Sarah El mouftari Roxane Assana Jérémy Brandt Amaury Debruyckere Robot suiveur de ligne Année 2010/2011 Sarah El mouftari Roxane Assana Jérémy Brandt Amaury Debruyckere

Sommaire - Présentation: - Étude du besoin: - Présentation du projet - Cahier des charges - Étude du besoin: - Etude fonctionnelle - Chaîne d’analyse fonctionnelle - Servomoteurs, capteurs et châssis: 1- FP1: Être capable de suivre une ligne tracée au sol. 2- FC1: Avoir un déplacement le plus régulier possible 3- FC2: Respecter l’encombrement imposé 4- FC3: S’adapter à une source d’énergie Programmation: 5- FC4: S’adapter au tracé de la ligne

Présentation du projet Objectif: Construire un robot capable de suivre le tracé d’une ligne courbe. Problématique: Comment peut-on obliger un robot à suivre une ligne courbe tracée sur le sol ? Solution trouvée par le groupe: Notre robot se déplacera sur deux roues motrices (servomoteurs) et une roue libre, détectera la ligne grâce à des capteurs optiques et pourra rester sur le trajet grâce à un micro contrôleur.

Cahier des charges Fonction Critères Niveau Flexibilité FP1: être capable de se déplacer en suivant une ligne tracée au sol -vitesse: 5cm/s +/- 10% f1 FC1: avoir un déplacement le plus régulier possible -déviation par rapport à la trajectoire 0.5° maxi FC2: respecter l’encombrement imposé -dim ext: 200x130x130 maxi f0 FC3: s’adapter à une source d’énergie -alimentation autonome 9 Volts maxi FC4: s’adapter au tracée de la ligne -ligne courbe -ligne droite -largeur 20mm +/- 1mm -rayon mini 100mm

Étude du besoin Robot suiveur de ligne Déplacement souhaité Ligne tracée sur le sol FC4 FP1 Robot suiveur de ligne Énergie FC3 FC1 FC2 Précision du déplacement Encombrement FP1: suivre une ligne tracée au sol FC3: s’adapter à une source d’énergie FC1: déplacement le plus régulier FC4: s’adapter au tracée de la ligne FC2: respecter l’encombrement imposé

Moteur à courant continu Chaîne fonctionnelle Chaîne d’information Acquérir Traiter Communiquer Robot en dehors de la ligne Capteurs infrarouge Microcontrôleur ( PIC 16F88 ) Pic 16F88 Action Suivre une ligne Chaîne d’énergie Alimenter Distribuer Convertir Transmettre Batterie 6V Continu Platine électronique du servomoteur Moteur à courant continu Réducteur à engrenages Robot sur la ligne Servomoteur

1- FP1: Etre capable de se déplacer en suivant une ligne tracée au sol Est-ce que le robot aura une vitesse de 5cm/s si le servomoteur tourne à 52 tr/min ? Comment débrider le servomoteur pour avoir une rotation continue des roues?

1.1- Calcul du rapport de réduction du servomoteur Schéma de l’engrenage du servomoteur: Nmoteur= 4448 tr/min Roue = Ø6 cm Rp=15 dents Rg=35 dents O=10 dents N=41 dents Vp=10 dents Vg=62 dents Bp=10 dents Bg=50 dents Sortie Roue Bp Rg Rp N Bg Vp O Vg entrée donc

1.2- Débridage du servomoteur 1ère étape: supprimer la butée mécanique située sur l’axe de sortie 2ème étape: éliminer la liaison en rotation entre l’axe de sortie et le potentiomètre 3ème étape: régler le potentiomètre à 0

2 - FC1: Avoir un déplacement le plus régulier possible Pour cela il faut agir sur : Les servomoteurs La distance entre les capteurs

2.1: Fonctionnement des Servomoteurs - Commandé par des trains d'impulsions (période constante de 20ms) (PROGRAMMATION) - Constitué de plusieurs engrenages (roues et pignons) BUT: réduire la vitesse en augmentant le couple.

2.2- Les capteurs CNY70 Fonctionnement : Constitué de: -1 diode IR (émetteur) -1 phototransistor (récepteur) Fonctionnement : Donc une augmentation de la distance entre les 2 capteurs permettrait un déplacement plus fluide.

3- FC2: respecter l’encombrement imposé Données actuelles de la voiture: _ 173mm de large _ 250mm de longueur _ 90mm de hauteur Il faut donc changer le support actuel des capteurs et la largeur restera inchangé car nous ne pouvons pas refaire entièrement la voiture. 250mm 173mm 90mm

Supports capteurs Support capteurs actuel Support capteurs après changement

4- FC3:S’adapter à une source d’énergie  Quel tension choisir ?  Quel autonomie cette tension peut elle fournir ?

4.1- La tension Le servomoteur peut aller jusqu’à une tension de 6Volts Le microcontrôleur à lui besoin de 5Volts 4 piles de 1,2V rechargeables ensemble jusqu’à 5Volts

4.2- L’autonomie Couple moteur: C= 0,5 Nm Vitesse moteur: ω = 0,22sec/60° =4,8 rad/s P= C. ω = 0,5x4,8=2,4 W P=U.I  I=P/U=2,4/4,8=0,5 A Q=1100 mA/h Q=I.t  t=Q/I = 1,1/0,5 =2,2h L’autonomie de la voiture est de 2,2h au minimum.

5- FC4: S’adapter au tracée de la ligne Il faut : _ faire un programme _ calcul de la vitesse de rotation des roues dans les virages

5.1- Le programme Légende du programme :

5.2- Calcul des roues dans les virages Ord= 21.5mm Org=178.5mm K=1/278 IIVrgII=0,054 m/s Le résultat est de 6,31 tr/min

ωMrg ωMrd Rapport de vitesse entre la roue droite et la roue gauche Le résultat est 8.23 Il faut donc une période de 165

Conclusion Ce PPE nous a permis: Utiliser Flowcode > programmation Fonctionnement servomoteur et capteurs Analyser une carte électronique Approfondir nos connaissances en sciences de l’ingénieur