Robots danseurs : Différence entre versions
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Version du 26 avril 2019 à 11:29
Projet du module Robots Communicants de Telecom Saint-Etienne 2018/2019.
Sommaire
Sujet
L'utilisateur doit pouvoir commander un robot "maître" à distance au moyen d'une baguette. Deux robots esclaves doivent, en temps réel, imiter les mouvements du maître.
Objectif du projet
Créer une "baguette magique" permettant de donner des ordres de façon fluide et intuitive à un robot-maître qui doit ensuite transmettre les ordres qu'il reçoit à un couple de robot-esclaves
Diagrammes fonctionnels
Spécifications fonctionnelles
| Fonction principale | Diriger des robot avec une baguette |
| Fonction secondaire 1 | Établir une communication entre les robots |
| Fonction secondaire 2 | Empêcher les ordres non voulu |
| Fonction secondaire 3 | Implémenter un feedback physique à la baguette |
| Fonction secondaire 4 | Implémenter un feedback lumineux à la baguette |
| Fonction secondaire 5 | Implémenter un feedback lumineux aux robots |
| Fonction secondaire 6 | Implémenter un feedback sonore aux robots |
| Fonction secondaire 7 | Créer des chorégraphies |
La Baguette
La baguette sert à contrôler le robot maître par le biais de ses mouvements.
Elle doit donc pouvoir:
- Mesurer les amplitudes et directions de ses accélérations linéaire et rotative
- Traiter l'information pour en faire des ordres compréhensible par le robot-maître
- Pouvoir communiquer avec le robot-maître
Composants électroniques
Carte de contrôle
La carte Sparkfun esp32 a été retenu en raison de sa communication BLE malgré ça grande taille comparé à carte Arduino Teensy.
Cette carte est alimenté via une batterie de 3.6V et 600mAh.
La carte de contrôle et la l'appareil de mesure communiquent ensemble par communication I2C.
Appareil de mesure
Le type de capteur retenu est le gyromètre, il permet de mesurer les accélération linéaire et angulaire des trois direction de l'espace.
Deux gyromètre sont en compétition, la Pololu AltMU-10 v4 et le Grove IMU 10DOF v1.1
Critères de choix retenus (triés par ordre d'importance):
- la fiabilité du capteur (absence de valeur aberrantes)
- la taille (il doit être facile à intégrer sur la baguette)
- la facilité de programmation
- la précision (dans le cas ou la vitesse de la baguette serve au pilotage du robot)
Finalement c'est le Pololu qui a été retenu en raison de sa très petite taille par rapport au capteur Grove.
Nous avons également ajouté un bouton poussoir sur la baguette, il permet de prévenir la baguette qu'elle doit commencer à capter les informations venant du gyromètre.
Programmation
Fonctionnement
La baguette fonctionne suivant le principe suivant : appuyer sur le bouton lance la séquence de captation d’ordre qui se poursuit jusqu’à ce qu’il soit relâché.
Tant que le bouton est maintenu le dernier ordre envoyé est « gelé » c’est-à-dire que donner un coup de baguette vers la droite puis ne plus bouger enverra le robot vers la droite tant que le bouton sera appuyé.
La baguette traite directement l'information issue de ses capteurs et transmet directement les ordres au robot-maître.
Liste des ordres disponibles
La liste est ordre est :
- Coup vers l'avant: fait avancer le robot
- Coup vers l'arrière: fait reculer le robot
- Coup vers la droite: fait aller le robot vers la droite
- Coup vers la gauche: fait aller le robot vers la gauche
- Rotation droite: fait tourner le robot dans le sens anti-trigonométrique
- Rotation gauche: fait tourner le robot dans le sens trigonométrique
Aspect esthétique
Fabrication
La baguette a été modélisé sur SolidWorks puis imprimé en 3D.
Décorations supplémentaires
Une bande de LED est enroulé autour de la baguette pour coller au mieux au coté ludique des robots.
Ses fonctionnalités sont:
- Prendre une couleur différente pour chaque ordre
- Plus l'ordre est maintenu plus le nombre de led illuminé augmente
- Si l'on change l'ordre les led "redescendent" rapidement avant de "remonter" dans une autre couleur
- Si le bouton est relâché les led "redescendent"
La bande de led est alimenté via une batterie de 5V différente de la batterie alimentant la carte en elle même.
Le Robot-Maître
Composants
- Moteur: Mabuchi rk-370-CA
- Carte de contrôle: Arduino Teensy et Sparkfun esp32 communicant ensemble par UART
- Interface de puissance: Carte fournie par TSE
- Batterie : 8 piles de 2500mAh (soit 20Ah en tout) de 5V
Programmation
Le code des robots sera séparé en trois parties distinctes :
- la commande du robot
- la communication
Des interruptions sont utilisées par le programme pour récupérer les informations générées par les roues codeuse afin de soulager le processeur.
La commande du robot
Les moteurs sont pilotés via différentes fonctions:
- Avancer
- Reculer
- Aller à droite
- Aller à gauche
- Aller en biais en haut à droite
- Aller en biais en haut à gauche
- Aller en biais en bas à droite
- Aller en biais en bas à gauche
- Rotation dans le sens trigonométrique
- Rotation dans le sens anti trigonométrique
La détection d’obstacle
Afin d’empêcher les robots de se prendre des murs des capteurs de distances on été placés sur leur structures
La communication
Le robot-maître reçoit ses ordres de la baguette par bluetooth.
La communication avec les robot-esclaves se fait via une communication Wi-Fi, le robot-maître crée un serveur auquel se connecte les robot-esclaves pour récupérer leurs ordres.
Les Robot-Esclaves
Composants
- Moteur: Hennkwell HG37D670WE12-052
- Carte de contrôle: Arduino Teensy
- Interface de puissance: Carte fournie par TSE
- Batterie : 8 piles de 2500mAh (soit 20Ah en tout) de 5V
Programmation
Le programme des robot-esclaves est exactement le même que celui du robot-maître, à la différence près qu'il a été adapté pour fonctionner avec 3 roues et non quatre.
Les robot-esclaves reçoivent exactement les mêmes ordres que ceux reçu par le robot-maître étant donné que le programme est le même pour les 3 robots.
