise perplexe: « Si c’était pour faire ça, t’aurai pu acheter un interrupteur aussi… » no comment).

En une soirée, j’ai bidouillé mon 16F819 dans tout les sens et j’ai réussi à intégrer 2 commandes ON et OFF en I2C qui allument et éteignent la led ! ouaiiiiii !!!

Je mettrai à disposition les codes sources de mes différentes applis quand elles seront fonctionnelles, ce blog n’ayant pas vocation à devenir un cours de PIC. (Bigonoff s’en charge très bien)

A bientôt !

La création de la carte d’alimentation du robot est presque terminée. Pour la création du schéma et du PCB, j’utilise le logiciel gratuit KiCad qui est très pratique à utiliser après quelques heures de prise en main.

Bon, ça fait très longtemps que je n’avais pas fait d’électronique donc je galère un peu pour mon routage et il n’est pas exclu que je rencontre des problèmes divers et que cette carte finisse soit toute plein de straps, soit dans un placard pour voir une V2 un peu plus aboutie.

Caractéristiques techniques::

• Distribution du 12V de la batterie.
• PIC 16F819 pour le pilotage de la carte
• Détection de placement sur la base de recharge du robot (2 microswitchs)
• Monitoring des 3 tensions: 12V batterie, 12V externe, 13,5V charge.
• Basculement de l’alimentation du robot sur le 12V externe (relai).
• Connexion de la source 13,5V vers la batterie pour la recharge (relai).
• Régulation 5V pour le PIC et les composants de la carte (7805).
• 3 leds d’état: 12V batterie, 12V externe, charge ON.
• Bus I2C pour lecture de l’état et des tensions par le système central (PC embarqué).
• Connecteurs de sortie pour le 12V vers le reste du robot.

Le schéma et le PCB sont en cours de mise en forme pour la publication. je publierai les images et les fichiers sources au format KiCad.

Après un bon moment de silence (vacances oblige…) me revoilà avec une liste de matériel acheté pendant ces 2 mois.
Je pense disposer d’à peu près tout ce dont j’ai besoin pour la construction de mon châssis et de mon système de propulsion, il ne me reste plus qu’à trouver le temps pour concrétiser tout ça. Coté outillage je me suis équipé entre autres d’une perceuse à colonne, d’un ensemble de tarauds/filières bas de gamme et du modèle haut de gamme (en 3 passes) en taille M4 que je vais beaucoup utiliser pour mes taraudages dans l’aluminium, de divers outils de mécanicien, etc…

Voilà la liste par fournisseur:

HPC Europe:

• Engrenages droits en Derlin usiné, 25 dents, module 1 (25mm de diamètre), axe de 6mm.
• Bagues de serrage sur axe 6mm
• Coussinets auto lubrifiants 6mm
• Vis DIN M4 (lot de 200)

Weber Métaux

• Tôle d’aluminium 3mm de 25x120cm (une chute, coup de bol parce que sinon la découpe minimum c’est 40×120)

Le**y Me**in

• 2 roues en plastique de 100mm, axe de 12mm (bidouille prévue pour la fixation)
• 2 sachets de vis + ecrou M3 en 10 et 12mm
• 2 roulettes « taille basse » pour la stabilité avant et arrière du robot
• profilés aluminium en longueurs d’un mètre

• 3 profilés carré en aluminium 7,5×7,5mm pour l’armature du chasis
• tube aluminium 8, 10 et 12mm
• profilé aluminium 1×15 et 2×20 mm
• cornière 15x15mm ép:2mm
• goupilles 2 et 3 mm pour la fixation des roues sur les axes

Récupération:
Le hasard a fait déposer sur le trottoir à une centaine de mètres de chez moi un module « trieuse/agrafeuse » de photocopieur. Traîné laborieusement jusqu’à ma cave, (20-30kg bien tassés !), la pauvre bête s’est vue dépiautée jusqu’aux os de toutes les pièces intéressantes qu’elle contenait: moultes engrenages avec axes rectifiés de 6mm, coussinets, courroies, des fourches optiques, 2 ou 3 électro-aimants en 12V, pas mal de câbles avec des petits connecteurs sertis très mignons, des beaux morceaux de plexi fumé de 2 ou 3 mm, quelques moteurs avec leurs roue de codage, des vis M3 et M4 de diverses tailles…bref pas mal d’éléments mécaniques et un peu d’électronique.

