Micro-robots communicants

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Cahier des charges

Présentation générale du projet

Objectif du stage

L'objet de ce projet est de concevoir et fabriquer des robots mobiles relativement petits, simples et peu coûteux. Les robots devront pouvoir communiquer entre eux par infrarouge. La simplicité et le bas côut de fabrication des robots doit permettre d'en fabriquer en nombre suffisant pour simuler des comportements d'essaim d'insectes.

Description du stage

L'objectif de mon stage est de réaliser une petite carte de contrôle de robot mobile. Les robots pourront avoir trois types de motorisations : vibreurs, servo-moteurs continus et micro-moteurs.

I faut d'abord concevoir la carte en se basant sur les cartes déjà conçues à l'école. Il m'est demandé de partir d'une carte basée sur un ATMega328p et un contrôleur Ethernet. J'ai retiré ce dernier, le convertisseur de niveaux et d'autres composants inutiles pour mon projet. Il faut ajouter un contrôleur de moteur (TB6612), des détecteurs infrarouges (3 TSOP IR) , une LED infrarouge et des lignes pour les servo-moteurs. La carte doit être la plus petite possible, il a été un temps envisagé de positionner le contrôleur de moteurs sur la face inférieure.

Par la suite, il faudra écrire le code ATMega328p pour générer les PWM nécessaires aux servo-moteurs ou au contrôleur de moteurs. Pour la communication nous utiliserons le protocole RC5 qui permet une certaine immunité à la lumière ambiante.

Enfin, nous allons tester les trois motorisations: vibreurs, servo-moteurs continus et micro-moteurs pour vérifier le bon fonctionnement de la carte. Si plusieurs robots fonctionnent certains seront programmés pour repérer les autres et les poursuivre.

Avancement du stage

Semaine 1

Durant la première semaine, j'ai d'abord consulté quelques documents pour mieux comprendre ce projet.

Ensuite j'ai réalisé le schématique de la carte contrôleur à l'aide du logiciel Fritzing principalement en ajoutant la partie contrôle de moteurs.

Les figures suivantes constituent la schématique de la carte :

Après la schématique, je me suis attaqué au routage de la carte.

Semaine 2

Dans la deuxième semaine, j'ai modifié un peu la schématique pour ajouter un quartz de plus faibles dimensions, comme ça, lors du soudage de la carte on pourra choisir de souder l'un ou l'autre.

J'ai aussi terminé le routage.

Schématique avec 2 quartz
Carte routée


Liste de composants

Il m'a été demandé la liste exhaustive des composants nécessaires pour les micro-robots.

Le micro servo-moteur a rotation continue sélectionné est un FS90 [1]. Ses dimensions sont 23,2 X 12,5 X 22 mm.

