of 16 /16
PPE 2009 – TSSi ROBOT SUIVEUR DE LIGNE ROBOT SUIVEUR DE LIGNE Dumoulin Quentin Vallais Mathieu Marques Antoine Imanov Rafael

PPE 2009 – TSSi ROBOT SUIVEUR DE LIGNE Dumoulin Quentin Vallais Mathieu Marques Antoine Imanov Rafael

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: PPE 2009 – TSSi ROBOT SUIVEUR DE LIGNE Dumoulin Quentin Vallais Mathieu Marques Antoine Imanov Rafael

PPE 2009 – TSSi

ROBOT SUIVEUR DE LIGNEROBOT SUIVEUR DE LIGNE

Dumoulin Quentin

Vallais Mathieu

Marques Antoine

Imanov Rafael

Page 2: PPE 2009 – TSSi ROBOT SUIVEUR DE LIGNE Dumoulin Quentin Vallais Mathieu Marques Antoine Imanov Rafael

SommaireSommaire

1- Présentation de la problématique1- Présentation de la problématique 2- 2- Éléments du cahier des charges

fonctionnelles 3- Présentation du Prototype du robot3- Présentation du Prototype du robot 4- Caractéristiques du système4- Caractéristiques du système 5- 5- Fonctionnement des capteursFonctionnement des capteurs 6- 6- Les servomoteursLes servomoteurs 7- Le programme effectué sur Flowcode7- Le programme effectué sur Flowcode 8- La carte électronique effectuée sur ARES8- La carte électronique effectuée sur ARES 9- Schéma de la carte électronique 9- Schéma de la carte électronique

Page 3: PPE 2009 – TSSi ROBOT SUIVEUR DE LIGNE Dumoulin Quentin Vallais Mathieu Marques Antoine Imanov Rafael

Présentation de la Présentation de la problématique problématique

ThèmeThème : : La RobotiqueLa Robotique

Sous thèmeSous thème : : Robot « suiveur de ligne »Robot « suiveur de ligne »

ProblématiqueProblématique : : Comment , peut-on obliger un robot a suivre une ligne tracée sur le sol ?

SolutionSolution ProposéProposé : : Deux capteurs positionnés à l’avant du Deux capteurs positionnés à l’avant du robot reçoivent un signal uniquement lorsque le fond est robot reçoivent un signal uniquement lorsque le fond est blanc (hors de la ligne). Le signal ainsi récupéré permet blanc (hors de la ligne). Le signal ainsi récupéré permet de contrôler le servomoteur adéquat pour faire pivoter le de contrôler le servomoteur adéquat pour faire pivoter le robot dans le sens voulu. Si le capteur est placé sur la robot dans le sens voulu. Si le capteur est placé sur la ligne, il ne reçoit pas le signal qu’il émet et les deux ligne, il ne reçoit pas le signal qu’il émet et les deux moteurs fonctionnent alors normalement.moteurs fonctionnent alors normalement.

Ce système permet au véhicule de suivre la ligne noire Ce système permet au véhicule de suivre la ligne noire tracée sur fond blanc.tracée sur fond blanc.

Page 4: PPE 2009 – TSSi ROBOT SUIVEUR DE LIGNE Dumoulin Quentin Vallais Mathieu Marques Antoine Imanov Rafael

Élément du cahier des chargesÉlément du cahier des charges

FonctionFonction CritèresCritères NiveauNiveau FlexibilitéFlexibilité

FP1 : FP1 : Être capable de se Être capable de se déplacer en suivant une déplacer en suivant une

ligne au solligne au sol

-Vitesse -Vitesse 5cm/s 5cm/s

+/- 10 %+/- 10 % F3F3

FC1 : FC1 : Avoir un Avoir un déplacement le plus déplacement le plus

régulier possible régulier possible

-Déviation -Déviation par rapport par rapport

à la à la trajectoire trajectoire

0.5° maximum0.5° maximum f1f1

FC2 :FC2 : Respecter Respecter l’encombrement proposél’encombrement proposé

-Dim ext. : -Dim ext. : 100*50*30 100*50*30

MaximumMaximum f1f1

FC3 : FC3 : S’adapter à une S’adapter à une source d’énergie source d’énergie

--AlimentatioAlimentatio

nn

-Autonome -Autonome

9 Volts 9 Volts maximum maximum

f0f0

f0f0

FC4 : FC4 : S’adapter au S’adapter au tracé de la lignetracé de la ligne

-Ligne -Ligne droitedroite

-Ligne -Ligne courbecourbe

-Largeur 50 -Largeur 50 mm +/- 1mmmm +/- 1mm

-Rayon -Rayon minimum minimum 100mm100mm

f2f2

f2f2

Page 5: PPE 2009 – TSSi ROBOT SUIVEUR DE LIGNE Dumoulin Quentin Vallais Mathieu Marques Antoine Imanov Rafael

