Remerciez-le!

Remerciez @Admin pour avoir partagé cet document gratuitement, de la manière la plus simple, en partageant sur les réseaux sociaux.

Choix du type et du nombre de capteurs et interfaçage : Nous avons dit précédem

Choix du type et du nombre de capteurs et interfaçage : Nous avons dit précédemment qu'un robot suiveur de ligne comporte entre deux et dix capteurs selon les modèles. Mais avant tout que sont ces capteurs ? Ils sont composés d'une diode émettrice infrarouge et d'un phototransistor infrarouge. Soit ces éléments sont séparés, soit ils sont regroupés dans un même boîtier mais le principe reste le même. Voici le schéma correspondant au fonctionnement d'un capteur : La diode émet de la lumière infrarouge dans de nombreuses directions cette lumière à une longueur d'onde d'environ 900nm certains rayons, formant un angle d'incidence i par rapport à la normale qui est perpendiculaire à la surface de réflexion, se réfléchissent plus ou moins sur la surface lisse de couleur quelconque avec un angle de réflexion par rapport à la normale égale à l'opposé de l'angle d'incidence. Plus le phototransistor reçoit de la lumière infrarouge, plus il est passant et plus l'intensité traversant le collecteur et l'émetteur de celui-ci est élevée. Cette lumière a été émise par la diode et réfléchie par la surface qui est devant le capteur, si c'est du noir le capteur est un tout petit peu passant, si c'est du blanc, le transistor est presque complètement passant. Pour récupérer une information logique sur la patte du Basic Stamp selon la couleur de la ligne à partir d'un capteur , on a recours à un petit montage électronique réalisé par nos soins. Voici son schéma : Le capteur comprend deux parties , la première avec la led que l'on va alimenter en 5 volts et mettre en série avec une résistance de 100 ohms pour obtenir une intensité la traversant d'environ 50 milliampères. La deuxième partie est le phototransistor qui travaille en amplification comme un transistor standard à la différence près que ce qui va modifier son état interne c'est la quantité de lumière qu'il va recevoir, en fonction de laquelle l'intensité I va varier. C'est ici que nous allons implanter un réglage de sensibilité grâce au potentiomètre P1 et à la résistance R1. Cette résistance R2 est présente uniquement pour que la résistance équivalente ( au potentiomètre réglé au minimum et à la résistance R2) n'atteigne pas une valeur nulle. Pour une même intensité I, si le réglage du potentiomètre est élevé alors l'intensité Ib tendra vers la valeur de l'intensité I, plus le réglage du potentiomètre sera faible plus l'intensité Ib diminuera. Cette intensité Ib est l'intensité de base du Darlington (montage spécifique des deux transistors T1 et T2 qui permet de multiplier les gains). Donc plus celle-ci va être grande plus la tension Vce va diminuer rapidement car le gain est élevé et le Darlington va saturer très vite, en sortie on récupère presque un signal tout ou rien selon deux couleurs distinctes de la surface sur laquelle se réfléchit la lumière. Ce qui fait que si la tension Vce descend en dessous de 1,5 volts ( seuil des états logiques du Basic Stamp ) alors on aura un niveau logique 0 sur la patte correspondante. On ajoute également la résistance R2 pour protéger le Basic Stamp et éviter un court circuit entre le +5V et la masse lorsque T2 est saturé. Concrètement, si le capteur est au dessus de la ligne noire, alors la quantité de lumière réfléchie est faible, les intensités I et Ib sont faibles alors la tension Vce est élevée donc l'état logique correspondant à une surface noire est 1. Par le même raisonnement on obtient que l'état logique correspondant à une surface blanche est 0. Le réglage de sensibilité va permettre de régler à partir de quelle nuance de couleur on obtiendra 0 ou 1. Dans le programme pour tester l'état d'une entrée du Basic Stamp on utilise l'association de l'appellation inX de l'entrée (où X est le numéro de l'entrée sur laquelle on doit tester l'état) et de l'instruction : If " condition " then " label " " label " doit être remplacé par le nom d'une l'étiquette dans le programme à laquelle on doit se rendre si la condition est vraie. Pour tester l'état de l'entrée 5 par exemple et, si elle est à 1, aller à l'étiquette " commencer " on va écrire dans le programme : If in5=1 then commencer. Pour notre robot, le nombre de capteurs devait être choisi. Deux capteurs nous semblaient trop peu et à l'inverse, la dizaine, c'était trop car le montage électronique aurait été beaucoup trop volumineux. De plus un nombre aussi élevé de capteurs est utilisé pour des robots