Rapport de projet – Robot Cachan

Rapport de projet – Robot Cachan
Raspberry Pi
Avril 2016
Semestre 4 - 2016
LECHANTRE Solène CHAPARD Marie
MATZ Damien CLAUDE Philippe
ZHANG Yichuan SUN Haozhe

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2016
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Sommaire :
1) Présentation du projet 3
2) Cahier des charges 4-5
3) Choix de la technologie utilisée 6
4) Planning / Répartition des taches 7
5) Découpage fonctionnel 8
6) Etude structurelle + Schéma électrique
FP1 : Démarrer 9
FP2 : Détecter les obstacles 10
FP3 : Se repérer 15
FP4 : Détecter l'arrivée 18
FP5 : Adapter 21
FP6 : Acquérir-Traiter 22
FP7 : Adapter la vitesse des moteurs 26
FP8 : S'arrêter 27
FP9 : Crever le ballon 27
7) Schémas électriques globaux 28
8) Présentation des résultats 31
9) Conclusion 32
10) Annexe 33
Table des figures :
Figure 1 : Découpage fonctionnel 8
Figure 2 : Capteur IR 10
Figure 3 : Fonctionnement capteur IR 10
Figure 4 : Sortie capteur IR 10
Figure 5 : Tableau récapitulatif capteur IR 11
Figure 6 : Schéma électrique "Adaptation pour capteur IR" 11
Figure 7 : Cycle d’hystérésis 13
Figure 8 : Schéma électrique de l’émission de la balise 15
Figure 9 : Schéma électrique de la réception de la balise 16
Figure 10 : Datasheet balise réception 17
Figure 11 : Datasheet Boussole 18
Figure 12 : Schéma du capteur OPB704 19
Figure 13 : Fonctionnement capteur optique 19
Figure 14 : Caractéristique du phototransistor 19
Figure 15 : Schéma électrique "adaptation pour capteur optique" 20
Figure 16 : Caractéristique Ic_sat en fonction de IFD 22

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1) Présentation du projet
Dans le cadre de notre formation à l’IUT de Montpellier dans la filière GEII, nous avions pour
but de réaliser un projet technique de façon à acquérir et perfectionner nos acquis dans ce
domaine. Plusieurs projets nous ont été proposés, parmi ceux-ci, certains étaient plutôt
orientés vers la domotique (développement d’une application, fabrication d’une maquette,
programmation) alors que d’autre étaient plus multidisciplinaire. En effet, le projet choisi par
notre groupe contient un nombre de tâches à réaliser très variées. Nous avons décidé de
réaliser un robot autonome pour pouvoir conquérir à la coupe de robotique de Cachan. Etant
donné qu’un nombre très élevé de groupe ont choisis de réaliser un robot dans le même but
que le nôtre, nous avons choisi d’utiliser une technologie encore inédite à l’IUT pour piloter
celui-ci. De nombreuses technologies ont déjà été expérimentées comme le PIC (18 ou 24), le
module Arduino ou le contrôle par système Android.

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2) Cahier des charges
Le robot réalisé, devant répondre aux règles strictes du concours de robotique, nous impose
le cahier des charges suivant :
1. Nouvelle conception
Les étudiants conçoivent eux même leur robot, le réalisent, le programment et le mettent au
point pour la coupe. Lorsqu’un robot a remporté un prix lors d’une précédente édition de ce concours,
aucun de ses éléments ne peut être réutilisé excepté ceux livrés en standard avec un robot neuf.
2. Mécanique
Le robot sera construit à partir d’un kit imposé par le comité d’organisation, comprenant le
châssis (support métallique en U), les moteurs, les roues, les engrenages et la batterie. Les parties liées
à la motorisation ne doivent pas être modifiées. La batterie peut à l’identique.
3. Design
Le design est libre : il donnera lieu à un prix du design, indépendamment de la course. La coque
en plastique moulé blanc n’est pas obligatoire.
4. Alimentation
Le robot sera autonome en énergie. Il utilise obligatoirement la batterie 12 V 1.2 Ah au plomb
gélifié fournie pour la partie motorisation. L’alimentation reste libre pour la partie commande.
5. Arrêt d’urgence
L’arrêt d’urgence fourni doit être opérationnel, rester facilement accessible et impérativement
couper la partie puissance.
6. Prise Jack
Le jack de départ fourni doit obligatoirement être utilisé : au top départ, un étudiant de
l’équipe le retire, permettant au robot de s’élancer.
7. Dimension
A l’exception d’un tube destiné à porter un ballon de couleur qui indique vers quel coin le robot
doit se rendre, le robot ne doit pas sortir des dimensions maximales suivantes : hauteur 30 cm, largeur
30 cm, longueur 40 cm. Le dispositif destiné à faire éclater le ballon ne peut sortir du gabarit que dans
la zone d’arrivée.

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8. Ballon
Chaque coin est identifié au moyen d’une couleur. Chaque robot en course porte un ballon de
la même couleur que son coin d’arrivé. Le ballon est fourni. Il mesure au moins 10 cm de diamètre
lorsqu’il est donné à l’étudiant qui a en charge de démarrer le robot. Le robot doit être doté d’un tube
vertical dont l’extrémité haute est située entre 30 cm et 31 cm au-dessus de la moquette pour servir
de support au ballon. Le robot doit être doté d’un dispositif d’accrochage à la base du ballon dans les
5 derniers centimètres du tube. Le ballon sera mis en place par l’étudiant en charge de démarrer le
robot.
9. Indicateur d’arrivée
Lorsque le robot est arrivé à sa zone d’arrivée, il doit s’arrêter puis, une fois totalement arrêté
faire éclater son ballon. C’est à l’instant précis où, alors qu’il est arrêté au-dessus de sa zone d’arrivée
et que son ballon éclate que l’arrivée est considérée comme validée. Un robot qui éclate son ballon ou
qui déploie le système destiné à crever son ballon sans être arrivé ou avant d’être complètement
immobile ne marquera aucun point quel que soit son rang.