Porteur(s) du projet: GabrielTallineau (contact : gabtallineau@gmail.com)

Petite introduction

Date de début de projet : mi-octobre 2016

Dans le cadre de notre projet intégratif (fin d'année de M2), nous avons décidé de travailler avec Segula Technologies pour développer un démonstrateur de drone industriel. Ce drone terrestre devra être capable de se déplacer de manière autonome dans un espace dynamique, prendre, seul ou à plusieurs, des charges et les déplacer d'atelier en atelier avec la possibilité de lever ou baisser la charge. Pour développer ce système, notre groupe de huit élèves s'est divisé selon les tâches à effectuer et qui sont :

1. Levage : déterminer une solution pour soulever ou abaisser la charge, la mettre en place et concevoir la commande de cette solution. Nous avons opté pour un vérin électrique fonctionnant sur 12V avec une course de 300 mm. La position de la tige est obtenue à l'aide d'un capteur infra-rouge sharp, la fin de course (position rentrée de la tige) est détectée par un capteur de fin de course, et la charge et les efforts radiaux sont récupérés à l'aide de trois capteurs de force. L'ensemble des capteurs est contrôlé par une Arduino Nano;
2. Mobilité : une des parties centrales du projet. En effet, sous ce nom de « Mobilité » se cache la partie déplacement du drone ou du méta-drone. Cette tâche se suppose la prise en compte de plusieurs points clefs qui concernent aussi bien un drone seul qu’un méta-drone, comme le pilotage des moteurs, la synchronisation des drones, l'équilibre du système;
3. Planification : Un drone ou un méta-drone (ensemble de drones) devra accomplir en autonomie la tâches qui lui sera attribuée. Pour ce faire, il devra être capable de planifier sa trajectoire et ses actions selon les données qui lui sont envoyées du serveur et aussi de ses capteurs;
4. Localisation : dans l’objectif d’avoir un drone autonome, la capacité de se localiser et la qualité d’une telle caractéristique est vitale pour le véhicule autonome. Repérage dans l'espace, odométrie sont des points principaux du système;
5. Télécommunications : l’origine principale du projet est le désir de faire évoluer des drones en groupe. Et c’est la mission de l’équipe « Télécommunications ». En prenant en compte les besoins d’échanges de données, que ce soit entre drones, entre le drone et un décideur humain, ou entre drone et serveur, les choix de méthodes de communication sont cruciales.

Le projet est ambitieux de par sa nature, et aussi du fait qu'un démonstrateur doit être présenté fin janvier lors de la présentation des projets intégratifs 2016-2017 de notre filière. La pluridisciplinarité de notre groupe est une force qu'il nous faudra maîtriser, de même que la communication et l'organisation, qui déjà pour un groupe de 8 se révèlent compliquées.

• Date de fin de projet : fin janvier 2017

D'un point de vue mécanique :

Pour les composants de structure : 

1. Une imprimante 3D (Ici Makerboot Replicator 2X ou Ultimaker²) avec de l'ABS (fil fondu);
2. Une plieuse et une découpeuse;
3. Une perceuse-visseuse;

D'un point de vue électronique : Nous n'avons pas eu besoin de machines particulières, les cartes étant achetées préparées.

D'un point de vue électronique : - Pour les soudures de composants sur carte :

1. fer à souder;
2. étain pour les soudures;
3. tresse à dessouder pour absorber l'étain en excès;
4. pompe à dessouder pour retirer l'étain en excès;

- Pour la fixation des cartes de composants :

1. une carte de prototypage de 5cm sur 7cm (en pas de 24, 1,84€ les 10 sur Amazone), très important que toutes les connectiques aient le même pas)
   
2. Fixations tulipes (en pas de 24, :0.95 € la barre de 32 sur Gotronic) :
3. Support tulipe (en pas de 24) et support pour Arduino (en pas de 24);
   Support tulipe :
4. De la connectique (fils mâle-femelle, femelle-femelle, mâle-mâle, fil à dénuder).

- Les composants :

1. le microcontrôleur Arduino Nano (23.90 € sur Gotronic) :
2. les jauges de contrainte (9,50€ sur Gotronic) : trois par plate-forme (le minimum pour créer un « plan d'appui »):
3. des amplificateurs pour jauges de contrainte (Load Cell Amplifier HX711, 11,50 sur Gotronic) : nécessaires à l'amplification des tensions de mesure des jauges. \\Nous avons sélectionné des HX711 IC de chez Sparkfun. Lien pour le tutoriel : https://learn.sparkfun.com/tutorials/load-cell-amplifier-hx711-breakout-hookup-guide)
4. Capteur de distance Sharp IR (11,16€ sur Robotshop) : celui-ci doit être adapté à la course du vérin (ici, de 300 mm) et aussi aux surfaces de réflexion :
   J'envisage de le remplacer par un capteur de temps de vol, potentiellement plus précis vu le déplacement du vérin. À voir.
   
