Elektor 10/99

http://www.stampsinclass.com.Les figures 4 et 5 représentent unevue verticale et latérale du châssis duBoE-Bot.

A S S E M B L A G E D UB O E - B O TLa construction de la plate-forme duBoE-Bot comporte 5 étapes :1. Modification des servo Futaba pour

une rotation complète.2. Calibration des servos.3. Montage des servos sur la plate-

forme robotisée et fixation desroues.

4. Mise en place de la roue arrière etdu porte-piles.

5. Montage du BoE.

Modification des servo Futaba pourune rotation complèteLe BoE-Bot utilise une paire de servos

S-148 de Futaba modifiées. La S-148permet, à faible coût, de réaliser desmoteurs d’engrenage faciles à modifierde manière à permettre à la plate-forme de se mouvoir. Il est aisé demodifier les servos pour qu’elles tour-nent sur 360°. À l’achat, la plupart desservos utilisées pour le modélisme sontconçues de manière à avoir une plagede déplacement totale de 90° environ.Les servos répondent à un signal MLI(Modulation en Largeur d’Impulsion,PWM pour Pulse Width Modulation enanglais) qui leur est envoyé par le biaisdu BASIC Stamp. Il est fait appel pourcela à l’instruction PULSOUT.L’opération des servos Futaba S-148 neprend que quelques minutes si tant estque vous ne l’ayez jamais fait, ne les faitpas souffrir, ne nécessite qu’un tourne-vis cruciforme, une petite lime fine ouun rien de papier émeri et implique un

A S S E M B L A G E D ’ U NC H Â S S I S D E R O B O TLe châssis du robot devra recevoir2 servos d’activation du train, un setd’accus, et disposer d’une zone de pro-totypage (le Board of Education). Nousavons utilisé un châssis en aluminium(disponible auprès des distributeurs deParallax Stamp), mais vous pouvezaussi, vu que nous vous proposons desdessins cotés, réaliser votre proprechâssis en aluminium ou en plastique.En fait vous pouvez même télédéchar-ger des dessins cotés au format *.dwget *.dxf d’Autocad et les adapter à votrecahier des charges. L’adresse Internet àconsulter est :

60

par Chuck Schoeffler, Ph. D. et Ken Gracey

cours de programmationdu BASIC Stamp (2)

2ème partie : construction du BoE-Bot

Véhicule robot doté de la version « Elektorienne » du BoE.

MICROPROCESSEURS

désassemblage soigneux. Il est possiblede revenir ultérieurement à l’état dedépart pour que la servo refonctionnecomme à l’origine à condition de gar-der la petite plaquette de plastique(que nous allons enlever) ou d’acheterun set de remplacement dans unmagasin de bricolage.Les servos Futaba comportent undisque d’activation fixé à l’axe de sortiepar le biais d’une vis cruciforme.Gentiment, on fait tourner ce disquedans un sens puis dans l’autre pourvoir les limites de son déplacement. Onvoit que la rotationtotale se fait sur del’ordre de 180°. Il vanous falloir faire ensorte que le disquetourne librement sur360° sans rencontrernon plus de blocage au-delà. On pren-dra ensuite le tournevis cruciforme eton dévisse la vis servant à fixer ledisque pour enlever le disque percédes 12 orifices. On dévisse ensuite avecprécaution les 4 vis du dessous pourenlever le capot. La plaquette du des-sous tombe, n’étant plus tenue. Rassu-rez-vous, vous n’aurez pas à faire desoudure à moins d’avoir rompu l’undes conducteurs de la liaison trifilaire.En tenant fermement le boîtier onenlève doucement le capot en veillantà ce que les 4 roues dentées que l’onvoit apparaître restent bien en place. Lafigure 6 donne un croquis de la servoet indique la dénomination des rouesdentées.Il vous faudra modifier l’engrenage desortie, à savoir celui que vous teniez dudoigt. Pour ce faire on extrait l’engre-nage 3. On aperçoit, sur le dessus del’engrenage de sortie, un ergot d’arrêtqu’il va nous falloir limer pour per-mettre à la servo de tourner librementsur 360°. Attention lors de la suppres-sion, par quelque moyen que ce soit,lime, papier émeri, à ne pas abîmerl’engrenage. La figure 7 montre la posi-tion de l’ergot.On extrait ensuite l’engrenage de sor-tie et, lorsqu’on le retourne, ondécouvre un anneau métallique bloqué