destinés à des compétitions ce qui n'est pas le cas du nôtre . Nous avons donc décidé d'équiper notre robot de quatre capteurs disposés de la façon suivante : deux capteurs centraux écartés de deux centimètres environ puis deux capteurs latéraux un peu en retrait et plus écartés. Le choix du microcontrôleur : Nous nous sommes donc penchés sur le choix de la puce principale du robot, et rapidement nous nous sommes dirigés vers l'acquisition du Basic Stamp 2SX de la société Parallax. En effet sa programmation s'effectue en langage basic qui ressemble beaucoup à celui utilisé dans les calculatrices et auquel nous étions déjà initiés. Néanmoins la vitesse d'exécution d'un programme basic est inférieure à celle de l'exécution d'un programme dans un autre langage. Cependant l'horloge interne du Basic Stamp est de 50 MHz ce qui règle le problème de différence de vitesse d'exécution ( à titre de comparaison un PIC, autre type de microcontrôleur fonctionnant en assembleur, a une fréquence de 4 MHz ). L'interfaçage des entrées / sorties est également très simple à réaliser mais nous approfondirons ultérieurement les différents schémas de connections des divers périphériques. Le choix de la motorisation : Les robots rencontrés au cours de nos recherches sont équipés soit de moteurs avec réducteurs commandés en sens de rotation uniquement (leur tension d'alimentation sont en général de 6 ou 9 volts ), soit aussi de moteurs pas à pas commandés en sens de rotation , en vitesse, et en angle de rotation (Grâce au nombre de pas effectués). L'alimentation de ces moteurs s'effectue de 4 à 12 volts, mais leur poids est souvent assez élevé et leur mode de fonctionnement est complexe. Ce qui fait qu'il devient difficile de les intégrer dans notre robot qui devra être assez léger car de plus ils sont assez encombrants et demandent des schémas de connexion compliqués, nous abandonnerons donc ce choix. La troisième motorisation rencontrée est l'utilisation de servos, sortes de moto réducteurs pilotés à l'aide d'impulsions. Leur tension d'alimentation est de 4,8 ou 6 volts. Mais ceux-ci nécessitent une modification interne car à l'origine ils sont prévus pour des rotations sur une plage de 120° environ et sont incapables, en l'état, d'effectuer un tour complet Les possibilités de pilotage au final sont les suivantes : sens de rotation et vitesse. Nous avons donc deux choix cohérents avec le but recherché ( robot assez rapide et le plus efficace possible dans le suivi de ligne ) , des moteurs standards avec leur réducteur ou des servos.L'inconvénient des moteurs courants est leur consommation qui généralement dépasse les 2 ampères, de plus ils nécessiteraient un système de montage spécial ( à cause de leur forme cylindrique ) et une partie puissance dans le schéma électrique entièrement à réaliser avec les complications que ceci pourrait entraîner (composants de puissance, surchauffe …).Les servos quant à eux ont le grand avantage d'avoir la partie puissance déjà incluse dans leur boîtier et les moteurs, de petite taille, ne consomment pas plus de 800 mA. Leur forme , parallélépipédique, leur permet d'être facilement fixé à des surfaces planes. Et d'après la documentation du Basic Stamp, la connexion de tels appareils s'effectue très facilement et la programmation pour les faire fonctionner ne sera pas non-plus un obstacle à la réalisation de notre robot. C'est donc sur cette motorisation que ce choix s'est porté, et nous allons voir dans la partie suivante comment tirer le meilleur de celle-ci. Préparation et mode de programmation des servos : En temps normal un servo est piloté par des impulsions électriques de largeur spécifique qui permettent de faire pivoter l'arbre de sortie du servo d'un angle spécifique par rapport à sa position neutre. Cette position est détectée par le circuit interne au servo ( que l'on ne détaillera pas car il est beaucoup trop complexe ) grâce à un potentiomètre dont l'axe est solidaire à l'axe de sortie du servo. Une butée est également présente pour éviter de détériorer le potentiomètre au cas où l'angle réglé serait trop important. Le système de commande est très simple : l'alimentation de 4.8V à 6V étant appliquée sur deux fils , on applique l'impulsion sur le troisième. Une impulsion de 1,5 millisecondes centre l'axe à sa position dite neutre, une impulsion de 1 milliseconde fait pivoter l'axe de 45 degrés tandis qu'une impulsion de 2 millisecondes le fait pivoter de - 45 degrés Toute impulsion comprise entre 1 et 2 millisecondes permet d'obtenir de nombreuses positions uploads/Litterature/ choix-du-type-et-du-nombre-de-capteurs-et-interfacage 1 .pdf