École Nationale d`Ingénieurs de Tunis École Nationale
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1. cx i x CR Figure 5 2 2 1 Capteurs A l origine nous avions pr vu 5 capteurs 4 pour d tecter la ligne blanche et un pour rep rer l adversaire Cependant dans le kit que nous avons re u il n y avait que trois capteurs capables de d tecter dans 3 directions fixes Il a donc fallut adapter notre strat gie en fonction de cette nouvelle contrainte Le capteur dont nous disposons est le 51 Ce capteur est capable de d tecter les distances le contraste et la chaleur Il a la forme suivante DYMAMIXEL Wien cbtlis cam q Figure 6 Capteur AX S1 Il pourra donc la fois d tecter l adversaire et la ligne blanche qui d limite le terrain du combat Nous l avons donc plac de sorte avoir un capteur dirig vers le bas pour d tecter la ligne blanche un vers l avant pour rep rer l ennemis et le troisi me ne sera pas utilis puisque point vers le haut Apr s quelques difficult s nous avons d cid d utiliser les capteurs infra rouges tant pour d tecter l adversaire que la ligne blanche en modifiant la valeur de r f rence que l on utilisait Nous nous sommes par la suite rendu compte que le capteur tait capable de rep rer la ligne blanche qu partir d une distance minimale aussi nous avons sur lev la position de notre capteur beaucoup plus que pr vu modifiant une fois de plus la g om trie 2 2 2 Actionneurs Pour ce qui est des moteurs nou2. cole Nationale d Ing nieurs de Tunis Ecole Nationale Sup rieure de Techniques Avanc es ENSTA ParisTech Semaine Syst me Rapport de R alisation Elabor par Adnen Saadaoui Encadr par Joseph Haggege Bilel Yezza Kamel Ben Saad L a Musso Mounir Ayadi Mohamed Amine Baatout Mohamed Chrif Lafram Sami Assili Sofiene Ouerdiane Soumaya Romdhani Ann e scolaire 2013 2014 Remerciements Nous tenons remercier M Joseph Haggege M Kamel Ben Saad et M Mounir Ayadi pour leur encadrement et leurs conseils pr cieux tout au long de cette semaine syst me Table des mati res 1 Introduction 2 Architecture 2 1 G om trie 2 2 Composants du Kit Bioloid 221 2i oq e ash ee Riders 222 ACHONDEUTS c v xo qoo Ae 22 0 Alimentation s soc ioe X hex xD RU XX AER 3 Management du projet 3 1 R partition des t ches 42 Planning de la semaine a u ooo ooo o ana si gak Mercredis LE EE Eder U JEU MOL Ebo Vendredi te Lo 4 R alisation 4l Construction se Let Eo keged kw Few ok dog Fem 2 2 pil UE a d onde OR sims 4 3 Programmation x AE 4 3 1 Test capteur de luminosit 4 3 2 Test capteur d distance Ad Test MOLGUE Ae 4 doraa EE E A Ad Fonction weno e e s
3. disposition des roues avants permettait d emp cher un bras articul adverse de passer sous la carcasse pour nous soulever Pour respecter le cahier des charges et pouvoir pousser un ventuel adver saire nous avons ajout Robo le robot deux bras dont les extr mit s taient des petites pelles que nous avons plac s l avant du robot Nous avons rajout sur le cot avant droit du robot une sorte d aileron permettant de diminuer la surface de contact avec l ennemis en cas d attaque lat rale Nous l avons plac vers l avant car si le robot arrive par le cot sur la partie arri re de Robo celui ci ne le d tectera pas et donc sera en train de tourner Or il ne tourne que dans un sens que la pouss e sur la partie arri re droite favorise Une telle attaque n aurait donc pas de cons quence sur notre robot Sur l autre face nous avons rajout une pi ce en U les bras tourn s vers l ext rieur Cette pi ce permet de diminuer la surface de contact avec un autre robot nous attaquant lat ralement par la gauche et donc d en diminuer les cons quences Figure 4 Forme finale 2 2 Composants du Kit Bioloid an me e A QuickStart CD Nuts screws and cables shown below the same as the actual size Place and measure the parts against the below illustration to choose the correct assembly part CABLE 6 2 LE EE e m
