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Odométrie et NXT

dimanche 27 janvier 2008, par Eric P.

Ca fait un moment que la chose me travaillait. En fait, depuis que j’ai vu sur le Web que les ports moteurs du NXT exposent directement les signaux de l’encodeur en quadrature embarqué dans les blocs moteur.

Le NXT contient le code d’asservissement (un PID classique, dont RobotC permet d’ailleurs de régler certains paramètres) des moteurs en vitesse ou en position, et l’utilise pour contrôler ceux-ci. C’est déjà un gros progrès par rapport au RCX, où tout se faisait au chrono, ou dans le meilleur des cas avec les capteurs de rotation (mais au prix de 2 entrées). Mais ce n’est pas suffisant pour faire des déplacements vraiment fiables, car on n’est pas informé des éventuels glissements et patinages.

 L’idée

L’idée est donc la suivante : puisqu’on peut accéder aux signaux des encodeurs intégrés, pourquoi ne leurrerait-on pas le firmware en y substituant ceux générés par des encodeurs montés sur des roues suiveuses (ododmétriques pour utiliser un terme savant) ? En faisant cela, au lieu d’asservir sur la position ou la vitesse des moteurs, il asservirait sur la position ou la vitesse du robot.

 La manip

Maintenant en possession de connecteurs RJ12 approvisionnés chez MindSensors (oui, je sais, j’aurais pu me les modifier moi-même, mais le temps c’est de l’argent, et en ce moment, j’ai moins de temps que d’argent) et de la pince à sertir du club, j’attaque deux câbles maison pour tripatouiller les signaux. Pour information, les signaux disponibles sur les ports moteurs sont les suivants :

-Pin--Signal--Couleur du fil-
-câbles LEGO-
1moteurblanc
2moteurnoir
3masserouge
44V3 régulévert
5canal A encodeurjaune
6canal B encodeurbleu

Rien de bien compliqué :
- on laisse la liaison moteur inchangée (signaux 1 et 2)
- on alimente l’encodeur avec la masse et le 4v3 (signaux 3 et 4) (NB : il se trouve que les encodeurs utilisés pour le test sont donnés pour 5V, mais fonctionnent correctement à partir de 3V3)
- on connecte les sorties de l’encodeur aux signaux 5 et 6

Reste ensuite à monter l’encodeur sur une roue suiveuse, qu’on entrainera en la mettant en contact avec un des roues du robot (histoire de ne pas cavaler dans la pièce). Une petite photo valant mieux qu’un long discours, jetez un oeil sur ce qui suit :

JPEG - 80.1 ko

On y voit (outre le bazar qui règne sur mon bureau) :
- l’encodeur monté sur un bras oscillant à l’aide d’élastiques
- la boite de connexions rapides pour accéder facilement aux divers signaux
- les deux câbles maison (en nappe grise)

 Les tests

Grâce aux divers outils de RobotC, on peut manipuler directement les moteurs sans avoir besoin de programmer quoi que ce soit, ce qui est très pratique pour des tests comme celui-ci.

On y va donc en donnant une consigne de vitesse. Oula, ça ratouille. On essaye maintenant avec une consigne de position. Ca bouge un peu, puis ça oscille frénétiquement.

En fait c’est normal. Avant d’aller plus loin, il faut dire que l’encodeur utilisé est un 1024 pas (fourni à des conditions hors compétition par notre ami George. Encore merci à toi ;-)). Or les encodeurs intégrés ont une résolution beaucoup moins élevée (la résolution en sortie de bloc moteur, c’est à dire après le train réducteur intégré est de 1 degré. On imagine donc que l’encodeur au niveau du moteur lui-même n’a que quelques pas (ce que confirment d’ailleurs les dessins techniques disponibles çà et là, ainsi que divers reportages photographiques d’autopsies de moteurs). Notre bête envoie trop d’impulsions telle que nous l’avons montée. Ce n’est pas grave, il suffit de démultiplier (pas de photo, mais vous imaginez facilement).

