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Georges daher 1 RAPPORT DE STAGE *IUT DE CACHANT Université PARIS SUD De 2 juin

Georges daher 1 RAPPORT DE STAGE *IUT DE CACHANT Université PARIS SUD De 2 juin à 15 juillet GEORGES DAHER Mon stage portera sur le développement d’une partie robotique – MECATRONIQUE au sein du **CRIIP (Centre de ressources et d’innovation pédagogiques de l’IUT). Mon stage est divisé en deux parties: 1. Language V+ (simulation sur robot baby foot) . 2. robot autonome et capable d’aller d’un point A a un point B tout en évitant des obstacles, présent sur la piste à des emplacements aléatoires. (Arduino) Georges DAHER Bs Génie Mécatronique Georges daher 2 REMERCIMENTS Je tiens à remercier dans un premier temps, Pr. Souhil MEGHERBI, Directeur de l’IUT de Cachan, Université Paris sud, France de m’avoir acceptés en tant que stagiaires au sein de l'université. Je remercie également madame Pascal VAREIL pour son accueil chaleureux. Je remercie également Mr. Bertrand MANUEL, Mr. DEXTER, pour leurs soutiens techniques. D'une façon plus générale, je remercie l'université, pour l’intérêt qu’ils mon porté tout au long du stage ainsi que pour leur aide et précisions. Je remercie de même, mon doyen de faculté Dr. Elias KHALIL pour son encadrement pendant celui-ci. Georges daher 3 *IUT DE CACHAN Créé en 1966 à la suite du Décret du 7 janvier 1966 instaurant les Instituts Universitaires de Technologie, l’IUT de Cachan a toujours conservé une caractéristique essentielle : il propose des spécialités industrielles articulées autour du Génie Electrique et Informatique Industrielle et du Génie Mécanique et Productique. En restant fidèle à ce choix, l’IUT de Cachan a su s’adapter à l’évolution de la technologie et aux demandes des entreprises. La liste des spécialités actuelles à l’IUT le montre : électronique, électrotechnique, télécommunications, informatique industrielle, mécatronique, automatique et automatismes, robotique, mécanique, productique, CAO, CFAO et DAO. L’IUT a aussi su adapter ses cursus et ses méthodes pédagogiques à la demande des publics concernés. Il propose maintenant des parcours de formation à temps plein, avec un stage final (statut étudiant) ou par apprentissage (statut apprenti), de formation ouverte à distance, de formation continue tout au long de la vie avec validation des acquis de l’expérience et alternance adaptée à la situation des stagiaires. Les diplômes préparés à l’IUT s’inscrivent dans le schéma européen Licence Master Doctorat (LMD) des Universités, soit au niveau L : DUT (bac +2) et Licence Professionnelle (bac +3), soit au niveau M : Diplôme d’ingénieur en partenariat préparé par l’apprentissage dans le cadre de l’IFIPS (filière ingénieur de l’UPS). Pour répondre aux missions qui lui sont assignées, l’IUT est structuré en 3 départements d’enseignement disposant d’équipes éducatives pluridisciplinaires : Génie Electrique & Informatique Industrielle 1 Génie Electrique & Informatique Industrielle 2 Génie Mécanique et Productique Ces Départements sont appuyés par un ensemble de services communs. Au total c’est plus de 160 personnels titulaires de l’Education Nationale à plein temps qui sont au service de la réussite des quelques 1100 étudiants et stagiaires qui fréquentent, chaque année, l’IUT de Cachan. Georges daher 4 POUR PLUS D’INFORMATIONS scolarite.iut-cachan@u-psud.fr 01.41.24.11.00 IUT de Cachan 9 avenue de la division Leclerc 94230 Cachan ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- ** CRIIP Le CRIIP est un Centre de Recherche et d’Ingénierie Industrielle ou Pédagogique. Il a le statut d’un centre de ressources, a été créé en novembre 2000, regroupe et valide les multiples actions de recherche et de collaborations industrielles ou pédagogiques menées par les trois départements de l’IUT de Cachan : GEII1, GEII2 et GMP. Le CRIIP travaille sur des projets en collaborations avec des partenaires industriels. Ces derniers permettent aux étudiants de l’IUT de s’impliquer directement, dans le cadre de projets tuteurés et des travaux de réalisation, au développement et à la réalisation de projets industriels et technologiques. Le CRIIP fournit ainsi la logistique nécessaire à chaque projet. Les trois départements GE1, GE2 et GMP se répartissent quatre activités :  La recherche fondamentale et appliquée,  La recherche pédagogique,  Le transfert de technologie, La coopération pédagogique internationale. Georges daher 5 Sommaire REMERCIEMENTS L’IUT DE CACHAN ET LE CRIIP SOMMAIRE INTRODUCTION PRESENTATION DES PROJECTS B. deuxième partie du stage du stage : Robot autonome A => B 1. présentation de la carte arduino 2. cahier des charges 3. les composants électriques et mécaniques du robot 4. les programmes et les tests réalisés 5. conclusion CONCLUSION GENERALE Fin Georges daher 6 B. ROBOT AUTONOME Georges daher 7 Arduino introduction Le robot autonome est muni