Groupe 4 : Baptiste, Nolann, Lounis, Harshanaa, Louisa, Lilian

Projet ROB3 2025-2026

INFORMATIONS

• Chef de projet : Louisa
• Responsable du Wiki : Baptiste
• Responsable informatique : Lilian 
• Responsable mécanique : Nolann
• Responsable électronique : Harshanaa
  
• Joker : Lounis

Contexte :

Créer un robot capable de se déplacer dans un périmètre défini afin d’attraper un objet à l’aide d’une pince et de le déposer à une autre position. Voir Sujet du projet.

Liste du matériel

• 2 moteurs KTECH

• 1 moteur dynamique

• 1 pince 3551

• 2 capteurs à ultrasons

• 1 câble USB pour télécharger les programmes Arduino

• 1 convertisseur UART-USB pour communiquer avec le PC

• 1 carte Arduino Mega avec 2 shields enfichés

1ère séance (19/02/2026) : 

I) Discussion des méthodes (mécanique)

On a dans un premier temps établi les objectifs nécessaires pour réaliser le robot. 

On a ensuite discuté et réfléchi sur la schématisation d'un premier modèle.

Concernant les composants pratiques pour l’évolution et les interactions de notre robot dans l’espace, nous disposons de deux-roues que l’on peut motoriser à l’aide de deux moteurs, d’une roue folle, d’un troisième moteur, d’une pince et de deux capteurs à ultrasons.
Ces deux capteurs peuvent nous permettre à la fois de situer le robot dans l’arène en mesurant la distance qui le sépare des barrières et de calculer la distance qui sépare le robot du totem à déplacer.
Pour ce faire, nous avons trouvé judicieux de placer un capteur sur le côté droit de notre robot pour mesurer la distance entre lui et la barrière qui est à côté, et l’autre devant le robot pour mesurer la distance entre lui et le totem ou la barrière en face, selon la situation.

Pour avoir une idée de la forme de notre châssis, nous nous sommes d’abord intéressés à la fixation des deux-roues mobiles et de leurs moteurs propres.
Les moteurs ont pratiquement le même diamètre que les roues et nous avons estimé qu’il serait compliqué de les fixer sur le châssis sans que ce dernier ne touche le sol. Nous avons donc opté pour un châssis qui se situerait au-dessus des moteurs et des roues (ceux-ci fixés en dessous) et qui porterait la batterie et les autres composants électroniques. 
Cela implique d’avoir un châssis avec une hauteur d’environ 7 cm par rapport au sol, ce qui est déjà un peu plus haut que la partie du totem utile à la prise. Nous avons donc cherché une solution qui permettrait de positionner la pince du robot plus bas que le châssis, le capteur à ultrasons lui-même plus bas que la pince (avec la pince juste au dessus du capteur) , car celle-ci va monter et redescendre, et le troisième moteur derrière cette même pince pour la lever ou la descendre (en rotation) une fois qu’elle a pris le totem. 
Dans cette configuration, il n’y avait pas de place pour fixer la roue folle à l’avant du châssis donc nous avons décidé de la fixer à l’arrière.
Puisqu’un dessin vaut mieux que 1000 mots, voici la première représentation de notre robot :

Pour l’instant, nous avons imaginé le châssis et les pièces liant le troisième moteur et la pince construits avec des planches de médium que l’on peut découper au laser.

II) Vérifications des composants électroniques et programme

En parallèle de la discussion sur notre modèle, on a commencé par vérifier avec Arduino le bon fonctionnement de tous les capteurs et des moteurs utilisés dans le projet, pour ce faire on a utilisé un programme test.

Description du programme de test utilisé

Ce programme Arduino permet de contrôler un petit système robotique composé de deux moteurs KTECH (pour le déplacement), d’un moteur Dynamixel, d’un servo moteur qui commande une pince et de deux capteurs à ultrasons qui renvoient la distance qui les sépare d'un potentiel obstacle.

Au démarrage, le programme initialise les communications avec les moteurs et prépare les capteurs. Ensuite, dans la boucle principale, le robot mesure en permanence la distance des obstacles grâce aux capteurs à ultrasons.

Le fonctionnement du robot alterne toutes les deux secondes, dans un cycle total de quatre secondes :

• Pendant les deux premières secondes, les deux moteurs KTECH tournent vers l’avant et la pince s’ouvre.

• Pendant les deux secondes suivantes, les moteurs tournent en arrière et la pince se ferme.

Les capteurs à ultrasons permettent d’arrêter les moteurs ou la pince : si un obstacle est détecté à moins de 8 cm, les moteurs s’arrêtent ou la pince cesse de fermer/s’ouvrir selon le capteur qui détecte l’obstacle (les deux capteurs ont des rôles différents).

Objectif de ce test :

Vérifier l'intégrité du matériel : S'assurer qu'aucun composant (cartes Arduino, shields, moteurs, capteurs, pince) n'est défectueux.

Valider le câblage : Tester que toutes les connexions électriques (bus CAN, alimentation 12V et 5V, signaux des capteurs, UART) sont correctes et sécurisées.

Configurer l'environnement de développement : Installer correctement l'IDE Arduino, les bibliothèques spécifiques.

Comprendre l'architecture de communication : Le programme utilise la voie de communication UART-USB (via le convertisseur) plutôt que le câble USB standard de l'Arduino, car le shield Dynamixel parasite cette dernière. Cela permet d'apprendre à dialoguer avec la carte en mode autonome.