Je vais photographier tout ça ce soir si j’ai le temps et j’éditerai le post pour rajouter les photos.
La partie électronique n’étant pas non plus en reste, je vous prépare un post résumant l’état de mes investigations de ce coté là…

EDIT:Photos ajoutées

A bientôt

Bonjour à toutes et à tous ! Voilà un nouveau morceau à vous mettre sous la dent, il s’agit cette fois de parler de la propulsion du robot :

Le système de propulsion du robot est constitué de deux roues diamétralement opposées dans l’axe de symétrie du robot. Cette configuration permet de diriger le robot en faisant varier la vitesse et le sens de rotation de chacune des roues indépendamment.

La puissance est fournie par deux motoréducteurs à courant continu, couplés aux roues par des engrenages à denture droite de 25mm de diamètre.
Cette solution de transmission a l’inconvénient de réduire la puissance disponible sur l’axe de sortie des roues (à peu près 80% de rendement par rapport à la sortie du moteur) mais a l’avantage de ne pas faire porter le poids du robot directement sur les axes de sortie des motoréducteurs et donc de réduire sensiblement leur usure. (merci à Vincent T. pour la suggestion)

Voici une séquence de montage d’un bloc de propulsion. Pour ceux qui ont suivi jusqu’ici, on en trouvera donc deux identiques sur le robot.

Cette modélisation en 3D (ainsi que toutes celles à venir) a été réalisée sur une version « d’évaluation » (bah oui, j’en ferais jamais un usage commercial alors j’évalue …) d’un logiciel à plusieurs milliers d’euros : Solid Edge

Pour commenter un peu le schéma, voici l’assemblage de cette partie mécanique : Le motoréducteur est fixé par 4 vis (M3) à une plaque usinée en aluminium de 3 mm d’épaisseur. Cette même plaque comporte un alésage pour l’axe de la roue.Une plaque plus petite vient se positionner dans l’axe de la roue pour supporter l’effort et les deux alésages alignés sont garnis de coussinets auto-lubrifiants en polymère prévus à cet effet. L’axe réctifié en acier de 6mm de diamètre est bloqué en translation par une bague de serrage(non visible ici) derrière la petite plaque de montage. Les deux engrenages de 25mm sont fixés sur leurs axes par des vis transversales de 10mm en M4 et enfin, la roue est fixée sur son axe (système de fixation conçu mais pas encore modélisé.).

Voilà pour la partie motorisation.
La réalisation de cette partie devrais commencer dans les jours à venir (pièces commandées) et les photos ne tarderont pas à arriver !

Voici le résultat d’une première étude sur l’architecture électrique générale du robot et je vous livre donc ce schéma d’ensemble assez synthétique et pas très détaillé je l’avoue.
Bien entendu, le descriptif détaillé et les schéma électroniques viendront s’ajouter au fur et à mesure, pour chaque carte.

N’hésitez pas à laisser des commentaires et à poser des questions , je me ferais un plaisir d’y répondre !

Les solutions envisageables pour le système de contrôle du robot sont nombreuses et voici quelques solutions triées sur le critère de la puissance de calcul disponible. (Ce tri ne correspond pas au critère de simplicité ou de prix de revient…)

* La première solution, utilisés pour des petits robots suiveurs de ligne ou des micro robots qui vont se diriger par une source de lumière, est une poignée de composants discrets (transistors, condensateurs, résistances, …) qui permettent de « programmer » un comportement très simple.