d’une carte arduino (son cerveau). C’est quoi arduino : En quelques mots : Arduino = 1 carte a microcontrôleur + 1 outil de développement + 1 Communauté active. Le logiciel et le matériel sont open-source. La « philosophie » L'idée est d'utiliser la carte Arduino comme un macro-composant dans des applications de Prototypage électronique. Le concepteur n'a plus qu'à développer des interfaces et Programmer le macro-composant pour réaliser son application ! Georges daher 8 Les avantages • Pas cher ! • Environnement de programmation clair et simple. • Multiplateforme : tourne sous Windows, Macintosh et Linux. • Nombreuses librairies disponibles avec diverses fonctions implémentées. • Logiciel et matériel open source et extensible. • Nombreux conseils, tutoriaux et exemples en ligne (forums, site perso etc...) • Existence de « shield » (boucliers en français) : ce sont des cartes supplémentaires qui se connectent sur le module Arduino pour augmenter les possibilités comme par exemple : afficheur graphique couleur, interface Ethernet, GPS, etc... Georges daher 9 Par sa simplicité d'utilisation, Arduino est utilisé dans beaucoup d'applications comme l'électronique industrielle et embarquée, le modélisme, la domotique mais aussi dans des domaines différents comme l'art contemporain ou le spectacle ! La carte Arduino uno Il existe plusieurs types de cartes, j'ai commencé avec une carte Arduino uno (carte basique, au dimensions voisines de celle d'une carte bancaire). Georges daher 10 Caractéristiques de la carte Arduino uno : Micro contrôleur : ATmega328 Tension d'alimentation interne = 5V tension d'alimentation (recommandée)= 7 à 12V, limites =6 à 20 V Entrées/sorties numériques : 14 dont 6 sorties PWM Entrées analogiques = 6 Courant max par broches E/S = 40 mA Courant max sur sortie 3,3V = 50mA Mémoire Flash 32 KB dont 0.5 KB utilisée par le bootloader Mémoire SRAM 2 KB mémoire EEPROM 1 KB Fréquence horloge = 16 MHz Dimensions = 68.6mm x 53.3mm La carte s'interface au PC par l'intermédiaire de sa prise USB. La carte s'alimente par le jack d'alimentation (utilisation autonome) mais peut être alimentée par l'USB (en phase de développement par exemple). Louis Georges daher 11 Les « shields » Il existe de nombreux shields que l'on traduit parfois dans les documentations par «boucliers ». Personnellement, le terme « extension » me paraitrait plus approprié. Un « shield » Arduino est une petite carte qui se connecte sur une carte Arduino pour augmenter ses fonctionnalités. Quelques exemples de « shields » : • Afficheur graphique • Ethernet et carte SD • GPS • Carte de prototypage (type labdec) • etc... Louis Georges daher 12 Développement d'un projet Le développement sur Arduino est très simple : • on code l'application : Le langage Arduino est basé sur les langages C/C++ , avec des fonctions et des librairies spécifiques à Arduino (gestions des e/s). • on relie la carte Arduino au PC et on transfert le programme sur la carte, • on peut utiliser le circuit ! Le logiciel de programmation des modules Arduino est une application Java multiplateformes (fonctionnant sur tout système d'exploitation), servant d'éditeur de code et de compilateur, et qui peut transférer le firmware (et le programme) au travers de la liaison série (RS232, Bluetooth ou USB selon le module). Le logiciel est très simple à prendre en main, il existe de très bon tutoriaux très bien faits avec même des explications en français. De très nombreux exemples sont fournis. Les fichiers exemples sont vraiment bien documentés et permettent de coder des choses très compliquées sans trop d'efforts. Les bibliothèques fournies permettent d'utiliser des composants complexes très simplement en quelques lignes très claires (afficheur ou liaison SPI etc..). détail de la barre de boutons Georges daher 13 Liens Le site Arduino : http://www.arduino.cc Traduit en français (partiellement) : http://www.arduino.cc/fr Georges daher 14 2) CAHIER DES CHARGES Les règles du concours stipulent que le robot doit parcourir la diagonale d’une piste carrée de 8m par 8m, le robot se dirige vers son point d’arrivée {à l’aide d’une boussole située sur celui-ci. La piste sera également parsemée d’obstacle, le robot devra donc les éviter puis rejoindre son point d’arrivée. Georges daher 15 3) LES COMPOSANTS DU ROBOT Georges daher 16 Le hacheur (dual h- bridge) Georges daher 17 La boussole (CMPS10) Présentation Le module CMPS10 est une boussole d'inclinaison compensée. Employant un magnétomètre 3 axes et un accéléromètre à 3 axes et un puissant processeur 16-bit, le CMPS10 a été conçu pour éliminer les erreurs causées par l'inclinaison de la carte. Le CMPS10 produit un résultat de 0- 3599 représentant 0 à 359,9 ou de 0 à 255. La sortie des trois capteurs de mesure de composants z du champ magnétique X, Y et, en même temps que le tangage et uploads/Industriel/ rapport-de-stage-a-base-d-x27-arduino.pdf