Robots pompiers

Présentation

Objectifs pédagogiques

Les objectifs pédagogiques de l'option Robotique sont les suivantes :

• découvrir la robotique en s'appuyant sur une démarche pratique et concrète ;
• savoir mettre en œuvre des capteurs analogiques et numériques ;
• acquérir des notions sur la commande des moteurs et leur asservissement ;
• maîtriser les spécificités des interfaces de puissance à base de commutation (hacheurs, pont en H) ;
• prendre conscience des difficultés pratiques et technologiques de mise en œuvre de robots ;
• mettre en oeuvre une démarche de reverse-engineering pour la prise en main du matériel ;
• savoir programmer des scénarios de comportement prenant en compte l’environnement ;
• bonne pratique de programmation C ou Python : commentaires, noms intelligibles de variables ou fonctions, utilisation d'un dépôt Git...
• méthodologie de gestion de projet, en groupe : gestion des ressources, gestion du temps, plan de tests...
• s’initier à une démarche de Design Thinking pour la conception de projet.

Modalités d'évaluation

Les modalités d'évaluation du module seront :

• avancée du projet : intérêt porté au projet, travail pendant et en dehors des séances, efficacité du travail en groupe, utilisation des outils demandés...
• utilisation des outils et notamment mise à jour du Wiki ;
• présentation + démonstration technique finale du projet ;
• examen écrit (QCM, sans document) - jeudi 12 mai ;

Outils à utiliser

1. wiki : explication et documentation du projet ;
2. projet GitLab (serveur de TSE) : sauvegarde et suivi de version des différents code ;
3. ToDoList avec les missions de chaque étudiant, au fur et à mesure des séances ;

Missions des robots pompiers

Les robots pompiers devront réaliser les actions suivantes :

1. départ de la base du robot 1 ;
2. exploration de l'environnement en évitant les obstacles ;
3. évaluation des paramètres environnementaux : taux de CO₂, température, rayonnement UV...
4. si détection de paramètres anormaux, communication vers les robots 2 et 3 ;
5. cheminement des robots 2 et 3 jusqu'au point de sinistre, à partir des informations fournies par le robot 1 ;

En fonction de l'avancée du projet, d'autres types d'action pourront être ajoutés.

Décomposition initiale du travail

Première partie :

1. S'approprier les plateformes (Maître et esclave) : batteries, test moteurs, communication UART entre PC et Teensy
2. Programmation Raspberry + Caméra
3. Définir précisément quels capteurs utiliser (en fonction du matériel mis à disposition)

Prise en main des plateformes

Alimentation

Le robot maitre

Les robots esclaves ont deux sources d'alimentation :

1. La partie logique est alimentée par une pile 9V au travers d'une carte TRACO POWER (4.5-9V -> 3.3V). Celle-ci alimente la carte Teensy et la carte Sparkfun ESP32 Thing.
2. La partie puissance est alimentée par un ensemble de 8 piles Ni-Mh, qui délivre 12V. Elle est connectée au PCB à l'aide du connecteur d'alimentation situé dans l'angle inférieur gauche.

Les deux parties sont séparées sur le PCB à l'aide du cavalier placé du côté du coté du connecteur d'alimentation.

Programmation carte Raspberry Pi 3

La première étape consiste à installer un système d'exploitation sur la Raspberry Pi 3 :

1. Téléchargement de l’image sur le site de Raspbian
2. Utilisation de Balenaetcher pour flasher l’image sur la carte S
3. Premier boot du Raspberry Pi : configuration initiale

Tests de la caméra et essais initiaux :

1. Mettre à jour le système et activer la caméra avec le menu "Configuration du Raspberry Pi"
2. Premier tests en local avec : raspistill -o photo.jpg (enregistrement d’une photo avec retardateur de 5sec), puis raspivid -o video.h264 (enregistre une vidéo)
3. Premier stream avec : raspivid -o - -t 0 -w 800 -h 600 -fps 12 | cvlc -vvv stream:///dev/stdin --sout '#rtp{sdp=rtsp://:8080/}' :demux=h264 sur Raspberry, et avec VLC sur PC : menu Ouvrir un flux réseau, y mettre : rtsp://@IPpi:8080/

Premiers résultats :

streaming de la caméra sur un PC connecté au même réseau wifi