Description Fabricant Référence Fabricant Fournisseur Quantité Lien fournisseur status
Microcontrôleur ATMEL ATMEGA328P-AU Farnell 1 http://fr.farnell.com/atmel/atmega328p-au/mcu-8bit-atmega-20mhz-tqfp-32/dp/1715486 disponible
Condensateur 100nF MULTICOMP MC0201X104K6R3CT Farnell 11 http://fr.farnell.com/multicomp/mc0201x104k6r3ct/condensateur-mlcc-x5r-100nf-6/dp/2320753
Condensateur 10uF WURTH ELEKTRONIK 885012106006 Farnell 2 http://fr.farnell.com/wurth-elektronik/885012106006/condesateur-mlcc-x5r-10uf-6-3v/dp/2495147
Condensateur 22pF AVX 06036A220KAT2A Mouser 2 http://www.mouser.fr/ProductDetail/AVX/06036A220KAT2A/?qs=sGAEpiMZZMs0AnBnWHyRQKdiqyDPVQdATEC6RfUr2zQ%3d
Rectifier Diode Vishay Semiconductors GL34G-E3/83 Mouser 1 http://www.mouser.fr/ProductDetail/Vishay-Semiconductors/GL34G-E3-83/?qs=sGAEpiMZZMutXGli8Ay4kH9ZXA1Qtv9UOwbhSBXDb18%3d
FA238 EPSON TSX-3225 16.0000MF09Z-AC3 Mouser 1 http://www.mouser.fr/ProductDetail/Epson-Timing/TSX-3225-160000MF09Z-AC3/?qs=sGAEpiMZZMsBj6bBr9Q9acukpafrIaZ1%2fpqCtYImzz0%3d disponible
Servo moteur Fitec RB-Fit-03 Robotshop 2 http://www.robotshop.com/eu/fr/micro-servomoteur-9g-48v.html
Blue LED KingBright APHB1608LVBDZGKC Mouser 2 http://www.mouser.fr/ProductDetail/Kingbright/APHB1608LVBDZGKC/?qs=sGAEpiMZZMseGfSY3csMkcwbVq2rhH5Mu7mYFMpmGAhvgXBy5N%252b7kA%3d%3d
Green LED KingBright APT1608SGC Mouser 2 http://www.mouser.fr/ProductDetail/Kingbright/APT1608SGC/?qs=sGAEpiMZZMseGfSY3csMkeytxqHAv00AcF6Dm1xSW98%3d
Red LED KingBright APHB1608ZGSURKC Mouser 1 http://www.mouser.fr/ProductDetail/Kingbright/APHB1608ZGSURKC/?qs=sGAEpiMZZMseGfSY3csMkdKNYmh3uDipxtOOfF4A5sw%3d
Yellow LED KingBright APT1608SYCK Mouser 1 http://www.mouser.fr/ProductDetail/Kingbright/APT1608SYCK/?qs=sGAEpiMZZMsQtlBhqKq43Wn3QbM4OLG1
Orange LED KingBright APTD1608SECK Mouser 1 http://www.mouser.fr/ProductDetail/Kingbright/APTD1608SECK/?qs=sGAEpiMZZMt82OzCyDsLFNLWq0AjqZj1Bh9swU8LC68%3d
White LED 6200K OSRAM Opto Semiconductors LW L283-Q1R2-3K8L-1-Z Mouser 1 http://www.mouser.fr/ProductDetail/OSRAM-Opto-Semiconductors/LW-L283-Q1R2-3K8L-1-Z/?qs=sGAEpiMZZMsgSGrx0WqTbPUyJ8s29bGV
Infrarouge OSRAM Opto Semiconductors SFH 300 FA-3/4 RS 1 http://fr.rs-online.com/web/p/phototransistors/6548047/
1kΩ Resistor ROHM Semiconductor ESR03EZPJ102 Mouser 2 http://www.mouser.fr/ProductDetail/ROHM-Semiconductor/ESR03EZPJ102/?qs=sGAEpiMZZMu61qfTUdNhG1IKPAnaLGejvfM9hA7acow%3d
10kΩ Resistor ROHM Semiconductor ESR03EZPJ103 Mouser 1 http://www.mouser.fr/ProductDetail/ROHM-Semiconductor/ESR03EZPJ103/?qs=sGAEpiMZZMu61qfTUdNhG1IKPAnaLGejZIagwiN2IRk%3d
1MΩ Resistor ROHM Semiconductor ESR03EZPJ105 Mouser 1 http://www.mouser.fr/ProductDetail/ROHM-Semiconductor/ESR03EZPJ105/?qs=sGAEpiMZZMu61qfTUdNhG79AcIiSWYOgHx87yIE%2f9KKMdGhl9FJu5g%3d%3d
470Ω Resistor ROHM Semiconductor KTR03EZPJ471 Mouser 1 http://www.mouser.fr/ProductDetail/ROHM-Semiconductor/KTR03EZPJ471/?qs=sGAEpiMZZMu61qfTUdNhGwzMi690UM7UxxZFBtRl4vg%3d
330Ω Resistor ROHM Semiconductor ESR03EZPJ331 Mouser 1 http://www.mouser.fr/ProductDetail/ROHM-Semiconductor/ESR03EZPJ331/?qs=sGAEpiMZZMu61qfTUdNhG1IKPAnaLGejYH%2fBWzzt0Tg%3d
220Ω Resistor ROHM Semiconductor ESR03EZPJ221 Mouser 8 http://www.mouser.fr/ProductDetail/ROHM-Semiconductor/ESR03EZPJ221/?qs=sGAEpiMZZMu61qfTUdNhG1IKPAnaLGejce8FZC1%2fFYU%3d
switch ALPS SKQGADE010 Mouser 1 http://www.mouser.fr/ProductDetail/ALPS/SKQGADE010/?qs=sGAEpiMZZMsqIr59i2oRcrO5GDYRXDIX6cdtN26xmPE%3d disponible
USB Chip FTDI FT232RL-REEL Mouser 1 http://www.mouser.fr/ProductDetail/FTDI/FT232RL-REEL/?qs=sGAEpiMZZMs5ceO8zL%252bTxyQLQIH6hE7q disponible
USB Connecteur / / / 1 / disponible
LM1117IMPX-5 Régulateur 5v / / 1 / disponible
TB6612FNG Contrôleur moteurs / / 1 / disponible
Quartz ECS ECS-160-20-3X-TR Mouser 1 http://www.mouser.fr/ProductDetail/ECS/ECS-160-20-3X-TR/?qs=sGAEpiMZZMvAbnEMxb34PZ9bYWrwSXiB disponible
infrarouge récepteur Vishay Semiconductors TSOP38238 Mouser 3 http://www.mouser.fr/ProductDetail/Vishay-Semiconductors/TSOP38238/?qs=sGAEpiMZZMvAL21a%2fDhxMtgKho2n4%2fgBkajAZHPY5lE%3d
Batteries 9V Panasonic 6LF22XWA/B12 Mouser 1 http://www.mouser.fr/ProductDetail/Panasonic-Battery/6LF22XWA-B12/?qs=sGAEpiMZZMsra%2fh506hF%252bITISQoCasqh1k2eJLis9sg%3d
Vibration motor Parallax 28821 Mouser 2 http://www.mouser.fr/ProductDetail/Parallax/28821/?qs=sGAEpiMZZMu7pzTmx5q0Qavt7B3%252b7HBc disponible
Roue de balance Pololu RB-pol-91 Robotshop 1 http://www.robotshop.com/eu/fr/roulette-bille-pololu-0375-po-metal.html

Chassis

Après avoir établie la liste des composants, j'ai commencé à concevoir les 2 chassis :

  •  un chassis pour le robot avec servo-moteurs
  • un chassis pour le robot avec les vibreurs.

Les chassis ont été réalisés avec une découpeuse laser sur du plexiglass. Les découpes ont été dessinées avec le logiciel inkscape.

Chassis servo-moteurs
Chassis vibreurs

Semaine 3

Semaine 4

Semaine 5

Semaine 6

Fiches rendus