4. l op rateur Rester sur le terrain Assurer l autonomie nerg tique Au terme de la premi re tape le robot que nous avions imagin ressemblait cela Figure 1 Sch ma 2D initial Figure 2 Sch ma 3D final Avec un syst me de d fense de type fourchette destin accentuer les frottements et stopper le v hicule si celui ci tait pouss par l adversaire et un syst me d attaque semblable une pelle situ l avant permettant de soulever le robot adverse et le d stabiliser Ce rapport a pour but de mettre en vidence les modifications que nous avons mises en place pour ma triser les contraintes mat rielles que l on nous avait impos es et les difficult s que nous avons pu rencontrer 2 Architecture 2 1 G om trie Au vu du mat riel fournit nous ne pouvions pas mettre en place une pelle avant assez massive pour d placer le centre de gravit vers le bas et nous n tions pas plus en mesure de lui donner une forme de bec et d assurer ainsi sa solidit Aussi avons nous opt pour une nouvelle solution nous avons plac les deux roues arri res sous la carcasse alors que les deux roues avants fix es aux moteurs taient plac es devant la carcasse et au m me niveau que celle ci cr ant alors une pente entre l arri re et l avant Figure 3 forme inclin e Notre robot tait donc plus stable avec un centre de gravit bas et plus difficile renverser De plus la
5. e cela ne peut pas endommager le robot car le CM5 a un syst me de fermeture imm diate en cas de danger pour n importe quel composant ex l vation de temp rature 15 4 8 1 Test capteur de luminosit repeat Figure 8 Ce code permet d afficher la luminosit mesur e par le capteur tout instant 4 3 2 Test capteur de distance Label START 9 Fee Le 100 repeat LOAD Figure 9 Ce code permet de d tecter la pr sence d un objet et d afficher la distance mesur e entre l objet et le capteur tout instant 16 4 3 3 Test Moteur Label START 18 PEED 5H Dyn 1023 Figure 10 Ce code met le moteur en rotation continue 4 3 4 Fonction Avancer ec 1 Dyn l lt co 4 Dyn z co n JL eo 2 0 15 RETURN Figure 11 Permet de faire avancer le robot 17 4 3 5 Fonction tourner RETURN Figure 12 Permet de faire tourner le robot pour capter le robot adverse 18 4 3 6 Fonction fuir Ki 1 Dyn y 4 Dyn Ki 3 Dyn Ga 2 Dyn qe THEN JUMP hold3 RETURN Figure 13 Elle permet au robot de s loigner de la ligne blanche 19 4 3 7 Initialisation GE LOAD 100 D LOAD 1 Dyn 2 Dyn 3 Dyn 4 Dyn T E 4 Dyn Figure 14 Permet d initialiser le robot La valeur de la variable MAX TORQUE qui repr sente le couple maxima
6. et d assembler le robot Elle est form e par Adnen Saadaoui L a Musso Soumaya Romdhani Sami Assili Equipe programmation Son r le principal est de programmer le robot afin qu il applique les strat gies initialement mises au point Ces membres sont Bilel Yezza Mohamed Amine Baatout Mohamed Cherif Lafram Sofiene Ouerdiane 12 3 2 Planning de la semaine 3 2 1 Mercredi R ception du kit BIOLOID Equipe conception 14h gt 16h prise en main du mat riel 16h gt 18h premier essai d architecture 21h gt minuit nouvelle architecture et lers essais avec une diff rence de niveau entre l arri re et l avant du robot Equipe programmation 14h gt 18h prise en main du logiciel v rification de l tat du mat riel 21h gt minuit test des capteurs premi res bauches du programme 3 2 2 Jeudi Equipe conception 14h gt 16h laboration de la nouvelle architecture 16h30 gt 18h fin de la nouvelle architecture et criture du rapport le Soir mise en place des bras ajout de quelques modifications au niveau de la forme du robot Tout le monde 16h gt 16h30 mise en place de la strat gie du combat Equipe programmation 14 gt 16 et 16h30 gt 18h test des capteurs mise en place des pro grammes Soir programme d attaque essais sur les capteurs 3 2 3 Vendredi Equipe conception 9h gt 11