au coeur de l’engre-nage; il va vous falloirle sortir avec précau-tion de manière à pou-

voir extraire la plaquette de commandedu potentiomètre. On pourra conser-ver ladite plaquette si l’on envisage deremettre la servo dans son état d’ori-gine. Après avoir remis l’anneau métal-lique à sa place, on remonte en place,successivement, l’engrenage de sortieet l’engrenage 3. La figure 8 montre ledessous de l’engrenage de sortie.

Calibration des servosIl faudra, avant de réassembler laservo, vérifier la calibration de la servoet vous assurer qu’elle s’arrête lorsquele BASIC Stamp envoie une instructionde PULSOUT de 750. Il est donc tempsde sortir votre BASIC Stamp ou BoE etde saisir le petit programme listé en lis-tage 1. IL va vous falloir connectervotre BASIC Stamp à un PC (IBM), sai-sir le code-source dans l’éditeur et letélédécharger (download). Notons quevous pouvez télédécharger gratuite-ment l’éditeur pour le BASIC Stamp àl’adresse Internet :http://www.parallaxinc.com.La figure 9 montre la disposition àadopter pour procéder à l’étalonnage.Il vous faudra, si vous n’utiliser pas leBoE pour la calibration de la servo, dis-poser d’une source de tension auto-nome fournissant entre 5 et 6 V conti-nus pour l’alimentation des servos.

61Elektor 10/99

41,9R 3,2

990050 - 2 - 11

36,8

20,8

31,8

106,

1

120,4

12,1

127

49,4

4

Figure 4. Dessin coté(en mm) du châssis,vu par le travers,(sanséchelle).

69,9

82,6

26,9

94

3,2

990050 - 2 - 12

5

Figure 5. Dessin coté(en mm) du châssis, vudu dessus et de l’arrière(sans échelle).

engrenage 2

engrenage 1

engrenagede sortie

engrenage 3ergot d'arrêt

990050 - 2 - 13

Figure 6. Une fois le capot supé-rieur de la servo enlevé, on voitles engrenages qu’elle comporte.

6

Vous risquez, si vous n’optez pas pourcette approche, de griller le régulateurprésent sur le BASIC Stamp. Le BoEutilise un régulateur à faible chute detension; il peut attaquer les servos par lebiais de sa sortie. En cas d’utilisationd’une alimentation de 6 V on connec-tera directement les contacts alimenta-tion et masse de la servo aux bornes del’alimentation en question. Si l’onapplique directement plus de 5 ou6 VCC aux servos il se peut qu’elles nefonctionnent pas correctement sous lacommande du programme et le risquede les endommager n’est pas imagi-naire. En cas d’endommagement desservos, il y a de fortes chances queseule la platine d’électronique soitendommagée; on pourra l’enlever etutiliser la servo en tant que moteurd’engrenage à couple élevé. Elles res-tent utilisables pour des applicationrobotiques mais il ne sera plus possiblede les faire tourner dans le sens horaireou anti-horaire par le biais d’une ins-truction PULSOUT.Chargez votre programme de calibra-tion dans le BASIC Stamp et vérifiez larotation des engrenages de la servo. Ilvous faudra, si tel est le cas, ajusterl’axe du potentiomètre présent sousl’engrenage de sortie jusqu’à ce quetout s’arrête. Lorsque vous avez atteintcet objectif, vous pourrez déconnecter la

servo et la remonter. Revérifiez, avantde remonter toutes les vis, que la servoest bien arrêtée lorsque vous envoyezle programme de test. Les pièces de laservo devraient se mettre gentiment enplace de sorte que le point de jonctiondes capots du boîtier doivent pratique-ment être invisibles.

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engrenage de sortie

supprimer l'ergotà l'aide d'un cuter

990050 - 2 - 14

7

anneaumétallique

990050 - 2 - 15

plaq

uette

de commande

8

Figure 7. Suppressionde l’ergot présent surl’engrenage de sortie.

