2 semaines avant la coupe

23 avril 2024

Voilà un mois que nous n’avons rien publié et nous voilà à 2 semaines de la compétition... Mais qu’avons-nous fait ?

 Le VL53L8X

Rappelons que ce capteur mesure 64 distances à chaque acquisition, répartis sur une grille de 8x8.

Ce capteur nous a bien occupé et les résultats sont au niveau des attentes. Le robot détecte les bordures et se recale. Il trouve même sa position de départ tout seul !

L’identification de la bordure se fait en prenant 8 points horizontaux. Nous utilisons une régression linéaire et les caractéristiques de la droite trouvée nous ont vite donné satisfaction. Ce qui nous a embêté, c’est le rejet des valeurs perturbées par la présence d’un pot devant la bordure. Pour cela, nous utilisions un critère, nommé qualité de prédiction par Wikipédia. Ce critère, pour estimer que les points forment une droite, est proche de 1 si les points forment une droite, proche de 0 dans le cas contraire. Or dans notre cas, face à une bordure, le critère variait en fonction de l’angle du robot avec la bordure. Ci-dessous, nos données expérimentales :

Critère régression linéraire

L’explication détaillée mériterait un article, mais en gros, le critère que nous utilisions évaluait le rapport entre la variation en Y des points théoriques par rapport à la variation en Y des points réels. Quand l’angle entre la bordure et le robot est proche de 0, la variation des points théoriques devient très faible alors que la variation des points réels reste constant à cause des erreurs de mesures.

Nous avons bidouillé notre propre critère en se basant sur les écarts en les Y réels et les Y théoriques.

Le capteur permet aussi au robot de trouver les plantes, avec une logique simple, ciblant le point le plus proche.

 Attraper les pots

Le robot a attrapé ses premiers pots. Un moment touchant pour nous, car le spectacle semble à la hauteur de nos espérances.

 PAMI

Nous vous avions présenté la conception de la carte électronique des PAMIs, voici la conception mécanique !

Modélisation PAMI 2024

Et le premier PAMI partiellement monté :

PAMI 2024 - montage en cours

 La suite

C’est maintenant une course contre la montre :

• Aurons nous le temps (et les pièces) pour fabriquer 6 PAMI
• Le gros du code du robot semble être en place, mais il faut
  • intégrer la tirette ;
  • intégrer la gestion de la couleur de démarrage ;
  • s’assurer que la détection de l’adversaire fonctionne ;
  • réaliser un semblant de stratégie

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Le grappin ne fonctionne pas

2 mars 2024

S’il est important de célébrer nos succès, il faut parfois célébrer nos échecs. Après tout, n’est-ce pas d’eux que nous apprenons le plus ?

Alors, nous partageons avec vous notre conclusion, le grappin, pour attraper les plantes ne fonctionne pas. Ou alors pas de manière suffisamment fiable pour être utilisé à coupe.

La preuve en image :

Que faire maintenant ? Nous avons analysé le problème et trouvé deux causes :

• la séquence du programme semblait se comporter de manière erratique, certains temps d’attente n’étaient pas toujours respectés. Un problème lié à la lecture d’une variable 16 bits, dont la valeur était modifiée en interruption, sur une architecture 8 bits.
• mécaniquement, l’appui par trois points ne convient pas à la géométrie des plantes.

Nous vous présenterons prochainement nos améliorations. Nous utiliserons bien une pince 3 doigts pour attraper les plantes, mais ce ne sera pas un grappin !

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Translation de la pince

14 février 2024

Ce dernier mois, la priorité n’était pas sur notre robot. Alors que nous étions plutôt bien partis côté planning, nous avons consommé une bonne partie de notre marge.

Mais nous avons quand même avancé !

 Ensemble de la pince

Notre système de pince contient 3 axes :

• Un pour la fermeture de la pince
• Un pour l’ascenseur
• Un pour la translation

Nous avons conçu et assemblé le translateur. En l’installant sur le robot, nous installons notre 15ᵉ servomoteurs sur le robot. Voici la première version de la mécanique :

Translateur (face)

Translateur (côté)

La cinématique est sympa, avec le servomoteur qui avant et recule lorsque l’ensemble va de gauche à droite. Malheureusement, les performances ne sont pas au rendez-vous : le système met du temps à atteindre les positions extrêmes (ça se voit sur la vidéo ci-dessous) et pire, l’ensemble se bloque assez facilement.

Nous allons alors travailler sur une seconde version du translateur, où la course du servomoteur sera négligeable mais qui va nous faire gagner en rapidité et en fiabilité.

Alors nous tentons un test d’un cycle complet de manipulation de plante.

C’est l’occasion de critiquer la pince 3 doigts, où les frottements empêchent la pince de s’ouvrir et limite la force disponible lors de la fermeture. Nous changeons le point d’attache de la bielle pour améliorer grandement l’efficacité du mécanisme. Même si pour cela, nous devons revoir la fixation du servomoteur.

Il y aura bien encore quelques ajustements à effectuer, mais dans l’ensemble, les actionneurs du robot sont en place. Il est maintenant temps de re-travailler sur le déplacement et les capteurs (positionnement et traitement) !