Se familiariser avec la programmation : Le code fourni sert de base de travail et d'exemple.

Observer le comportement attendu : Le programme example.ino a une logique simple (ouverture/fermeture de la pince, rotation des moteurs, réaction aux obstacles). 

Si le robot suit ce comportement, alors on peut dire que :

• Les moteurs KTECH reçoivent bien les commandes de vitesse via le CAN.
• Le moteur Dynamixel reçoit bien ses commandes de position.
• Les capteurs à ultrasons renvoient bien une information.
• La pince est correctement alimentée et commandée.

2ème séance (05/03/2026) : 

I) Organisation de la séance

Entre-temps, Louisa a créé un espace de travail commun sur ClickUp afin que l’on puisse mieux s’organiser grâce à la création d’un Gantt et regrouper toutes les informations importantes.

Durant cette deuxième séance, nous nous sommes réparti le travail de cette manière :

·       Partie mécanique : détermination du modèle des dimensions précises de chaque pièce composant le châssis

-          Baptiste

-          Nolann

-          Lounis 

·       Electronique/informatique

-          Louisa

-          Harshanaa

-          Lilian

II) Partie mécanique : Schéma et dimensions précises du châssis

Schéma du prototype du robot

Pour déterminer toutes les dimensions nécessaires à la conception de notre châssis, nous nous sommes basés sur les dimensions renseignées sur les fiches techniques des composants à notre disposition. Nous avons trouvé ses fiches techniques sur Internet et le wiki.

Support des moteurs des roues (n°1)

Tout d’abord, nous nous sommes rendu compte que les pièces que nous avions imaginé pour soutenir les moteurs des roues, allaient soutenir en réalité la partie du moteur qui tourne. C’est très dérangeant car cela aurait entraîné des frottements et gêné la rotation des roues. Nous avons donc décidé de les supprimer. Les moteurs seront donc seulement fixés sur une pièce en bois à l’aide de 4 vis. Voilà une représentation de cette pièce :

Cette pièce sera fixée sous la base du châssis à l’aide de créneaux et de colle si besoin.

Dimensionnement de la base (n°2)

Ensuite, il a fallu décider de la disposition des différents composants tels que la batterie, la carte Arduino, le moteur restant et les capteurs pour dimensionner la base du châssis.

On choisit finalement les dimensions représentées sur ce schéma :

Fixation de la pince (n°3)

Nous avons ensuite dimensionné les pièces qui relient le moteur à la pince :

Il s’agit de deux pièces en bois que l’on fixerait ensemble soit en les vissant, soit en les collant.
Leur épaisseur n’est pas précisée sur ce schéma mais elle est de 6 mm chacune afin que l’on ait une épaisseur d’au moins 1,2 cm afin d’y fixer la pince qui présente cet écartement à l’endroit prévu pour sa fixation.

Finalement, lorsque l’on regroupe toutes les informations, on obtient ce schéma :

III) Partie Electronique et Informatique

Lounis a également fabriqué le câble qui permet de brancher le servo-moteur à la carte Arduino grâce à du soudage. En effet, on a commencé avec deux câbles à 3 fils chacun qu'on cherche à souder entre eux pour faire un seul câble. On place d'abord les gaines thermorétractables sur la fin de chaque fil (pour un seul câble), ensuite on va chercher à souder les trois fils de chaque câble avec les 3 fils de l'autre câble de façon à ce que la face de l'embout en plastique d'un des câbles soit du côté métallique et que l'embout en plastique de l'autre câble soit du côté non métallique et que le fil de droite d'un câble corresponde au fil de droite de l'autre câble dans cette même position pour éviter une torsion des câbles lors du branchement. On les soude ensuite dans cette même position de façon à ce que les fils préalablement dénudés de cuivre ou autre métal conducteur s'entortillent autour du métal conducteur de l'autre fil (celui qu'on veut souder de sorte à respecter la position expliquée avant), puis on chauffe le métal à souder qu'on laisse couler à l'intérieur de l'entortillage des deux fils, de sorte à ce que lorsque le métal refroidit et que  les fils de métal conducteur soient soudés entre eux. Puis une fois cette étape terminée pour tous les fils, on chauffe la gaine thermorétractable à l'endroit du soudage et on répète l'opération pour les 3 fils.

**Schéma du câblage ?

3ème séance (26/03/2026) : 

I) Finalisation de la conception mécanique

a) Finalisation du dimensionnement

Supports des capteurs (n°4)

Pour le maintien des capteurs à une hauteur de 40mm du sol, nous avons décidé de réaliser 2 fois la même pièce pour le capteur du côté et celui de devant. Cette pièce étant accrochée au bord du châssis avec des encoches.

Support du moteur du support de pince (n°5)

Le moteur déplaçant la pince est fixé de manière similaire aux moteurs des roues. Sa pièce de support étant accrochée à la base par le dessus avec des encoches.  

Dimensionnement des encoches

b) Modélisation CAO

II) Test des composants et de l'arène

* test capteurs

III) Développement informatique

* a) logigramme et logique de programmation?

b) squelette du programme

IV) Bilan séance

Bilan

zd

Objectif prochaine séance

• Découpe des pièces du châssis
• Commencer montage mécanique
• Essais programme ?

4ème séance