Figure 8. Engrenagede sortie vu du des-sous. Il faudra enleverla plaquette de ver-rouillage.

Futaba

Servomodifiée

S148

Note:le code de couleur des fils de laservo Futaba est le suivant:Rouge = alimentation (+5 ou 6 volts)Noir = masseBlanc = signal (en provenance du

BASIC Stamp)

vers brochede sortie duBoE ou BS-2

B1

(6 V)

(Fil rouge)

(Fil blanc)

(Fil noir)

S1

10k

990050 - 2 - 16

+

–

9

Figure 9. Dispositif decalibration de la servo.

Listing 1.Code de calibration de servo‘Program for calibrating servo to its center using BS-2

‘C. Schoeffler, University of Idaho

center: ‘establishes a name for this calibration routine

pulsout 15, 750 ‘sends a pulse of 1.5 milliseconds to the servo

pause 20 ‘delay between pulses is 10 ms to 20 ms

goto center

Fu

taba

S148

P14

VDD

VSS

Fu

taba

S148

P15

990050 - 2 - 17

VDD

VSS

10

Figure 10. Schéma decâblage pour la com-mande des servos duBoE-Bot.

Montage des servos sur la plate-formerobotisée et fixation des rouesUne fois les servos modifiées et testées,il sera temps de les monter sur le châs-sis de votre robot et de les connecter auBASIC Stamp. On voit en figure 10,comment interfacer les servos auBASIC Stamp. L’identification des filsde la servo est facile, le rouge étant l’ali-mentation positive de 5 ou 6 VCC, lenoir la masse et le blanc le signal. LeBoE-Bot est configuré pour uneconnexion et déconnexion facile du setde piles, ce qui permet de se passerd’interrupteur marche/arrêt pour l’ali-mentation. On pourra, une fois les ser-vos montées sur la plate-forme duBoE-Bot, fixer les roues en les bloquantà l’aide de l’une des vis cruciformesnormalement utilisées pour fixer le tra-pèze de commande sur la servo.

Mise en place de la roue arrière et duporte-pilesMontez, si vous utilisez « notre » châs-sis, la « roue » arrière à l’aide d’un axeen acier ou d’une goupille. La « roue »arrière prend ici la forme d’une boulede polyéthylène de 25,4 mm de dia-mètre. Il vous faudra y percer un trou.La photo de la figure 10 montre la tech-nique de fixation du porte-piles sur ledessous de la plate-forme du BoE-Bot.Après avoir monté le porte-piles il fau-dra souder une paire de conducteurs àses bornes pour le passage du 6 VCCsur la partie supérieure du BoE-Bot.On pourra envisager, si le châssis n’estpas en métal, d’utiliser du Scotchdouble face ou de la bande Velcro.

Montage du BoEOn montera le BoE sur le châssis durobot à l’aide des vis, boulons et entre-toises nécessaires. Attention à évitertout court-circuit entre la platine duBoE et le châssis du robot.

C O N C L U S I O NIl est temps, maintenant que vous dis-posez d’une plate-forme robotiséebasée sur le BASIC Stamp, de nous lan-cer dans les prémices de la commanded’Entrées/Sorties.Le mois prochain nous démarrerons laprogrammation BASIC et procéderonsà la mise en place d’un capteur.

(990050-2)

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Figure 11. Le dessousdu BoE-Bot.

Figure 12. Contenu dukit de robot proposépar les distributeursde Parallax Stamp. Lechâssis métalliquesera disponible à part.

Internethttp://www.parallaxinc.com –BASIC Stamp Manual Version 1.9, BASIC Stamp

DOS et Windows Editor, exemples de programme. Distributeurs internatio-naux.

http://www.stampsinclass.com –documentation du BoE, cours de robotique(Robotics curriculum), dessins aux format *.dxf et *.dwg, groupe de dis-cussion concernant l’utilisation à des fins éducatives du BASIC Stamp.

chucks@turbonet.com –créateur du BoE-Bot et auteur de cette série. Assis-tance technique (en anglais).

kgracey@parallaxinc.com –co-auteur de cet article. Assistance technique etquestions concernant le programme éducatif.