Coup de Cachan

2016
Coup de Cachan
Florian Borel Garin
Florian Mifsud
Marc Cauchepin
Romain Geoffroy
Anthony Gascon
IUT 1 ENEPS GRENOBLE
09/06/2016
1.
2.
3.
Sommaire
Introduction ..................................................................................................................................... 2
Choix de l’application ...................................................................................................................... 2
Pourquoi ? ........................................................................................................................................... 2
Fonctionnement de notre carte moteur ......................................................................................... 2
Table de vérité ..................................................................................................................................... 2
Traitement du signal :...................................................................................................................... 5
Typon : ..................................................................................................................................................... 6
Intro ......................................................................................................................................................... 7
Techno utilisée ........................................................................................................................................ 7
Le signal ................................................................................................................................................... 7
Intro ......................................................................................................................................................... 8
Programme développé pour les obstacles .............................................................................................. 8
Programme principal ............................................................................................................................... 8
1.
Crève ballon ............................................................................................. Erreur ! Signet non défini.
1.1Ballon : .................................................................................................... Erreur ! Signet non défini.
1. L’arrivée : ................................................................................................. Erreur ! Signet non défini.
1. Explication : ..................................................................................................................................... 9
2. Partie électronique : ........................................................................................................................ 9
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Carte Moteur
1. Introduction
Le but de cette carte est de faire tourner un moteur électrique à courant continu à l’aide d’une PWM
avec un composant simple et peu cher (L6205N de chez ST microélectronique). Il y a plusieurs
applications différentes pour le câblage du pont en H.
Pas de grande théorie sur les ponts en H, mais juste un rappel : les moteurs électriques que nous
allons utiliser font tourner un aimant en faisant circuler un courant dans des bobines. Un contrôleur
de moteur est donc un composant de puissance capable d’alimenter un moteur électrique en
fonction des consignes que vous lui donnez (avec une PWM).
2. Choix de l’application
L’application de la datasheet utiliser est “Parallel connection for higher current”. (Schémas en
Annexe)
Pourquoi ?
Cahier des charges:
- Il faut que la carte soit capable de supporter des pics de courant (exemple 12A).
- Il faut une régulation de la vitesse des moteurs (avec une PWM).
- Il faut que la carte support une tension d’alimentation de 12V.
- Il faut que le courant nominal soit de 3A.
- Il faut qu’on puisse utiliser la marche arrière.
Donc on a recherché dans la datasheet s’il y avait déjà un montage qui correspond au cahier
des charges et puis on en a choisi un qui était proposé car il répondait à la demande.
(Voir Annexe 2).
3. Fonctionnement de notre carte moteur
Inputs
EN
L
H
H
H
H
Table de vérité
IN1
X
L
H
L
H
outputs
IN2
X
L
L
H
H
OUT1
HighZ
GND
Vs
GND
Vs
OUT2
HighZ
GND
GND
Vs
Vs
2
RECEPTION :
Schéma bloc fonctionnel de la carte de la réception :
CAPTEURS
Code choisi
PIC
Sélections des capteurs
MULTIPLEXEUR
Récupération du signal du capteur sélectionnée
CODE BINAIRE
LEDS ETATS
CODE BINNAIRE
Etats de fonctionnement des LEDS en
fonctions des signaux reçu
VERS LE PIC PRINCIPALE
Cette carte permet au robot de savoir où il est. Avec ces 8 capteurs, il capte à 360 degrés (un capteur placé
tous les 45 degrés sur une carte ronde).
Le signal que reçoit le capteur est une trame avec des caractères binaires, le signal est envoyé sous forme ultraviolet.
L’objectif de la carte est de réceptionner les signaux émis par l’émetteur, puis avec l’aide d’un multiplexeur
sélectionner un par un les sorties des capteurs.
Le PIC utilisée est un 16f887 de chez microship.
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Le multiplexeur est de référence 74HC151. Il intègre 8 entrée avec une sortie, ces sorties sont sélectionnables
via une commande sous 3 bits. Exemple de fonctionnement pour sectionner l’entrée 0 il faut envoyer un code
binaire 0b000 ;
Figure 1. Schéma bloc d’un fonctionnement d’un multiplexeur
Le capteur est sectionné via une commande faite par le microcontrôleur et va directement sur la
broche de la réception de la liaison série du PIC. Cela va permettre via programmation de récupérer
le caractère émis via l’émission.
Après je vais effectuer dans le programme, une fonction qui sectionner un capteur les un après les
autres jusqu’à je récupère un caractère. Dans une autre fonction j’ai préalablement
Sélectionnée les caractères que je souhaiterai recevoir. (Bien sur ce caractère doit être le même
sélectionner entre sur l’émetteur et le récepteur).
Pour incrémentée la commande en binaire j’utilise une fonction for.
Dans mon for je vais faire incrémenter une variable. Cette variable va d’abord être mise a 0.
Puis elle va être incrémentée par pas de 1 jusqu’à 8.
