CONCEPTION D’UN ROBOT MOBILE

Dans cette dernière partie de l’ouvrage, pour pouvoir palper et constater l’efficacité de latechnique de commande prédictive étudiée, nous proposons une possibilité de réalisation du robot. Rappelons que le robot est à vitesses différentielles : deux moteurs de propulsion couplés à deux roues motrices. Les roues motrices étant disposées à l’avant et une roue-libre assurant la stabilité est disposée à l’arrière du robot, ainsi le centre de masse se retrouve le plus près possible de l’axe des roues motrices. Nous adopterons le plan suivant à fin de bien mettre en évidence les détails de la conception. Premièrement, une présentation générale du robot est faite, cela ayant pour but de constater l’agencement de tous les éléments le constituant. Deuxièmement, une vue détaillée sur les différentes conceptions : la conception mécanique, électronique et électrique ainsi que la conception informatique de notre robot sera développée.

Présentation générale du projet

En général, notre robot sera commandé par un ordinateur qui enverra les informations par infrarouge via le port parallèle. Le robot, doté d’un circuit émetteur /récepteur, va ainsi recevoir les impulsions lumineuses qui seront ensuite traduites en commande reconnue par les deux moteurs via un PIC 16F84. Une fois que la première information soit exécutée en totalité, le robot envoi une information en retour à l’ordinateur via son émetteur pour que ce dernier lui envoi la commande suivante. Ce principe de fonctionnement est illustré par la figure IV.1. La plate-forme est de forme circulaire, cela évitera au robot de rester accroché. Il sera de diamètre égal à 20 cm afin de supporter à la fois le circuit de commande et la batterie d’alimentation. La conception mécanique concerne le choix des matériaux utilisés. La plateforme sera découpée dans une plaque de contre-plaqué d’épaisseur 5mm, et de 20cm de diamètre. Les roues ont étés récupéré sur un petit modèle de voiture. Les roues doivent assurer un roulement sans glissement.

Les spécifications fonctionnelles du circuit de commande du robot :

A partir des résultats issus de la simulation sous Matlab, on a pu récupérer le profil de vitessedes moteurs gauche et droite. Cependant il a fallu adopter des techniques d’étalonnage et de mise a l’échelle pour que le robot puisse suivre la trajectoire de référence décrite en simulation. Etant donné qu’on a utilisé des moteurs pas à pas, le profil de vitesse doit être La carte qui est le cerveau du robot permet de recevoir les ordres de commandes issues de l’ordinateur à travers une communication infrarouge. La carte est subdivisée en deux parties, d’une part la réception et le décodage de la commande via le récepteur IR et le microcontrôleur PIC16F84, d’autre part la transmission de la commande aux moteurs pas à pas via un circuit un circuit de puissance. des moteurs gauche et droite. Cependant il a fallu adopter des techniques d’étalonnage et de mise a l’échelle pour que le robot puisse suivre la trajectoire de référence décrite en simulation. Etant donné qu’on a utilisé des moteurs pas à pas, le profil de vitesse doit être L’envoi des profils de vitesse se fera à travers une communication infrarouge entre l’ordinateur et le robot. Un circuit d’interface connecté à l’ordinateur via le port parallèle a été proposé pour que ce dernier émule une télécommande infrarouge.

Les bobinages d’un moteur pas à pas unipolaire sont alimentés toujours dans le même sens par une tension unique d’où le nom d’unipolaire. Il possède un point milieu (fil rouge sur la photo II) qui est une connexion centrale sur chaque enroulement. Généralement, on relie ensemble les points milieux de chaque bobine. Cela permet une simplification de la commande des moteurs. Les broches du PORT B seront configurées en sortie pour commander les interrupteurs du circuit de puissance. Le PORT A sera par contre configuré en entrée pour recevoir la commande à appliquer. Un programme implémenté dans le microcontrôleur se chargera de faire la correspondance entre la consigne et la fréquence à laquelle on appliquera la séquence de commande aux moteurs. Notons que c’est la fréquence à laquelle on appliquera la séquence qui déterminera la vitesse des moteurs. Chaque moteur reçoit cette séquence indépendamment de l’autre. Toutefois, pour que le robot puisse marcher en avant, les deux moteurs doivent tourner à la même vitesse. Pour ce faire, l’envoi des impulsions depuis les deux ports se fait obligatoirement avec la même fréquence. Dans le cas contraire, le robot tourne ou bien gauche ou bien à droite. Pour les virages, on doit faire varier la fréquence d’envoi des impulsions depuis le PORT B.