Journal - 16 octobre 2022

16 octobre 2022

Un mois sans donner de nouvelles ! Comment avons-nous pu faire ça ? Et maintenant, nous avons tellement de choses à raconter, et pas trop de temps... Ce sera donc bref.

 Le gyroscope et le Rpi Pico

Dans l’idée de se faire la main sur le Raspberry Pi Pico, qui servira de contrôleur sur notre prochaine carte électronique, nous testons alors le gyroscope L3GD20H. Nous observons des phénomènes un peu bizarres. Il nous faudra du temps pour comprendre que sur les 3 axes du gyroscope, celui que nous comptions utiliser (l’axe Z) est le pire des trois.

Nous mesurions une dérive régulière de 8°/minutes, en statique. Une analyse plus poussée montrera que cet axe met plus de temps à se stabiliser que les autres... Notre calibration se servait alors de ces valeurs fausses, créant cette dérive.

Gyroscope L3GD20H - traitement non-optimal

Les autres axes (X et Y) ne sont pas parfaits mais exploitables.

Déçus, nous achetons un second ADXRS453, pour voir si nous obtenons de meilleurs résultats. Les essais sont en cours.

Globalement, l’environnement du Rpi Pico manque un peu de légèreté, cmake est affreux, l’intégration à VS Code bien mais pas géniale. La puce reste puissante par rapport à nos anciens microcontrôleurs et la liaison USB est extrêmement pratique. L’intégration facile sur une plaque de test est aussi un très gros plus !

Rpi Pico et son gyroscope

Un petit mot sur la documentation. Si vous souhaitez bien maîtriser la bête vous aurez besoin des documents suivants :

• Le guide de démarrage rapide ;
• La fiche technique du Rapsberry Pi Pico (la carte) ;
• La documentation du SDK en C/C++ ou son pendant en python ;
• La fiche technique du RP2040 parce que le SDK en C/C++ ne couvre pas forcément tout ;
• La FAQ ne m’a pas été utile, mais ne pas la lire est certainement une erreur.

 La carte électronique

Début octobre, nous nous sommes concentrés sur la carte électronique. Le schéma puis le routage dans la foulée. L’architecture se base sur 2 Rpi Pico reliés en I2C. Un qui gère le déplacement (moteurs, codeurs, gyroscope) qui sera le maître et gérera aussi la stratégie. L’autre analysera les capteurs et mettra les informations à disposition du maître. Comme nous avons eu peur que ça fasse juste en termes d’entrées-sorties, nous avons rajouté une extension d’entrées/sorties I2C (TCA9535).

Nous avons reçu la carte et les composants, y’a plus qu’à souder...

Carte Holonome 2023 nue

On admire la sérigraphie :

Sérigraphie de la carte 2023

Une fois soudée, la carte pourrait ressembler à ceci :

Carte Holonome 2023 - modélisation

 Côté mécanique

La base roulante progresse, grâce à notre scie à chantourner. Nous manquons de vis, rondelles et écrous pour l’assembler proprement...

Base roulante holonome

Dommage, non ?

Base roulante holonome

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Règlement 2023 et notre programme

16 septembre 2022

Le brouillon du règlement de la coupe est disponible, sur le site de la coupe de France de robotique. Cela fait donc une semaine que nous réfléchissons activement au règlement.

C’est un règlement à l’opposée de celui de l’an dernier, avec une table presque sans obstacle qui incite à avoir des robots qui se déplace bien, voire très bien sur le terrain !

Alors, en attendant la version finale du règlement - la FAQ peut vous indiquer dans quel sens évolue le règlement - nous ébauchons nos robots.

Cette année nous sommes très tentés d’avoir deux robots. Le premier sera basé sur notre architecture de 2014 et sera chargé de marquer les points avec les gâteaux. Le second robot sera bien différent du premier et s’occupera des cerises. Voici ce que nous avons en tête avec les principales étapes du projet.

 Robot des gâteaux

Basé sur le robot historique, nous réutiliserons les roues, les moteurs, le gyroscope et notre magnifique carte électronique maison. Il embarquera les 10 cerises du départ, devra pousser et tirer les gâteaux dans les assiettes et leur déposer une cerise dessus. Voici notre programme (pas forcément dans l’ordre) :

• Programmation : gérer les accélérations et décélération au niveau des trajectoires
• Programmation : Arrêt de l’asservissement en cas d’erreur trop grande
• Mécanique : actionneur pour prendre une cerise du réservoir du robot et la déposer sur un gâteau
• Mécanique : refaire le châssis, diminuer le périmètre non-déployé
• Programmation - optionnel : Gérer la stratégie haut niveau avec le Raspberry Pi