 La suite

• Changer le mini-servo de la pince 3 doigts, car il "croustille" : nous prendrons un MG90-S avec des pignons en métal au lieu de notre SG90.
• Régler les 5 positions des 6 bras
• Finir de concevoir le 3ᵉ axe pour la pince 3 doigts
• Rallonger les câbles des codeurs de moteurs
• Fixer le capteur de détection des plantes
  Fixer la batterie et la carte électronique

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Les bras montés sur le robot

5 janvier 2024

 Préparation des bras

Nous vous avions présenté l’actionneur principal, notre pince 3 doigts. Il est temps maintenant de vous présenter nos actionneurs "secondaires". Il s’agit des petits bras qui tiendront les pots. Nous vous avions donné un aperçu du prototype fin octobre dans cette brève.

Revenons en détail sur fonctionnement du bras, il est composé de deux parties. La première partie permet de lever et d’écarter le pot du robot, c’est la partie la plus visible ci-dessous :

Bras pour pot - pré-série

La seconde partie approche ou éloigne un aimant du pot pour le prendre ou le lâcher.

Nous avons d’abord réalisé un prototype, puis une version pré-série. Enfin, nous décidons de réaliser la série. Pour cela, il faut découper les pièces :

Pièces pour les bras pour les pots

Puis il faut percer les pièces avec précision. En fonction, soit nous perçons les pièces ensembles, 2 à 2, ou nous nous servons de gabarits de perçage pour être répétable.

Pièces percées

On ne dirait pas comme ça, mais c’est un peu de boulot de percer ces pièces !

 Préparation du châssis

En parallèle, nous découpons le châssis.

Châssis du robot 2024

Nous perçons les trous de fixation des moteurs. Pour cela, nous utilisons l’ancien châssis comme gabarit et obtenons rapidement une sorte de base roulante.

Mécanique de la base roulante

 Assemblage des bras

Il va falloir assembler les bras de manière à respecter la position des pots prévue initialement.

La base roulante sur son plan

Vous n’aurez pas de photos de l’assemblage des 6 bras. Avec la visserie, il y a plus d’une cinquantaine pièces par bras. Bref, ça nous a pris un peu de temps, mais le résultat est là :

Base roulante avec pots

Et en détail (notons qu’il manque le pignon et la bielle entre le servomoteur et l’aimant) :

Bras qui tient un pot

Bras qui tient un pot

Ce qui donne en action :

 La suite...

La suite, car nous sommes loin d’être en avance sur la planning, se compose principalement des tâches suivantes :

• Régler les 5 positions des 6 bras
• Finir de concevoir le 3e axe pour la pince 3 doigts
• Rallonger les câbles des codeurs de moteurs
• Fixer le capteur de détection des plantes
• Fixer la batterie et la carte électronique

Ensuite, nous pourrons commencer les déplacements sur le terrain !

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Notre projet, un ascenseur et de la mécanique

10 décembre 2023

 Du robot 2024 en général

Planète Sciences nous demande, pour participer à la coupe de France de Robotique, de produire une présentation de notre projet scientifique et technique. L’an dernier, nos axes principaux étaient :

• La maîtrise d’un robot holonome,
• L’utilisation du Raspberry Pi Pico
• L’utilisation de courbe d’accélérations et de décélération

Globalement, nous avions tenu nos objectifs.

Cette année, notre projet, c’est d’avoir un robot qui impressionne, qui crée un effet "Wahou !". Pour cela, nous voulons :

• une mécanique qui tire avantage d’un robot holonome
• une réalisation en bois, à la scie à chantourner
• un robot joli avec du bois teinté

Évidemment, une fois que nous avons annoncé cela, le risque de vous décevoir est grand. Mais tant pis, on y va !

Donc le but est de saisir les plantes avec une pince "3 doigts", celle présentée sur la brève précédent. Cette pince est montée sur un ascenseur (voir plus bas) et l’ensemble sur un translateur. Cette mécanique permet de prendre la plante et de la poser dans un pot, situé à gauche ou à droite de la pince.

Mais 2 pots ne nous suffisent pas ! Nous voulons en transporter 6. L’idée vient donc de les porter autour du robot, formant un hexagone. Une fois que les pots adjacents à la pince ont reçu leur plante, le robot lâche ses pots, tourne sur lui-même de 120° et rattrape ses pots. Ainsi les pots adjacents à la pince sont de-nouveau vide.

Voici deux vues issues de la modélisation.

Vue de dessus du robot 2024

Vue 3/4 du robot 2024

Ce qui implique d’avoir 6 bras pour les pots.

Donc pour résumer, il nous faut :

• Une pince 3 doigts : OK
• Un ascenseur : OK (si, si, regardez plus bas)
• Un translateur : c’est en cours
• 6 bras pour les pots : prototype : ok, pré-série : ok.

Nous venons de finir le modèle "pré-série" pour les bras pour les pots. Ceci nous va nous permettre de continuer la modélisation 3D du robot et de réaliser les 6 bras prochainement (mais pas demain, hein !).

 L’ascenseur

L’ascenseur, se base sur un principe (aimablement) piqué à l’équipe Les Karibous : un servomoteur, une bielle, une manivelle et un guidage. Avec ça, le tour est joué.

 La mécanique

Nous vous avons beaucoup parlé de la mécanique. Nous mettons nos fichiers à disposition !

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