7. h finalisation du robot rectifications 11h gt 12h rectifications Equipe programmation 9h gt 12h capteur lignes blanches 13 4 R alisation 4 1 Construction Nous avons commenc par construire le robot de la mani re la plus proche que ce que nous avions pr vu Cependant nous nous sommes confront s la r alit des pi ces et quelques impr vus comme le fait d avoir des pi ces manquantes notamment deux grandes pi ces grises qui pouvaient tre des pelles plus efficaces que celles que nous avons construites Nous avons donc essay de nous d brouiller avec ce qu on avait surtout qu on s est aper u de l absence de ces pi ces qu au jour de la comp tition puisqu on on avait pas le droit de voir les kits des groupes concurrents 4 2 Strat gie D s que notre robot sera sur le ring s il d tecte le robot adverse il lui fonce dessus sinon il tourne sur lui m me jusqu rep rer son adversaire A ce moment il s arr te pour ensuite avancer en ligne droite dans la direction o il a d tect l autre robot et continue tant qu il ne d tecte pas de ligne blanche et que son adversaire est toujours dans son champs de vision 4 3 Programmation Apr s avoir d couvert le kit Bioloid de construction du robot le groupe de programmation a commenc lire le manuel d utilisation du logiciel de programmation et la description des diff rents composants On a aussi d couvert tout ce que le robo
8. l du robot est chang 1023 valeur max 20 4 8 8 Programme Principal EE EZ ITT o E ITT F quc JUMP Timer gt 0 THEN 25 troop LIP I e i Timer gt 0 THEN JUMP RIGHT COMPUTE diff 2 1001 vert gt 10 TM ELSE F gi 100 THEN CALL L I EN jun in Figure 15 21 5 Conclusion Au terme de la semaine syst me notre robot tait potentiellement capable de r pondre aux exigences fix es Il peut rep rer l adversaire et la ligne blanche et est donc capable gr ce sa g om trie optimis e dans la limite du possible de sortir l adversaire et de rester sur le terrain Il d marre bien apr s 3 secondes et poss de deux bras articul s le rendant apte suivre les r gles fix es Sa carte programmable et sa batterie lui permettent de se plier aux deux derni res exigences Les diff rences entre ce que nous avions pr vu et ce que nous avons fait en r alit s explique principalement par deux faits d une part le logiciel de programmation tait beaucoup plus compliqu prendre en main que ce que nous pensions ce qui a entrain un d calage entre les 2 groupes et g n r du retard car le groupe de conception avait besoin d informations sur les performances des capteurs entre autres Et ces informations n taient atteignables qu une fois le logiciel maitris D autre part le groupe conception a beaucoup t tonn avant de se fixe
9. oix Him ET E A E 4 3 5 Fonction tourner lt s s 452222 o RR RR RR 43 0 Fonction Rex RE ERE 4 3 7 4 38 Programme Principal 22 se La a a A E 5 Conclusion 12 12 13 13 13 13 14 14 14 14 16 16 17 17 18 19 20 21 22 1 Introduction Au cours de cette semaine nous tions confront s un d fi penser un robot sumo de la conception la r alisation soit un probl me complexe Les enjeux taient divers d crypter un cahier des charges r ussir rassembler et appliquer dans une r alisation pratique nos connaissances apprendre optimiser le travail en groupe organiser son temps de mani re efficace etc Cela nous a amen adopter une d marche d ing nierie syst me propre au m tier d ing nieur c est dire d composer un probl me de mani re m thodique en diff rents sous syst mes eux m me vus comme des syst mes de syst mes pour pouvoir le r soudre en minimisant les risques et les pertes La semaine a t partag e en deux parties la premi re pendant laquelle nous avons interpr t le cahier des charges d gag les exigences et pens le robot sans savoir le mat riel que nous aurions terme et la seconde ou nous avons dut adapter nos id es la r alit apr s d couverte des moyens mis notre disposition Les exigences taient Faire sortir l adversaire Respecter le r glement Ob ir
10. r sur une architecture d finitive et nous avons essay au moins trois g om tries diff rentes Notre travail manquait donc d organisation et les deux groupes travaillaient de mani re trop ind pendante en oubliant de communiquer ce qui entra nait des quiproquos et des retards Cette semaine syst me nous a permit d exp rimenter diff rentes facettes du m tier d ing nieur le travail en groupe l organisation du temps et du travail la m thodologie d analyse les vas et vient entre exp rience et th orie la pers v rance et la remise en question 22