5. Un capteur de fin de course (1,95€ sur Gotronic) : utilisé pour détecter la position rentrée du vérin. Un microrupteur qui s'activera lors de la venue en butée du vérin. Il se met en série sur un circuit, qui sera ici constitué de l'alimentation en 5V de du microcontrôleur, d'une résistance, du microrupteur ensuite du Ground de manière à ne pas directement relier le 5V au 0V de la carte.
   

Ici il faut décrire la fabrication de votre projet de A à Z. Il est astucieux de diviser en un maximum de partie votre projet, cela permet d'avoir une vision globale du projet et de “sous terminer” votre projet, ce qui est stimulant.

   A - Dimensionnement du vérin
   B - Choix des capteurs
   C - Montage du vérin
   D - Création de la carte de commande des capteurs

mettre :

• lien vers les fichiers STL et autres (pour cela, il faut l'uploader sur un cloud, le partager en mode public et le mettre en lien sur le wiki)
• les schéma, par exemple, si vous faite un montage Arduino, utiliser |fritzing, pour avoir un beau schéma comme le suivant :

//img11.hostingpics.net/pics/327668PCRrelayfrizt.png

• les codes nécessaires

exemple :

printnf("La puissance ! Charlotte ...")

Pré 5/01/17 : Une partie importante du projet a été effectuée en amont de l'ouverture de ce wiki. Un bref résumé sera rédigé par la suite.

5/01/17 : Création de la carte de commande capteurs : Première partie Nous allons fabriquer une carte sur laquelle se trouve l'Arduino Nano et les cartes d'amplification des capteurs de force. Nous souderons tout cela au PMCLab à l'aide d'un fer à souder, d'étain, d'une pompe à désouder et de tresse. L'objectif est de faire tenir les cartes d'amplification et le Nano sur une carte de prototypage de 5cm sur 7cm. Nous allons utiliser des connecteurs tulipes pour fixer de manière rapide et solide les cartes d'amplification (préalablement reliées aux capteurs) et ensuite utiliser des fils pour connecter les pins des cartes aux pins du microcontrôleur Arduino Nano.

06/01/17 : Création de la carte de commande capteurs : Deuxième partie Me revoilà : Hier, je n'ai pas eu le temps de tout faire… vu que n'avais jamais ou presque dessoudé, j'ai passé toute la séance précédente à dessouder : - à la pompe à dessouder : presser le ressort jusqu'à entendre un *clic*, faire fondre l'étain, enlever le fer à souder, approcher la pointe de la pompe (à 1-2mm) et hop, appuyer sur le bouton pour relâcher le ressort : la pointe aimantée de la pompe sortira puis se rétractera (emportée par le ressort) et l'étain sera emporté ; - à la tresse à dessouder : la pompe sert à enlever de grandes quantités d'étain, et après il peut être nécessaire d'enlever le reste d'étain à l'aide de la tresse à dessouder. Pour se faire, prendre la tresse, la détresser un peu, poser les brins sur l'étain à enlever et chauffer les brins. Par capillarité, l'étain s'accrochera aux brins. Attention cependant à enlever les brins assez vite, sinon la tresse sera soudée. Il suffit juste de chauffer de nouveau pour la libérer.

Après avoir nettoyé les pins (attention à ne pas trop les chauffer, sous peine de décrocher les rondelles sur la carte), j'ai refait toutes les soudures des cartes d'amplification HX711 - fils de la jauge de contrainte et fixations tulipes -, soudé les supports sur la carte de prototypage et suis parti. Après environ 80 soudures, je commençais à en avoir assez. C'est le week-end après tout.

11/01/17 : Contrairement à ce que l'on pourrait penser, j'ai été assez actif sur le projet. Réunion le dimanche avec l'équipe, planification des prochains jours, création d'un journal de bord pour le groupe… allez récupérer l'avancée de vos collègues lorsque tout le monde a des partiels et autres dans les prochains jours… pas facile. Bref, on s'est retrouvé avec Jon et Corentin le mardi pour jouer avec le vérin et le contrôle moteur (ça marche bien), et donc il faut penser à 5 pins pour le contrôle moteur sur la Nano. Tranquille, sachant qu'il y a deux pins de contrôle du sens d'alimentation (inversion de l'alimentation, sortie sur A ou sortie sur B du contrôle moteur), une pin pour le PWM , et deux pins d'alimentation. Donc finalement, ça va, il faut juste 3 pins dédiées. Donc aujourd'hui, le projet est de finir les soudures de fils et des cartes ! Les photos suivront.