LA ROBOTIQUE EN IUT

Valentin Gies

Université de Toulon

Un objectif : les compétitions de robotique

La robotique en IUT

Un objectif : les compétitions de robotique

Quelques exemples de compétitions

Coupe de France de robotique des IUT

Coupe Eurobot (E=M6)

Robocup

Les compétitions de robotique

Coupe de France des IUT

Un objectif : les compétitions de robotique

Coupe de France de robotique (E=M6)

Un objectif : les compétitions de robotique

Pourquoi participer ?

Projet appliqué multidisciplinaire

Mise en pratique des connaissances et compétences

vues en cours.

Croisement des différentes disciplines : électronique,

info industrielle, automatique, électrotechnique,

mécanique…

Respect strict d’un cahier des charges et des délais.

Une émulation dans les départements GEII pour les

étudiants et les équipes.

Carte de visite pour l’avenir des étudiants !

Un objectif : les compétitions de robotique

Pourquoi participer ?

Une aventure humaine.

Formation d’une équipe soudée (6-10 étudiants

environ).

Travail en équipe sur un ou deux ans.

Projets tutorés et Etudes et réalisations.

Temps personnel.

Participation à la coupe :

Voyage en équipe : 3 à 5 jours intenses !

« Réglage » du robot 24h/24.

Rencontre et échange : 2500 personnes à Eurobot, 300

à la coupe des IUT.

Un objectif : les compétitions de robotique

Pourquoi participer ?

Pour l’image de nos IUT et de nos étudiants :

Un vecteur de communication.

Vers l’extérieur : grand public – entreprises.

A l’université : laboratoires – autres composantes.

Une image de marque pour les étudiants.

Participer à une coupe (ou mieux encore) : un sésame

pour aller en école d’ingénieur.

Principes fondamentaux pour débuter

La robotique en IUT

Principes fondamentaux pour débuter

Règle n°1 : la fiabilité

Pas de droit à l’erreur ou presque :

1 défaite par forfait = élimination en phases finales

Attention aux conditions de jeu lors des coupes

Plateau télé : forte lumière – ultrasons – RF

Tout ce qui est fait doit l’être définitivement.

Câblage : pas de soudure.

Electronique : CMS de préférence avec cartes vernies.

Programmation : code structuré et commenté.

Mécanique : prototypage rapide.

Principes fondamentaux pour débuter

Règle n°2 : la simplicité

Choisir des technologies accessibles à des

étudiants

Basé sur l’expérience : rôle de conseil des professeurs.

Utiliser au maximum des capteurs industriels (SICK par

exemple) avec des liaisons simples (analogique, UART).

Structurer le projet en sous-ensembles

indépendants

Développement modulaire par groupe d’étudiants

Choix d’une interface de communication standard entre

modules : ex. UART en 115200 bps (simple et robuste)

Les étapes de la conception d’un robot

La robotique en IUT

Les étapes de la conception d’un robot

1ère étape : un robot autonome

Capable de se déplacer

Capable d’éviter des obstacles

Les étapes de la conception d’un robot

1ère étape : un robot autonome

Module pilotage moteur

Hardware : carte contrôle et puissance + moteur

Programmation : mise en œuvre d’une PWM

Module évitement obstacles

Hardware : capteur analogique

Programmation : mise en œuvre d’un ADC et d’une machine à état (GRAFCET)

Les étapes de la conception d’un robot

2e étape : le robot supervisé et piloté à distance

Capable de transmettre l’état de toutes ses

grandeurs internes

Permet un débogage simple

Pilotable à distance

Permet les tests

Les étapes de la conception d’un robot

2e étape : le robot supervisé et piloté à distance

Module supervision

Hardware : modules UART ou Bluetooth

Programmation embarquée :

Liaison UART avec protocole

Programmation PC ou Android :

interface de supervision et de pilotage

Possibilité d’extension : manette de jeu…

Concevoir son robot

3e étape : Un robot capable de se repérer dans

l’espace

Positionnement relatif :

Géo-localisation relative à l’aide de codeurs

incrémentaux.

Géo-localisation relative à l’aide d’une centrale

inertielle.

Positionnement absolu :

Géo-localisation absolue par rapport à des balises

placées en des points fixés.

Concevoir son robot

3e étape : Un robot capable de se repérer dans

l’espace

Les étapes de la conception d’un robot

3e étape : Un robot capable de se

repérer dans l’espace

Module de positionnement relatif :

Hardware : utilisation de codeurs

incrémentaux

De préférence sur des roues indépendantes

Programmation embarquée : mise en

œuvre d’un module Quadrature Encoder

Attention à ne pas réaliser cette fonction sans

module dédié en raison de l’importante

charge processeur associée

Les étapes de la conception d’un robot

3e étape : Un robot capable de se repérer dans

l’espace

Module de positionnement absolu / tracking :

Electronique : balises de positionnement

Infrarouge + électronique analogique

(filtrage et amplification)

Ultrasons

Programmation embarquée

Décodage de trames

Traitement du signal éventuel

Liaison UART ou Bluetooth

Les étapes de la conception d’un robot

4e étape : Un robot optimisé

Asservissement des moteurs :

Permet des déplacements précis et rapides

Utilisation de capteurs avancés :

LIDAR : télémètres lasers à balayage

Capteurs avancés interfacés par liaison SPI / I2C ou

CAN.

Coopération entre robots :

Connaissance de l’emplacement des autres robots

Intelligence artificielle :

Algorithmes de recherche de chemin les plus courts

Concevoir son robot

4e étape : Un robot optimisé

Les étapes de la conception d’un robot

4e étape : Un robot optimisé

Module asservissement des moteurs :

Asservissement simple

Asservissement polaire

Les étapes de la conception d’un robot

4e étape : Un robot optimisé

Module capteurs avancés :

LIDAR : télémètre laser à balayage

Génération de carte des obstacles

Les étapes de la conception d’un robot

4e étape : Un robot optimisé

Module coopération entre robots :

Hardware : réseau sans fil maillé pour la communication

Permet l’échange de données entre les robots et leurs

balises

Participer aux coupes de robotique

La robotique en IUT

Participer aux coupes de robotique

La coupe de France de robotique des IUT

Objectif : Traverser le plus vite possible un terrain

de 8m*8m en évitant obstacles et robots.

Participer aux coupes de robotique

La coupe de France de robotique des IUT

La configuration minimum d’un robot :

Module pilotage moteur

Module évitement obstacles

Module de tracking de balise

Moyens :

Matériel pour avoir un robot compétitif : environ 2000€

Ressources humaines mini : 4 étudiants + 1 professeur

Accessible en première année de DUT

Utiliser des cartes électroniques existantes (Arduino ou autre)

Faire simple !

Participer aux coupes de robotique

La coupe de France de robotique des IUT : coupe

2015

Participer aux coupes de robotique

La coupe de France de robotique des IUT : finale

2016

Participer aux coupes de robotique

La coupe Eurobot

Objectif : nouveau challenge chaque année

Participer aux coupes de robotique

La coupe Eurobot

La configuration minimum d’un robot : Module pilotage moteur

Module évitement obstacles

Module de positionnement (balise et/ou odométrie)

Mécanique parfois difficile : faire très simple !

Moyens : Matériel pour avoir un robot compétitif : environ 8.000€

Moteurs type MAXON : 400€/pièce

Capteurs industriels : 300-600€ pièce

Ressources humaines mini : 6 étudiants + 1 professeur

Accessible en 2e année de DUT : Attention à la mécanique : besoin d’un professeur pour cela en

GEII.

Un objectif : les compétitions de robotique

Coupe de France de robotique (E=M6)

Questions ?

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