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

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Page 1: Robot suiveur de ligne Sarah El mouftari Roxane Assana Jérémy Brandt Amaury Debruyckere Année 2010/2011

Robot suiveur de ligne

Sarah El mouftariRoxane AssanaJérémy Brandt

Amaury Debruyckere

Année 2010/2011Année 2010/2011

Page 2: Robot suiveur de ligne Sarah El mouftari Roxane Assana Jérémy Brandt Amaury Debruyckere Année 2010/2011

- Présentation:- 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 imposé4- FC3: S’adapter à une source d’énergie

Programmation:5- FC4: S’adapter au tracé de la ligne

SommaireSommaire

Page 3: Robot suiveur de ligne Sarah El mouftari Roxane Assana Jérémy Brandt Amaury Debruyckere Année 2010/2011

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.

Présentation du projetPrésentation du projet

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Cahier des chargesCahier 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 f1

FC2: respecter l’encombrement imposé

-dim ext: 200x130x130 maxi f0

FC3: s’adapter à une source d’énergie

-alimentation autonome 9 Volts maxi f0

f1

FC4: s’adapter au tracée de la ligne

-ligne courbe

-ligne droite

-largeur 20mm +/- 1mm

-rayon mini 100mm

f1

f1

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Étude du besoinÉtude du besoin

Robot suiveur de ligne

Déplacement souhaité

Ligne tracée sur le sol

Énergie

Encombrement

Précision dudéplacement

FP1

FC4

FC3

FC2

FC1

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Acquérir Traiter Communiquer

Alimenter Distribuer Convertir Transmettre

Action

Suivreune ligne

Capteursinfrarouge

Microcontrôleur ( PIC 16F88 )

Pic 16F88

Batterie 6VContinu

Platine électronique du servomoteur

Robot en dehors de la ligne

Robot sur la ligne

Moteur à courant continu

Chaîne d’énergie

Chaîne d’information

Réducteur à engrenages

Servomoteur

Chaîne fonctionnelleChaîne fonctionnelle

Page 7: Robot suiveur de ligne Sarah El mouftari Roxane Assana Jérémy Brandt Amaury Debruyckere Année 2010/2011

1- FP1: Etre capable de se déplacer en suivant une 1- FP1: Etre capable de se déplacer en suivant une ligne tracée au solligne 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?

Page 8: Robot suiveur de ligne Sarah El mouftari Roxane Assana Jérémy Brandt Amaury Debruyckere Année 2010/2011

Sortie Roue

entrée

Schéma de l’engrenage du servomoteur:

Bp

Bg

Rg

Rp N

Vp

VgO

1.1- Calcul du rapport de réduction du servomoteur1.1- Calcul du rapport de réduction du servomoteur

Nmoteur= 4448 tr/minRoue = Ø6 cmRp=15 dentsRg=35 dentsO=10 dentsN=41 dents

Vp=10 dentsVg=62 dentsBp=10 dentsBg=50 dents

donc

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1.2- Débridage du servomoteur1.2- 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

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Pour cela il faut agir sur :• Les servomoteurs

• La distance entre les capteurs

2 - FC1: Avoir un déplacement le plus régulier 2 - FC1: Avoir un déplacement le plus régulier possiblepossible

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- 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.

2.1: Fonctionnement des Servomoteurs 2.1: Fonctionnement des Servomoteurs

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Constitué de: -1 diode IR (émetteur)

-1 phototransistor (récepteur)

Fonctionnement :Fonctionnement :

Donc une augmentation de la distance entre les 2 capteurs permettrait un déplacement plus fluide.

2.2- Les capteurs CNY702.2- Les capteurs CNY70

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3- FC2: respecter l’encombrement imposé3- 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

90m

m

173m

m

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Supports capteursSupports capteurs

Support capteurs actuel Support capteurs après changement

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4- FC3:S’adapter à une source d’énergie4- FC3:S’adapter à une source d’énergie

Quel tension choisir ? Quel autonomie cette tension peut elle fournir ?

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4.1- La tension 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

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4.2- L’autonomie4.2- L’autonomie

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5- FC4: S’adapter au tracée de la ligne5- FC4: S’adapter au tracée de la ligne

Il faut :_ faire un programme_ calcul de la vitesse de rotation des roues dans les virages

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5.1- Le programme5.1- Le programme

Légende du programme :

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Ord= 21.5mmOrg=178.5mmK=1/278IIVrgII=0,054 m/s

5.2- Calcul des roues dans les virages5.2- Calcul des roues dans les virages

Le résultat est de 6,31 tr/min

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Le résultat est 8.23

ωMrd

ωMrg

Rapport de vitesse entre la roue droite et la roue gauche

Il faut donc une période de 165

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ConclusionConclusion

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

l’ingénieur