ROBOT SUIVEUR DE LIGNE Dumoulin Quentin Vallais Mathieu PPE 2009 – TSSi ROBOT SUIVEUR DE LIGNE Dumoulin Quentin Vallais Mathieu Marques Antoine Imanov Rafael PPE 2009 – TSSI – GROUPE 3

Sommaire 1- Présentation de la problématique 2- Éléments du cahier des charges fonctionnelles 3- Présentation du Prototype du robot 4- Caractéristiques du système 5- Fonctionnement des capteurs 6- Les servomoteurs 7- Le programme effectué sur Flowcode 8- La carte électronique effectuée sur ARES 9- Schéma de la carte électronique

Présentation de la problématique Thème : La Robotique Sous thème : Robot « suiveur de ligne » Problématique : Comment , peut-on obliger un robot a suivre une ligne tracée sur le sol ? Solution Proposé : Deux capteurs positionnés à l’avant du robot reçoivent un signal uniquement lorsque le fond est blanc (hors de la ligne). Le signal ainsi récupéré permet de contrôler le servomoteur adéquat pour faire pivoter le robot dans le sens voulu. Si le capteur est placé sur la ligne, il ne reçoit pas le signal qu’il émet et les deux moteurs fonctionnent alors normalement. Ce système permet au véhicule de suivre la ligne noire tracée sur fond blanc. Pour la solution, je propose le texte suivant : « deux capteurs positionnés à l’avant du robot émettent un signal. Si le fond est blanc (hors de la ligne), les capteurs récupèrent un signal qui permet de contrôler le servomoteur pour faire pivoter le robot dans le sens voulu. Si le fond est noir, les capteurs ne reçoivent pas de signal et les deux moteurs fonctionnent alors normalement. Ce système permet au véhicule de suivre la ligne noire tracée. »

Élément du cahier des charges Fonction Critères Niveau Flexibilité FP1 : Être capable de se déplacer en suivant une ligne au sol -Vitesse 5cm/s +/- 10 % F3 FC1 : Avoir un déplacement le plus régulier possible -Déviation par rapport à la trajectoire 0.5° maximum f1 FC2 : Respecter l’encombrement proposé -Dim ext. : 100*50*30 Maximum FC3 : S’adapter à une source d’énergie -Alimentation -Autonome 9 Volts maximum f0 FC4 : S’adapter au tracé de la ligne -Ligne droite -Ligne courbe -Largeur 50 mm +/- 1mm -Rayon minimum 100mm f2

Élément du cahier des charges fonctionnel Robot suiveur de ligne Déplacement souhaité Ligne tracée sur le sol Énergie Précision du déplacement FC1 FP1 FC2 FC3 FC4 Respecter l’encombrement proposé

Chaîne fonctionnelle

Présentation du Prototype du robot

Fonctionnement des capteurs Pourquoi ce type de capteur ? La diode émet de la lumière infrarouge, qui, réfléchie par le sol blanc et brillant, atteint le récepteur. Sur fond noir, la lumière émise n’est pas réfléchie par le sol. En ligne droite, la lumière n’est donc pas réfléchie par la ligne noire, les deux moteurs tournent à vitesse égale. Dans une courbe, la lumière est réfléchie par la ligne sur un des deux capteurs. La lumière reçue par le récepteur indique au PIC de stopper un des moteurs pour faire pivoter le robot. J’ai enlevé « cependant » dans le premier point

Schéma de fonctionnement des capteurs J’ai rajouté un « s » à capteurs !! (dans le titre)

Pourquoi des servomoteurs ? Les servomoteurs Pourquoi des servomoteurs ? Le choix de servomoteurs s’explique car il est plus simple de diriger et de commander qu’un moteur à courant continu. Le système de réglage du servomoteur compare le signal reçu à une valeur donné de la position de consigne. Il est pratique, car simple de maniement. On peut facilement commander le moteur en lui envoyant des fréquences d’impulsions différentes pour lui attribuer un mode de fonctionnement différent. J’ai enlevé un « le » dans dernière phrase car il était en trop.

Programme Programme

Composants de la carte : La carte électronique Composants de la carte : Connecteur RJ12 (Pour relier le robot a l’ordinateur) Quatre connecteurs à 3 bornes et un connecteur à 2 bornes Un Quartz Trois condensateurs Un Microcontrôleur Pic16F88 Une résistance J’ai rajouté un « s » à composants !!

Schéma de la carte électronique Connecteurs à 3 bornes Connecteur à 2 bornes Quartz PIC 16F88 Connecteur RJ12 J’ai enlevé un « s » à « connecteur à 2 borne » vu qu’il est seul et j’en ai rajouté un à « condensateurs » Résistance Condensateurs

Caractéristiques techniques du système Couple moteur : C= 32 N.cm = 0,32 N.m Vitesse du moteur : ω = 0.18 sec/45° = 4.36 rad/sec P= C.ω = 0,32 x 4,36 ≈ 1.40 W Q= 1100 mA.h P= U x I  I= P/U = 1,40/4,8 = 291 mA Q= I x t  t= Q/I = 1100/291 = 3,78 h Autonomie d’un moteur ≈ 3h45 Autonomie approximative du système ≈ 1h30

Conclusion du Projet Cette riche expérience nous a permis d’enrichir nos connaissances techniques en Sciences de l’ingénieur, ainsi que notre propre esprit scientifique. Il est certes dommage de ne pas avoir atteint l’aboutissement du projet suite à un problème technique sur la machine de fabrication des cartes électroniques et à divers problèmes rencontrés tout au long de l’année. Néanmoins, ce PPE nous a appris à travailler de manière autonome, et en coopération avec d’autres groupes pour certains sujets et à approfondir nos connaissances en mécanique et en électronique. De plus, nous avons appris à utiliser plusieurs logiciels, comme Flowcode, ARES ou encore Solidworks, ce qui constitue une expérience intéressante pour la suite de nos études, voire pour la poursuite dans un métier qualifié dans le domaine. « nous a appris à travailler » et non « nous a appris de travailler » et idem pour « à approfondir » Pour la dernière phrase, c’est « voire » et non pas « voir » et LE domaine et pas la domaine ;)

Fin