 Robot des cerises

Nous partons de zéro pour ce robot. Pour la localisation, nous tentons de rester sur l’architecture qui nous a si bien réussi : des codeurs sur les moteurs. Pour le reste, l’objectif est de changer un peu des technologies utilisées depuis 2014 sur nos robots. Ce sera donc un robot holonome, d’un diamètre modeste (nous visons 25cm). Le cœur de l’électronique sera un Raspberry Pi Pico et pour le pilotage des moteurs, nous hésitons entre des LMD18200 ou des modules de type Pololu. Sur ce robot, notre programme est très chargé :

• Mécanique : base roulante holonome
• Mécanique : intégration de l’électronique
• Mécanique : intégration de la batterie
• Électronique : prototypage sur plaque de test pour valider les capteurs/actionneurs
• Électronique : conception de la carte
• Programmation : lecture du gyroscope à partir du RPI Pico
• Programmation : lecture des capteurs de couleur à partir du RPI Pico
• Programmation : lecture des codeurs à partir du RPI Pico
• Programmation : portage du code des servomoteurs (ou utilisation des PWM ?)
• Programmation : portage des codes de déplacement sur RPI Pico (asservissement, construction des trajectoires, accélération et décélération, arrêt sur erreur trop grande)
• Divers : système de préhension et de dépose des cerises
• Divers : système d’évitement.

 En gros

Un programme bien (trop ?) chargé. Alors nous essayons de ne pas trop traîner, nous avançons bien côté shopping. Nous espérons avoir fini de commander les composants nécessaire à la nouvelle roulante ce week-end. Ensuite, nous nous focaliserons sur le RPI Pico...

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Analyse cinematique d’un robot holonome

4 septembre 2022

Toujours pas de maquette d’un robot holonome en vue (même si nous avons retrouvé nos pièces), mais voici la présentation de la cinématique d’un robot holonome. Le raisonnement a été le suivant :

Nous pouvons connaître la rotation de nos moteurs, donc la composante selon un axe de la vitesse des roues. Pouvions-nous, à partir de ces vitesses déterminer la vitesse du robot ? C’est notre premier article.

Puisque c’est possible, exprimons ces vitesses. c’est le sujet du deuxième article.

Maintenant que nous pouvons connaître le déplacement du robot à partir des vitesses des roues, pouvions-nous faire l’inverse ? Trouver comment commander les trois moteurs en fonction d’un mouvement souhaité ? C’est notre 3ᵉ article !

Le tout est rangé dans "Nos études", bonne lecture !

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Robot holonome

2 septembre 2022

Nous n’avons toujours pas avancé sur la réalisation de la maquette du robot holonome. Cependant nous travaillons sur un potentiel robot holonome. L’un des points compliqués du robot holonome est de connaître sa position.

Sur un robot différentiel, l’utilisation de roues codeuses indépendantes donne de bons résultats (sur une sol plat). La solution utilisée sur nos robot dérive de celle-ci, avec un gyroscope et des codeurs à l’arrière des moteurs de propulsion. C’est cette solution que nous essayons d’appliquer à un robot holonome. Mais dans ce cas, les relations entre les vitesses des moteurs et la vitesse du robot est un peu plus compliquée.

Si vous êtes prêt pour un voyage avec de la trigonométrie, des tenseurs cinématiques et des matrices, voici notre article qui se penche sur le sujet.

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Pour la rentrée 2022...

31 août 2022

Bon ici, petit coup de mou. Le forum des associations de notre ville est prévu pour ce week-end... Nous espérions tenir un stand afin de recruter quelques membres et monter un club de robotique...

Nous avons appris vendredi dernier qu’il fallait être une association pleinement constituée pour pouvoir participer au forum 🙁 ...
Nous avons bien déposé tous les documents pour constituer une association vendredi dernier, à la Rache, mais nous ne croyons pas trop obtenir tous les documents ET convaincre la mairie de nous trouver un stand avant samedi prochain…

Bref, si vous êtes près de Riom (63200) et que la robotique vous intéresse, contactez-nous !

Pour l’occasion nous essayons d’avoir deux démonstrateurs pour montrer la différence de cinématique entre un robot différentiel et un robot holonome.

Pour l’instant, seul le démonstrateur différentiel est prêt...

Demonstrateur différentiel - dessus

Demonstrateur différentiel - dessous

Le démonstrateur holonome a pris du retard, car nous avons égaré des pièces chez nous, les accouplements des roues...

Du coup, en attendant de retrouver les pièces 😕 , nous travaillons sur la théorie de la localisation d’un robot holonome à partir des codeurs des moteurs. Article en cours avec (attention, teaser) de la trigo, des tenseurs cinématiques et des matrices - pour public averti !

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