Et là, ça fonctionne très bien. Bon, le revers de la médaille, c’est qu’on se retrouve donc au final avec une résolution analogue à celle d’origine, mais il fallait s’y attendre puisque le firmware est inchangé et qu’on ne fait que le berner en lui faisant croire qu’il prend son feedback depuis l’encodeur intégré. Mais le côté agréable, c’est qu’on n’a rien fait pour obtenir ce résultat.

L’étape suivante est de monter un système odométrique complet avec deux encodeurs sur roues suiveuses, et de voir si on arrive à diriger notre robot avec précision.

Ce sera pour plus tard...

Vos commentaires

  • Le 5 juin 2010 à 17:13, par K-lean En réponse à : Odométrie et NXT

    Salut !

    où en êtes vous alors là dessus ?

    Avez vous des résultats concluants qui vous permettent de mettre des roues codeuses et d’asservir simplement à partir du programme du Nxt ?

    • Le 6 juin 2010 à 19:29, par ? En réponse à : Odométrie et NXT

      Bonjour,

      En fait je n’ai rien fait de plus depuis. Manque de temps et d’autres trucs plus prioritaires :/

      Mais je pense m’y remettre prochainement histoire d’avoir fait le tour de la question. Je publierai le résultat des courses dans tous les cas. Viens faire un tour de temps en temps pour voir s’il y a du nouveau ;)

    • Le 9 juin 2010 à 20:17, par k-lean En réponse à : Odométrie et NXT

      Parce que je me disais qu’on pouvait faire le contraire :
      mettre d’autres moteurs et les moteurs du NXT comme roue codeuse ...

      Je me dis que ce serait peut etre plus simple. Moins précis mais plus simple.

    • Le 14 juin 2010 à 14:25, par ? En réponse à : Odométrie et NXT

      Ca peut se faire, et des exemples de commande par bouton rotatif (une roue montée sur la sortie du moteur LEGO) du genre radiocommande pour voiture sont disponibles un peu partout.

      Mais ça ne convient pas pour de l’odométrie suiveuse, du fait de la résistance à la rotation qu’oppose le moteur et le train d’engrenage.

    • Le 3 janvier 2012 à 20:41, par K-lean En réponse à : Odométrie et NXT

      Salut,

      Des avancées ?
      Je me suis acheté les capteurs rotatifs d’Hitechnic pour faire des roues codeuses. Si vous ne faites rien d’ici juin prochain, je m’y mettrais ;-)

      Si je suis bien la manip, il faudrait laisser uniquement les fils 1 2 3 4 sur les servos (couper les 5 et 6) et brancher les fils 3 4 5 et 6 sur les codeurs.

      1 / moteur / blanc
      2 / moteur / noir
      3 / masse / rouge
      4 / 4V3 régulé / vert
      5 / canal A encodeur / jaune
      6 / canal B encodeur / bleu

    • Le 5 janvier 2012 à 15:03, par Eric P. En réponse à : Odométrie et NXT

      Salut,

      Je n’ai rien fait sur le sujet depuis. Tu es le bienvenu pour contribuer à la manip.

      Pour ce qui est des connexions c’est exactement cela.

      Il faut par contre que l’encodeur envoie des impulsions avec une fréquence maximale analogue à celle des encodeurs intégrés (cf les essais détaillés dans l’article).

      Par contre tu ne pourras pas utiliser directement les encodeurs HiTechnic, car ils sont interrogés en I2C. Ou alors il faut les modifier afin de récupérer les signaux en sortie d’encodeur et mettre de côté le conditionnement qui est fait en interne.

    • Le 12 septembre 2012 à 20:32, par Félix Dhumes En réponse à : Odométrie et NXT

      Salut.
      Dis, tu connais aussi les brochages des capteurs de lumiere et de pression ? (pour le V1)
      Merci d’avance

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