Projets Pluritechniques Encadrés Année 2008

Projets Pluritechniques Encadrés Année 2008
Synthèse finale du Vendredi 23 Mai 2008
Rédigé par : Timothée Deremaux.
Construction d’un robot
« Écologiste » filoguidé
Composition du groupe : -Thomas Duhamel
-Baptiste Merten
-Cédric Pouilly
-Timothée Deremaux
Cette année, dans le cadre des Projets Pluritechniques Encadrés, il nous est
demandé de réaliser une production concrète en rapport avec les Sciences de l’Ingénieur.
C’est dans ce cadre et après concertation que nous avons décidé de nous aventurer dans
le domaine de la robotique.
Tous les ans, l’association Planète Sciences organise les « Trophées de
Robotiques ». Cette année, l’objectif est de concevoir un robot capable de créer de
l’électricité à partir des forces de la nature. Au sein du club robotique du Lycée Gustave
Eiffel, notre groupe s’occupera du déplacement et de la commande du robot. Notre
problématique est : Quelle construction adopter pour déplacer et commander le
robot filoguidé ?
Il faut savoir qu’un premier robot a été tout d’abord créé pour la phase
qualificative Régionale à Hirson mais ses résultats n’étant pas concluant, car pas assez
performant face aux autres concurrents. Donc c’est pour cela, qu’un deuxième robot fut
créé pour la phase finale Nationale. Ce robot fut plus performant, plus simple, et
beaucoup plus rapide.
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Fp : Commander et
motoriser le robot
Fp1 : Créer la carte Pic et interfacer la
télécommande (Par Cédric Pouilly)
Fp2 : Motoriser et commander les Moteurs
(Par Timothée Deremaux)
Fp3 : Programmer la carte Pic
(Par Thomas Duhamel)
Fp4 : Distribuer l’énergie
(Par Baptiste Merten)

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Présentation des deux robots :
Bibliographie :
- www.st.com/stonline/books/pdf/docs/1773.pdf
- www.gotronic.fr/catalog/robotique/robframe.php?page_cible=reducteurs.htm
- www.robotshop.ca/home/suppliers/lynxmotion-en/lynxmotion-ghm-15-gear-
head-motor.html
- http://www.gotronic.fr/catalog/robotique/robframe.htm
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Gagner un match
en marquant le
plus de points
Fournir l’énergie adaptée
Déplacer le robot
Commander le robot
Motoriser le robot
Diriger le robot
Aspirer les balles
Stocker les balles
Retirer les digues
Lever les panneaux solaires
Solutions Techniques
Batteries lithium,
Générateur de tension
Roues, Ball Track
Microcontrôleur, L298
Motoréducteur
Télécommande
Turbines
Tuyau en Pvc
Électroaimants
Système Pivotant
1er robot créé pour les phases
qualificatives à Hirson
2ème robot créé pour la phase
finale à Palaiseau

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Ma problématique est : Comment motoriser et commander les moteurs du robot ?
Mon étude est découpée en 3 parties :
-Le choix de la paire de roues
-La comparaison entre le moto réducteur du premier robot et celui du deuxième robot
-L’explication du composant principale de la Carte Puissance
Le choix de la paire de roues :
La comparaison entre le moto réducteur du premier robot et celui du deuxième robot :
D’après le tableau de comparaisons de motoréducteurs, nous pouvons constater
que le motoréducteur du 2ème robot possède un couple six fois plus petit que le
motoréducteur du 1er robot. Nous savons que plus le couple d’un moteur est faible, plus
la vitesse de rotation de ce moteur sera grande. Dans notre 2ème robot, nous cherchions
à avoir plus de vitesse donc nous avons choisi des motoréducteurs ayant un couple
largement inférieur aux anciens motoréducteurs.
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Tension
12V
4.5V à 15V
Vitesse
200tr/min
316tr/min
Couple
1.8 N/m
0.3 N/m
Réduction
1/30
1/50
Courant à vide
110mA
520mA
Sous Solidworks
Nous avons donc choisi, une paire de roues utilisées par
les robots Sumo, ce sont des roues qui se tassent sous le poids
du robot filoguidé, car la roue est constitué d’une jante plastique
qui est enrobée par une mousse compacté de 19 millimètres.
Donc nous gagnons en adhérence, de plus la largeur de la roue
est 38millimètres, d’où une plus grande surface au sol. Donc ceci
va améliorer notre vitesse car moins de perte de la vitesse du
motoréducteur, moins de patinage.
Motoréducteur du 1er robot
Motoréducteur du 2ème robot

Dans notre 2ème robot, nous cherchions à avoir plus de vitesse donc nous avons
choisi des motoréducteurs ayant un couple largement inférieur aux anciens
motoréducteurs. Comme nous pouvons pu le remarquer dans le tableau, la vitesse de
rotation du motoréducteur du 2ème robot est de 316 tr/min, alors que la vitesse de
rotation du motoréducteur du 1er robot est de 200 tr/min. La vitesse de rotation du
motoréducteur du 1er robot est une fois et demi inférieur à la vitesse de rotation du
motoréducteur du 2ème robot.
Le motoréducteur du 2ème robot possède un courant plus élevé que l’ancien
motoréducteurs, ceci aura des influences sur le circuit monolithique nommé L298 qui
sera étudier dans la dernière partie.
L’explication du composant principale de la Carte Puissance :
Le composant principale de la Carte Puissance est un circuit monolithique nommé
L298 ou « Pont en H ». Nous avons choisi d’utiliser le L298, car il nous permettait de
faire passer un courant élevé, et à gagner de la place sur le circuit imprimé. Le L298
commande la rotation de deux moteurs et leurs sens de rotation (La partie « A »
commande la rotation d’un moteur et la partie « B » commande la rotation du deuxième
moteurs.). Les entrées En et ln sont des niveaux logiques qui sont donnés par le
microcontrôleur. Pour que commander les moteurs, il faut que les entrées En soient à un
niveau logique égale à 1. Les entrées ln servent à faire varier le sens de rotation du
moteur. Sense A et Sense B sont des entrées de mesure de courant. La mesure est
effectuée à l'aide d'une résistance shunt RS. La tension aux bornes de la résistance shunt
est comparée à Vref. Si la tension aux bornes de la résistance shunt est supérieure à
Vref, tous les transistors NPN du « pont en H seront bloqués. Vs est une broche
d’alimentation pour le moteur. Et Vss est une broche d’alimentation pour la logique
interne.
Le motoréducteur du 2ème robot débite un courant supérieur à l’ancien
motoréducteur, donc nous avons dû fixer sur le L298 des dissipateurs thermiques, sur
lesquels il est fixé, des ventilateurs de processeurs d’ordinateurs.
Logiciels et maquettes utilisés :
- Solidworks
- Multisim 2008
- Maquette de simulation du circuit monolithique nommé L298
Forme de l’exposé oral :
- Une simulation du L298 sous Multisim 2008.
- Une manipulation avec une maquette de travail du L298 pour montrer le
fonctionnement de ce composant.
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