11. rouge d une intensit donn e et recevoir l onde r fl chie cette onde ne se refl te pas de la m me facon sur une surface blanche ou une surface obscure Mais pour percevoir cette diff rence il faut changer un param tre du capteur d di pour d cider si on veut privil gier la distance ou la pr cision Evidemment pour la d tection de la ligne blanche on doit privil gier la pr cision ainsi une faible valeur pour ce param tre qui peut avoir une valeur de O 255 Pour notre cas on a choisit 15 Une s rie de tests a permis de d terminer une distance optimale entre le capteur et le sol pour que la d tection soit efficace On observe qu il faut un saut d au moins 10 points pour d tecter une ligne blanche tant donn la hauteur laquelle on a positionn notre capteur Ainsi au moment o ROBO s installe elle prend comme valeur de r f rence la valeur retourn e par le capteur IR et si on d passe cette valeur de 30 points par exemple du 140 pour le vert 170 pour le blanc alors on avance car cela signifie que l on a pass une ligne blanche et donc que l on se fait sortir du terrain Dans ce cas le robot effectue un demi tour et avance pour 2 secondes Finalement notre plus importante astuce est le MAX TORQUE s agit du couple maximal que peut fournir le moteur Cette variable syst me peut avoir une valeur entre 0 et 1023 La valeur par d faut tait environ 890 donc on l a chang 1023 Et ce apr s tre s r qu
12. s nous sommes confront s au probl me de n avoir que 4 moteurs plut t que les 5 pr vus Nous avons pr f r conserver les 4 moteurs disponibles pour les roues car la puissance nous paraissait si ce n est une arme essentielle tout du moins un norme handicap si le robot adverse en avait plus que nous En effet si nous avions privil gi s la conception d un bras articul dans le but de mettre en place une arme performante nous l aurions par la m me occasion rendue inefficace car par son manque de puissance et de vitesse notre robot de serait fait sortir avant d avoir eu le temps de se servir de son syst me d attaque Ainsi nous avons abandonn l id e de munir notre bras de robot d un moteur nous nous contenterons de deux bras fixes Les moteurs des roues sont des moteurs AX 12 Figure 7 Capteur AX 12 10 2 2 3 Alimentation Initialement on a pr vu que le robot soit nerg tiquement autonome Toutefois lorsque nous avons re u le Kit Bioloid on a d couvert que la batterie ne fonctionnait pas On tait donc oblig d utilis l alimentation par secteur Par ailleurs on a gard la batterie dans la boite CM 5 afin de gagner le plus de poids possible et donc d assurer la stabilit du robot 11 3 Management du projet 3 1 R partition des t ches Afin de gagner en temps et en qualit de travail on a divis notre groupe en deux quipes Equipe Conception Sa t che tait de concevoir
13. t est capable de faire Au d part nous voulions que Robo joue de la musique tout au long du combat mais nous nous sommes rendus compte que ce n tait pas possible simultan ment avec son d placement C est avec grande tristesse que nous avons choisi de privil gier le combat la musique Le logiciel de programmation fourni behavior control program tait de tr s haut niveau si on peut dire Tout se faisait avec la souris C tait une toute nouvelle exp rience pour les membres du groupe programmation mais elle s est av r e pas tr s agr able cause de l interface mal organis e La programmation classique haut niveau est mieux 14 Detection de l adversaire Pour la d tection du robot adverse on a utilis le module AX SI pr ci s ment le capteur infrarouge Le principe du fonctionnement est d envoyer une onde infrarouge d une intensit donn e et recevoir l onde r fl chie s il ne recoit rien c est qu il n y aucun signe du robot adverse et donc Robo continue tourner Detection des lignes blanches Pour la d tection de la ligne blanche on a utilis le module AX S1 Beau coup pensaient que la d tection de la ligne blanche se fait avec le capteur de luminosit ca n a rien voir avec ca Il s agit d utiliser le capteur infrarouge de m me nature que celui utilis pour la d tection des obstacles Comme on l a pr cis dans le paragraphe pr c dent le principe du fonctionnement est d envoyer une onde infra
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