Élément du cahier des charges fonctionnel

Robot suiveur de ligne

Déplacement souhaité Ligne tracée sur le sol

Énergie

Précision du déplacement

FC1

FP1

FC2

FC3

FC4

Respecter l’encombrement proposé

Page 6: PPE 2009 – TSSi ROBOT SUIVEUR DE LIGNE Dumoulin Quentin Vallais Mathieu Marques Antoine Imanov Rafael

Acquérir Traiter Communiquer

Alimenter Distribuer Convertir TransmettreSuivre

LaLigne

Chaîne d’énergie

Chaîne d’information

Capteurs Microcontrôleur PIC 16F88

Batterie 5 volts

Servomoteurs

Robot en dehors de la

ligne

Robot sur la ligne

Microcontrôleur

Chaîne fonctionnelle Chaîne fonctionnelle

Page 7: PPE 2009 – TSSi ROBOT SUIVEUR DE LIGNE Dumoulin Quentin Vallais Mathieu Marques Antoine Imanov Rafael

Présentation du Prototype du robotPrésentation du Prototype du robot

Page 8: PPE 2009 – TSSi ROBOT SUIVEUR DE LIGNE Dumoulin Quentin Vallais Mathieu Marques Antoine Imanov Rafael

Fonctionnement des capteursFonctionnement des capteurs

La diode émet de la lumière infrarouge, qui, réfléchie La diode émet de la lumière infrarouge, qui, réfléchie par le sol blanc et brillant, atteint le récepteur. Sur par le sol blanc et brillant, atteint le récepteur. Sur fond noir, la lumière émise n’est pas réfléchie par le fond noir, la lumière émise n’est pas réfléchie par le sol.sol.

En ligne droite, la lumière n’est donc pas réfléchie par En ligne droite, la lumière n’est donc pas réfléchie par la ligne noire, les deux moteurs tournent à vitesse la ligne noire, les deux moteurs tournent à vitesse égale.égale.

Dans une courbe, la lumière est réfléchie par la ligne Dans une courbe, la lumière est réfléchie par la ligne sur un des deux capteurs. La lumière reçue par le sur un des deux capteurs. La lumière reçue par le récepteur indique au PIC de stopper un des moteurs récepteur indique au PIC de stopper un des moteurs pour faire pivoter le robot.pour faire pivoter le robot.

Pourquoi ce type de capteur ?

Page 9: PPE 2009 – TSSi ROBOT SUIVEUR DE LIGNE Dumoulin Quentin Vallais Mathieu Marques Antoine Imanov Rafael

Schéma de fonctionnement des capteursSchéma de fonctionnement des capteurs

Page 10: PPE 2009 – TSSi ROBOT SUIVEUR DE LIGNE Dumoulin Quentin Vallais Mathieu Marques Antoine Imanov Rafael

Les servomoteursLes servomoteurs

Le choix de servomoteurs s’explique car il est Le choix de servomoteurs s’explique car il est plus simple de diriger et de commander plus simple de diriger et de commander qu’un moteur à courant continu.qu’un moteur à courant continu.

Le système de réglage du servomoteur Le système de réglage du servomoteur compare le signal reçu à une valeur donné compare le signal reçu à une valeur donné de la position de consigne. Il est pratique, car de la position de consigne. Il est pratique, car simple de maniement. On peut facilement simple de maniement. On peut facilement commander le moteur en lui envoyant des commander le moteur en lui envoyant des fréquences d’impulsions différentes pour lui fréquences d’impulsions différentes pour lui attribuer un mode de fonctionnement attribuer un mode de fonctionnement différent.différent.

Pourquoi des servomoteurs ?

