PROJET WIIBOT Lycée Louis Payen PPE 2010-2011

PROJET WIIBOT Les opérations de déminages présentent des risques importants pour le démineur. Afin d’effectuer ces opérations on remplace au maximum l’intervention humaine par un robot commandé à distance. Ce type de robot est déjà très utilisé par l’armée américaine En 2008, la manette de jeu de Nintendo a été adaptée pour assurer le pilotage du robot démineur à usage militaire. Une manière plus intuitive de manipuler l'appareil, selon les concepteurs du système. La Wiimote - "télécommande" de contrôle de la dernière console de Nintendo - permet le pilotage d’un engin militaire. Cette assertion ne provient pas d’un aficionado de jeux vidéo mais bel et bien de deux sérieux ingénieurs en robotique issus d’un laboratoire fédéral américain. David Bruemmer et Douglas Few sont parvenus à modifier un robot militaire nommé Packbot pour le rendre manipulable à partir du contrôleur à distance de la marque nippone. Intérêt du dispositif : autoriser un pilotage plus intuitif de la machine dans le but de maintenir l’attention de l’utilisateur sur les informations transmises par Packbot. .

Dans le cadre des PPE du lycée Louis Payen, nous nous proposons de réaliser un prototype de robot démineur piloté par une télécommande wiimote, robot que nous appellerons « WIIBOT » Le prototype sera composé d’une propulsion par deux moteurs électriques à transmission par courroie, d’une pince 3 axes, d’une caméra 2 axes, et d’une télécommande wiimote de Nintendo. La partie commande embarquée du robot est assurée par un ordinateur portable associé à un ensemble de cartes interfaces de puissance et de cartes à microcontrôleurs. L’alimentation sera assurée par des batteries sèches rechargeables. Le robot sera en communication wifi avec un poste de commande déporté qui affichera un certain nombre d’informations (image caméra, position des pinces, état batterie …)

Un projet assez ambitieux mais qui ne part pas de zéro: On va réutiliser un certain nombre d’éléments mécaniques et électroniques d’un précédent projet développé par les élèves de 1ère SI en 2006 dans le cadre d’ exposciences.

Le détail du fonctionnement est décrit ici : Un projet qui ne part pas de zéro … En 2006, le laboratoire Louis Payen avait développé un robot de combat, le robot Sumotozor. Nous allons nous en servir pour réaliser le WiiBot , en récupérant la base roulante, les cartes interfaces de puissances et d’alimentation. Le robot est piloté par deux cartes controlboy (68HC11F1) . Deux radiocommandes 41Mhz sont utilisées pour piloter la base roulante d’une part et le système d’armes d’autre part. . Le détail du fonctionnement est décrit ici : http://louispayen.apinc.org/exposcience-2006/ Le détail du fonctionnement est décrit ici : http://louispayen.apinc.org/exposcience-2006/

Groupe 1 : Problématique : Etudier et réaliser l’architecture globale du robot, ainsi que la transmission et gestion de données entre le poste info embarqué et le poste info de commande. Nature de la production attendue : Les élèves doivent : Concevoir l’architecture globale du robot sous SolidWorks. Ce groupe sera le groupe coordonnateur concernant la conception de la maquette numérique intégrant les solutions mécaniques des autres groupes (module caméra, module pince et module propulsion) installer et paramétrer la liaison sans fil Wifi entre poste de commande et poste embarqué. sous Visual Basic, gérer les données en émission et en réception réaliser l’interface graphique sur le poste de commande (Visual basic) Eléments du cahier des charges : Données à afficher sur le poste de commande : - Caméra : position angulaire des 2 axes, affichage de l’image vidéo - Pince : Position angulaire des différents axes de la pince - Alimentation: Niveau tension batterie

Groupe 2 : Problématique : Etudier et réaliser la transmission de puissance du robot. Nature de la production attendue : Les élèves doivent : Valider les constituants de la chaîne de transmission par rapport au CdCF Etudier et câbler les cartes interfaces de puissance Réaliser le programme du pilotage des moteurs sur la carte micro contrôleur Réaliser la gestion de la commande du robot par la Wiimote (programmation sous Visual basic) Eléments du cahier des charges : Rotation du robot sur lui-même (360°) Vitesse de déplacement variable de 0 à 3m/s Masse : 50kg maxi Pente en montée : 25° max. Autonomie : 45mn à vitesse moyenne stabilisée.

Groupe 3 : Problématique : Etudier et réaliser le support 2 axes de la caméra, ainsi que la commande sans fil depuis la Wiimote. Nature de la production attendue : Les élèves doivent : Concevoir une solution numérique du support motorisé. Réaliser un prototype du support motorisé Implanter et paramétrer le programme de commande des servomoteurs du support caméra sur la carte microcontrôleur Réaliser la gestion de la commande caméra par la Wiimote en Visual Basic sur le poste embarqué. Réaliser l’affichage de l’information « position caméra » sur le poste de commande Affichage de la vidéo sur le poste de commande Eléments du cahier des charges : Rotation de 180° des 2 axes du support caméra Vitesse de rotation : 0,4 tr/s Couple : 40 Ncm

Groupe 4 Problématique : Etudier et réaliser le système « pince de robot », ainsi que la commande sans fil depuis la Wiimote. Nature de la production attendue : Les élèves doivent : Concevoir une solution numérique du support motorisé. Réaliser un prototype du support motorisé Implanter et paramétrer le programme de commande des servomoteurs de la pince sur la carte microcontrôleur Réaliser la gestion de la commande pince par la Wiimote en Visual Basic sur le poste embarqué. Réaliser l’affichage de l’information « position pince » sur le poste de commande Eléments du cahier des charges : Rotation de 180° des 2 axes + translation de 40 cm Vitesse de rotation : 0,4 tr/s . Vitesse de translation  (entrée ou sortie) de la pince : Effort de serrage mini : 10 N Ouverture des pinces : 35mm mini.