Gadget de James Bond

Pour ceux qui se souviennent, dans le film de James Bond - Tomorrow Never Dies (demain ne meurt jamais), Pierce Brosnan se voit équipé par l'un de mes idoles: "Q", d'une voiture télécommandable par son mobile GSM. Un gadget à la James-Bond disponible pour tout le monde dès à présent par cet article ;-). Nous ne télécommanderons pas la voiture, mais le robot mobile. (Mais après vous faites ce que vous voulez...).

Pour ceux qui auraient raté un épisode: Séance de rattrapage qui explique le fonctionnement du "cerveau" du robot mobile ici.

Objectif: en déplaçant le doigt sur l'écran le robot se dirigera vers l'orientation souhaitée, à la vitesse souhaitée.

Il est préférable pour beaucoup d'application de pouvoir identifier un contact ou une collision avant que celle-ci ne se produise, pour justement éviter la collision. Un capteur de distance / anticollision  sera donc efficace dès lors qu'il peut indiquer la présence d'un objet ou d'un mur et sa distance. Un type de capteur fréquemment utiliser pour ce type de mesure est le capteur par ultrason. Il est simple à mettre en place, peu contraignant dans un environnement sain et peu couteux.

Maintenant que la mécanique et l'électronique contrôlant les moteurs sont réalisées, il reste à se concentrer sur l'organe qui va envoyer les commandes pour se déplacer. Je le nomme plus simplement "Cerveau" un terme que tout le monde comprend car c'est cet organe qui va faire en sorte que le robot réagisse de façon cohérente.

Afin de fournir plus de souplesse dans la programmation futur du robot mobile et pour le fun de faire quelque chose de complet, j'ai choisi de faire un cerveau qui pourrait communiquer en Bluetooth avec une entité "supérieure" comme un ordinateur, un GSM ou une tablette. Ceci de manière à offrir de nouvelle possibilité: comme celle de télécommander le robot ou de pouvoir prendre des décisions avec d'autres moyens de calcul ou d'avantage de ressources.

Il est impossible de faire quoi que ce soit avec le robot si on ne contrôle pas indépendamment ses moteurs; tant la direction que la vitesse. L'électronique conçue pour ce robot mobile permet, au travers de deux consignes par moteur, de le contrôler efficacement et simplement. La vitesse est donnée par une PWM et la direction (horaire/antihoraire) par un signal 1 ou 0.

Les moteurs choisis doivent être alimentés en 12V pour atteindre leur vitesse nominale mais les batteries 12V ne courent pas les rues. L'électronique du drive moteur est équipée d'un circuit d'alimentation Step-Up qui depuis une tension de 5-9Volt sort 13.6V.

Les roues

Pour ce robot mobile, il faut choisir deux types de roues différentes: les deux roues motrices et la troisième roue qui maintiendra le robot. Le choix des roues motrices va déterminer la vitesse maximale du robot (fonction du diamètre et de la vitesse de rotation de la roue) et l'adhérence du robot. En cherchant sur internet et plus particulièrement via e-bay, j'ai pu trouver des roues de la marque Du-Bro (matériel pour modélisme) qui conviennent à l'application. Les roues, prévues pour un avion télécommandé, sont entourées d'un mousse dur qui nous donnera de l'adhérence.

Comme énoncé dans l'introduction, le premier robot mobile que nous allons construire sur ce site sera un robot à 3 roues. C'est à dire deux roues motrices indépendantes qui permettront d'avancer/reculer mais également, en donnant des vitesses de rotation différentes, de tourner. La troisième roue fixe permettra de maintenir l'équilibre du robot. Nous sommes certainement plus habitués à voir des systèmes utilisant une ou deux roues pivotantes pour tourner (comme pour une voiture ou un vélo) mais dans ce cas la mécanique est plus complexe et les performances en terme de souplesse dans les déplacements sont beaucoup plus faibles. Un robot muni de deux roues motrices indépendantes permet de faire des rotations sur lui-même ce qui est impossible avec une voiture.

Je trouvais un peu dommage de n'avoir pas encore, sur ce site, un exemple de réalisation d'un robot mobile qui viendrait illustrer les quelques articles sur la robotique déjà présents. J'ai donc choisi d'écrire une suite d'articles permettant d'introduire n'importe qui à la robotique au travers d'une réalisation simple, accessible et surtout peu couteuse.

Tous ceux qui s'intéressent un minimum à la robotique ont déjà vu les combats de robots, les robots footballeurs, ou encore les R2D2 ou Z6PO. Néanmoins, restons réaliste, il faut bien comprendre que ces robots ont une mécanique complexe liée à une électronique avancée (Vue artificielle, Intelligence neuronale, ...) et que pour une introduction, la majorité des lecteurs, bien que passionnés, pourraient être largué rien que dans la fourniture du matériel pour arriver à cette fin.

z6po

Un robot, c’est une machine qui va évoluer en fonction de son environnement, soit de manière répétitive en effectuant une tâche programmée sans se tromper, soit de manière pseudo intelligent en évoluant dans un environnement aléatoire. Cela signifie qu'il va réagir en fonction de diverses contraintes qui lui seront soumises comme des obstacles, un objet, un trou, un changement de luminosité... Face à ces contraintes, le robot va devoir réagir, mais avant de réagir, il faut aussi qu'il reconnaisse la contrainte. Pour faire une approche plus précise, regardons vulgairement la façon de fonctionner d’un être humain.

L'origine du mot robot est issue du tchèque "robota" qui signifie travail forcé. Le terme de robotique est apparu en 1942 dans le cycle universellement connu rédigé par Isaac Asimov et intitulé "Les robots". Un robot est une machine programmable qui imite des actions d'une créature intelligente. Isaac Asimov a écrit les 3 lois fondamentales de la robotique. Celles-ci permettent d’éviter que cette science amène l’apocalypse avec elle :

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