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Electronique du robot 2008

Présentation rapide de l’électronique du robot Pobot 2008.

samedi 24 novembre 2007, par Julien H.

L’électronique du robot 2008 n’est pas très différente des années précédentes en ce qui concerne l’architecture : utilisation de microcontrôleurs de la famille AVR d’Atmel, communication I2C et série, moteurs pas-à-pas. Notre but est que tout puisse être réutilisé et manipulé par les membres de l’association (et nos visiteurs) pour leurs réalisations personnelles.

 Carte principale

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Carte EMBmega32
carte principale du robot 2008

Elle est le cerveau du robot. Petite mais puissante : une carte de 8x8 cm contenant un Atmel AVR ATmega32 à 16 MHz (16 millions d’opérations à la seconde !). Elle gère l’intelligence artificielle, le pilotage des cartes filles (pour le déplacement), les capteurs et les actionneurs.

La carte comporte 4 ports HE10 pour une connexion facile, un buzzer pour entendre quand le robot bogue et une horloge RTC pour qu’il puisse nous prévenir qu’il est trop tard et qu’on devrait dormir ;-)

Comme toujours, programmation "in situ" avec le connecteur ISP standard. Pour l’alimentation, nous avons glissé un convertisseur à découpage qui fait un 5V - sans chauffer à partir de n’importe quel alimentation de 5,5V à 16V !

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Datasheet EMBmega32
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Datasheet ATmega32

Prix : 20 € y compris la puce !

 Cartes filles

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Deux ICmega8 (une pour les odomètres, l’autre pour les moteurs pas-à-pas) vont permettre de gérer le déplacement en communiquant en I2C avec la carte principale.

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Datasheet ICmega8

Prix : 20 € la carte

Ces cartes sont programmées par ISP [1] en utilisant un programmateur USB rapide et pratique (compatible avrdude)

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Programmateur ISP USB

Prix : 28 € (utilisable sur toutes nos cartes)

 Moteurs

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Moteur NEMA23
moteur pas-à-pas Motek

Nous utilisons deux moteurs pas-à-pas bipolaires biphase à 200 pas par tour. Ils sont à la norme NEMA23.

Ils ont un couple nominal annoncé de 0,9 N.m s’ils sont alimentés à 3A. Nous utiliserons une limitation de courant à 1A (largement suffisant pour un robot de 8kg), donc le couple (mesuré par des essais) ne sera que de 0,4 N.m : pour être certain de garder un couple maximal, nous utilisons une démultiplication et nous choisissons des roues plus grandes, ce qui nous permet de n’avoir une vitesse de rotation que de 170 rpm au lieu des 2400 rpm que peut faire le moteur, tout en gardant une vitesse maximale du robot de 80 cm/s !

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Datasheet HS8123-5040(5010)
moteurs Motek du robot 2008
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Datasheet NEMA23
gamme de moteurs Motek vendus par Soprolec

Ils sont pilotés par des drivers packagés permettant d’utiliser pas ou micro-pas (1/2, 1/4, 1/8) avec une limite de l’intensité en marche et à l’arrêt. Leur rôle est de convertir des signaux "simples" en provenance du programme (sens de rotation, 1 pulse par pas) en un enchainement de signaux directement sur les 4 poles des bobines du moteur. C’est cet enchainement qui détermine si le moteur va avancer d’un pas (bobine par bobine), par demi-pas (chevauchement des alimentations successives de bobines) ou par micro-pas (utilisation d’une intensité variable pour créer des positions intermédiaires "virtuelles" puisque ne correspondant pas à une attirance magnétique réelle des pôles)

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Driver moteur SD3225
contrôleur de moteur pas-à-pas de la société Soprolec
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Datasheet drivers SD3225

 Odomètres

Nous utilisons des encodeurs Scancon sur lesquels nous fixons une roue de petite dimension. Ces encodeurs sont déjà montés, isolés de la lumière et de la poussière, leur cable de fixation est blindé. Ils fournissent une information classique (2 signaux carrés en quadrature) de grande précision (2048 ticks par tour) et acceptant des grandes vitesses (200000 ticks par seconde) largement à la portée de nos µC à 8 MHz.

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Datasheet encoder Scancon
les odomètres du robot 2008
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 Capteurs


[1In Situ Programming

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