Page 11: PPE 2009 – TSSi ROBOT SUIVEUR DE LIGNE Dumoulin Quentin Vallais Mathieu Marques Antoine Imanov Rafael

ProgrammeProgrammeProgramme

Page 12: PPE 2009 – TSSi ROBOT SUIVEUR DE LIGNE Dumoulin Quentin Vallais Mathieu Marques Antoine Imanov Rafael

La carte électroniqueLa carte électronique

Composants de la carte : Composants de la carte :

Connecteur RJ12 (Pour relier le robot a Connecteur RJ12 (Pour relier le robot a l’ordinateur)l’ordinateur)

Quatre connecteurs à 3 bornes et un Quatre connecteurs à 3 bornes et un connecteur à 2 bornesconnecteur à 2 bornes

Un QuartzUn Quartz Trois condensateursTrois condensateurs Un Microcontrôleur Pic16F88Un Microcontrôleur Pic16F88 Une résistanceUne résistance

Page 13: PPE 2009 – TSSi ROBOT SUIVEUR DE LIGNE Dumoulin Quentin Vallais Mathieu Marques Antoine Imanov Rafael

Schéma de la carte Schéma de la carte électronique électronique

Connecteurs à 3 bornes

Connecteur à 2 bornes Quartz

PIC 16F88

Connecteur RJ12

Résistance

Condensateurs

Page 14: PPE 2009 – TSSi ROBOT SUIVEUR DE LIGNE Dumoulin Quentin Vallais Mathieu Marques Antoine Imanov Rafael

Caractéristiques techniques du Caractéristiques techniques du systèmesystème

Couple moteur :Couple moteur : C= 32 N.cm = 0,32 N.m C= 32 N.cm = 0,32 N.mVitesse du moteur :Vitesse du moteur : ωω = = 0.18 sec/45° = 4.36 0.18 sec/45° = 4.36

rad/secrad/sec

P= C.P= C.ωω = 0,32 x 4,36 = 0,32 x 4,36 ≈ 1.40 W≈ 1.40 WQ= 1100 mA.hQ= 1100 mA.hP= U x I P= U x I I= I= P/U = 1,40/4,8 = 291 mAP/U = 1,40/4,8 = 291 mAQ= I x t Q= I x t t= Q/I = 1100/291 = 3,78 h t= Q/I = 1100/291 = 3,78 h

Autonomie d’un moteur ≈ 3h45Autonomie d’un moteur ≈ 3h45Autonomie approximative du système ≈ 1h30Autonomie approximative du système ≈ 1h30

Page 15: PPE 2009 – TSSi ROBOT SUIVEUR DE LIGNE Dumoulin Quentin Vallais Mathieu Marques Antoine Imanov Rafael

Conclusion du ProjetConclusion du Projet

Cette riche expérience nous a permis d’enrichir nos Cette riche expérience nous a permis d’enrichir nos connaissances techniques en Sciences de l’ingénieur, connaissances techniques en Sciences de l’ingénieur, ainsi que notre propre esprit scientifique. Il est certes ainsi que notre propre esprit scientifique. Il est certes dommage de ne pas avoir atteint l’aboutissement du dommage de ne pas avoir atteint l’aboutissement du projet suite à un problème technique sur la machine projet suite à un problème technique sur la machine de fabrication des cartes électroniques et à divers de fabrication des cartes électroniques et à divers problèmes rencontrés tout au long de l’année.problèmes rencontrés tout au long de l’année.

Néanmoins, ce PPE nous a appris à travailler de manière Néanmoins, ce PPE nous a appris à travailler de manière autonome, et en coopération avec d’autres groupes autonome, et en coopération avec d’autres groupes pour certains sujets et à approfondir nos pour certains sujets et à approfondir nos connaissances en mécanique et en électronique.connaissances en mécanique et en électronique.

De plus, nous avons appris à utiliser plusieurs logiciels, De plus, nous avons appris à utiliser plusieurs logiciels, comme Flowcode, ARES ou encore Solidworks, ce qui comme Flowcode, ARES ou encore Solidworks, ce qui constitue une expérience intéressante pour la suite de constitue une expérience intéressante pour la suite de nos études, voire pour la poursuite dans un métier nos études, voire pour la poursuite dans un métier qualifié dans le domaine.qualifié dans le domaine.

Page 16: PPE 2009 – TSSi ROBOT SUIVEUR DE LIGNE Dumoulin Quentin Vallais Mathieu Marques Antoine Imanov Rafael

FinFin