* Une solution plus avancée est d’utiliser des circuits intégrés linéaires (portes logiques entre autres) pour donner plus de possibilités de réagir de façon appropriée à l’environnement.

* La majorité des robots ludiques construits et présentés par des particuliers/universités sur internet utilisent cette 3ème catégorie de système de commande. L’utilisation d’un microcontroleur (PIC, 68HC11, etc…), programmé le plus souvent dans un langage de bas niveau comme l’assembleur, permet d’effectuer des taches beaucoup plus complexes que précédemment. (gestion d’entrées/sorties analogiques/numériques, évitement d’obstacles, comportement adapté en fonction de la luminosité, réaction au bruit ambiant, etc…)

* La solution que j’ai retenue est l’intégration d’un système PC autonome sur le robot. Cette solution offre des possibilités impressionnantes et est une solution qui retient l’attention de plus en plus de gens concernés par la conception de robots.
Les principaux problèmes sont la taille et le poids d’un PC complet incluant carte mère, disque dur, alimentation, etc… Tout ceci n’est pas forcement compatible avec un petit robot d’une 30aine de centimètres de diamètre mais nous verrons très prochainement le détail de cette intégration problématique car des solutions existent !!

See you soon

– Décembre 2006 – Quelque part en région Parisienne –

Comment m’est venu cette idée de construire un robot ? Honnêtement je ne me souviens pas du moment ou je me suis dit: « Allez, je m’y met ! ».
J’ai peut-être eu envie de replonger dans la passion de l’électronique qui animait mes journée il y a une dizaine d’années mais je pense aussi à cette idée qui me trotte dans la tête depuis longtemps que mes connaissance en programmation pouvaient servir à autre chose qu’a faire « du web ».

Bref, l’envie de construire et de programmer un « truc » qui bouge et qui sait faire « des choses » s’est vite imposée et de nombreux axes de recherche se sont ouverts. Super!! voilà de quoi passer mon temps libre de façon moins stérile qu’en jouant à Oblivion ou Guild-Wars…

Voici en vrac les questions qui m’ont torturé l’esprit pendant les premiers jours et semaines. Certaines me torturent encore aujourd’hui mais de manière moins méchante qu’au début car j’ai souvent trouvé au moins une idée de résolution, soit même commencé à solutionner le problème.

- Quel système électronique sera capable d’être programmé pour gérer le fonctionnement complet d’un robot ?
- Comment programmer un tel système ?
- Comment le construire et ou trouver les composants ?
- Comment interfacer l’électronique et l’informatique ?
- De quelle manière le robot percevra-t-il son environnement ?
- Comment communiquer avec lui ?
- Quels seront ses axes de liberté ?
- Sera-t-il capable de faire des choses de manière autonome et intelligente ?
- …
- A quoi va t’il servir ? …

Je vais essayer dans les prochaines nouvelles de détailler tout ces aspects de la conception en illustrant de photos persos quand elles existent, de petits schémas, de liens intéressants sur les sujets traités etc etfc…

Si vous suivez avec attention ce que je raconterais ici au fil des semaines, vous serez en mesure de construire vous même votre propre machine intelligente qui vous bouffera approximativement 95% de votre temps libre

Sur ce, à très bientôt.

PS: J’ai déjà la réponse à la dernière question « A quoi va t’il servir ? » : A peu près à rien lol, je n’ai pas la prétention de construire un robot qui fait le ménage, qui change la housse de couette, qui nettoie la litière du chat (putain le rêve) ou qui fait la vaisselle. Non ! mon robot ne sera pas un esclave high-tech et sa seule utilité dans un premier temps sera de nous divertir (ou de nous faire mourir d’ennui si la partie « intelligence artificielle » foire…) (et accessoirement de nous apprendre beaucoup de choses à vous fidèles lecteurs, et à moi, votre dévoué rédacteur