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Traitement du signal :
Dans le programme que j’ai écrit après avoir vérifié que le cratère était le caractère voulu je rentre
dans un switch case. Il est dépendant de l’incrémentation de la commande du multiplexeur. C’est-àdire que je vais effectuer des instructions en fonction de la valeur de l’incrémentation.
(Exemple pour le première cas la valeur est égale à 0 je vais allumer la led du capteur 1 puis je vais
envoyer un code binaire ob111 ; )
Figure 2.Strcuture d’un switch case
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Typon :
Voici le typon de la carte de la réception, on voie les 8 capteurs avec le pic au milieux
Avec a cotée le multiplexe la carte est rode pour la simple raison pour la simplcitee au niveau
mecanique mais aussi fonctionelle pour la reception des capteurs.
La carte est alimentée en 12v ou derrier elle est convertie en 5v a l’aide d’un regulateur 7805.
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Carte d’émission infrarouge
Intro
Pour permettre de s’orienter sur la piste nous avons dû créer une balise émettrice, nous avons
choisit une solution infrarouge pour son efficacité ainsi que sa simplicité de mise en œuvre.
Contrairement à un système de boussole qui impliquerais l’intégration de la dérive.
Techno utilisée
Nous avons donc conçu une carte qui émet un rayonnement infrarouge mais qui doit respecter
deux conditions pour être reçu correctement. Premièrement le temps d’émission d’un bit doit
être au moins de 600 micros secondes. En second lieu, les temps de bit doivent être hachés
aux fréquences suivantes 36, 38, 40 et 56 kHz suivant le capteur TSOP monté sur la carte de
réception.
Le signal
Les TSOP que nous utilisons en réception complémente le code qu’ils reçoivent, donc pour rendre
notre signal compatible avec le port de communication RS232 nous utilisons un 7400 qui est un
composant NAND nous inversons une première fois le signal de notre RS232 en émission puis nous
faisons un «non et » entre la RS232 complémenté et notre PWM à 40kHz. Pour finir nous inversons
une nouvelle fois le signal.
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Capteur de proximité
Intro
Afin d’éviter de rester bloquer sur des obstacles ou des bordures sur la piste. Nous avons donc
choisi d’utiliser des capteurs à infrarouge qui nous renvoie une tension en fonction de la
distance entre l’obstacle et le robot..
Programme développé pour les obstacles
Nous avons donc conçu un programme qui nous permet de gérer trois entrées analogiques.
Pour cela nous avons branché nos trois capteurs sur Les entrées AN0,AN1,AN2. Puis nous
lançons une conversion sur ce port afin de convertir la tension en valeurs numérique.
Puis nous analysons la valeur du capteur de face, dès que celle ci dépasse une certaine valeur
qui correspond à une distance définie. Nous demandons au pic que si la valeur est supérieure
il analyse le capteur droit et gauche, et nous nous dirigeons là ou il n’y a aucun obstacle. Si
nous ne détectons pas d’obstacle en face, nous regardons le capteur droit et gauche et s’il y a
un objet nous l’esquivons.
Programme principal
Dans ce programme nous gérons tout d’abord les capteurs de proximité puis nous gérons les
infrarouges.
Pour cela nous réutilisons le programme des capteurs de présence et si nous ne détectons pas
d’obstacle nous rentrons dans une fonction qui gère les infrarouges, en fonction de la valeur renvoyer
des infrarouges nous nous dirigeons sur le terrain.
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Crève ballon
1. Explication :
Chaque robot participant à la compétition comporte un ballon de la même couleur que son coin
d’arrivé. Le ballon est fourni par la compétition. Il doit mesurer au moins 10 cm de diamètre. C’est à
l’étudiant qui est en charge de démarrer le robot d’installée le ballon. Le robot doit être doté d’un tube
vertical dont l’extrémité haute est située entre 30 cm et 31 cm. IL doit être au-dessus de la moquette
pour servir de support au ballon. Pour finir le robot doit être doté d’un dispositif d’accrochage à la base
du ballon dans les 5 derniers centimètres du tube.
Notre choix pour le crève ballon a était simple suite à des problèmes sur les anciens prototypes,
nous sommes partie sur un système électrique avec un moteur. Sur ce moteur nous retrouvons un
axe avec au bout des pointes dans la direction de l’axe. Ce procéder beaucoup plus simple que le
premier en réalisation et en utilisation. Nous avons mis le moteur à une certaine hauteur et nous
avons adapté la longueur du bâton pour qu’il crève le ballon.
2. Partie électronique :
Dans ce système nous retrouvons l’axe avec le moteur qui est pilotée avec du 12v continue.
Pour commander ce moteur c’est grâce a une carte commande qui a l’aide d’un état logique pilote
un transistor, en fonction si il est saturée ou non il va laisser passer une source de tension qui a son
tour vas commander un Mosfet. C’est ce Mosfet qui va envoyer les 12v dans le moteur.
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Annexe
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