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base:faire_un_bon_robot

Faire un bon robot avec le moins de choses possibles, c'est faisable.

Documentation

Avant que le règlement de la coupe ne tombe, il faut déjà savoir comment on fait un robot, et avoir quelques bases en élec (U=RI devrait suffire) et en méca (F = m*a et arriver à scier droit suffisent).
Pour réfléchir, il y a quelques pistes :

Si vous avez des questions, n'hésitez à contacter les anciens de l'asso, ou les assos du coin.

Pré-cahier des charges

Même sans connaître les contraintes du règlement, on sait déjà qu'il faut un robot capable de se déplacer, ça permet de choisir vaguement la mécanique de la base roulante, l'électronique de puissance, et l'asservissement.
On peut même commencer à faire un système d'évitement.
C'est le moment de tester les “anciennes” pièces des années passées (moteurs, méca, élec) et de voir si c'est fonctionnel et réutilisable (doc, code, schémas élec…). C'est aussi le moment de chercher comment va être fait le robot (matières premières, usinage, fournisseurs, récup).

Il faut être sûr de maîtriser tout ce qui va être utilisé : éviter les techniques peu testées*, ou les échecs confirmés des années passées*, ou d'utiliser des cartes dont la conception ou le code sont trop obscurs.

Utiliser des composants et des cartes répandues permet d'avoir facilement du spare, voir même d'en demander aux voisins durant la coupe. De quelques équipes ne peuvent pas continuer pour une carte à µc exotique ou une carte faite maison cramée. Même avec du spare, il faut bien connaître ses cartes pour pouvoir les réparer rapidement.

Notes :

  • Les moteurs brushless sont à éviter pour de la propulsion : difficiles à commander à faible vitesse (V/f constant, mesure de position difficile avec un capteur hall ou la fcem des bobinages),
  • Les moteurs pas à pas sont une vraie plaie à asservir, catastrophiques en boucle ouverte, et consomment beaucoup,
  • Certaines cartes ont été conçues et fabriquées totalement à l'arrache, sans but d'être ré-utilisées, et d'autres l'ont étées, mais avec des composants introuvables maintenant Asservissement polaire PE

Planning

Voir la page dédiée.

Lecture du règlement

Fin Septembre ou début Octobre, le règlement arrive, il faut absolument que TOUS les membres l'aient lu, sans quoi il y aura des problèmes de compréhension et des erreurs d'interprétation.

Cahier des charges

  • Base roulante : vérifier/corriger le pré-cahier des charges, et rajouter les contraintes de périmètre.
  • Choix des Actions : choisir les actions à faire avec le rapport magique :
    • fiabilité : le rapport d'actions réussis/échecs (0<fiabilité<1),
    • points : le nombre de points que l'action remporte
    • temps : le temps de fabrication de l'actionneur (on peut rajouter un coefficient de complexité/réglage)
    • durée : durée que met le robot à faire l'action
    • Ne pas hésiter à faire les actions à la main pour voir
  • :!: Il faut bien faire un choix parmi les actions, il est nettement mieux de faire peu de choses, mais de bien les faire, que de tout mal faire.
  • Organisation du robot, c'est là que l'encombrement et l'architecture est choisie, ce qui va définir la capacité du robot (éléments dans le robot) et son poids (prévoir une grosse marge de 50 à 100% pour la mécanique).
    Préférer une base roulante et une structure démontables, ça simplifie nettement les réglages.

Terrain et Éléments de jeu

Pour faire des tests, il faut forcément au moins une partie du terrain, mais selon la taille de l'équipe, la taille du local et le budget, il y a des solutions plus ou moins adaptées :

  • Construire un terrain complet (séparable en 4 pour être transportable en voiture) :
    • Repeindre le terrain chaque année (ponçage, masticage, ponçage et peinture), surtout utile pour les représentation publiques ou les robots faisant du traitement d'image,
    • Construire tous les éléments de jeu
  • Construire un terrain “à l'arrache” :
    • Un terrain d'au moins 1m², et un demi-terrain idéalement, pour les tests d'asservissement :
    • La couleur importe peu, mais il faut le peindre pour avoir le même état de surface qu'à la coupe
    • Ne construire que les éléments de jeu qui vont être utilisés par l'équipe
    • Quadriller le terrain (10cm) et marquer la position des éléments de jeu
    • Un coup d'acétone et le terrain peut resservir pour l'année suivante
  • Avoir un robot en bois (ou en carton ou en pvc) pour tester l'évitement n'est pas du luxe, un robot d'une année précédente peut aussi servir.

Conception

C'est le moment d'avoir au moins un prototype roulant, et de commencer à faire des prototypes des actionneurs.

Si un actionneur est trop compliqué, trop encombrant, c'est le moment de le virer/remplacer, voir de choisir une autre action, mais il faut s'en rendre compte rapidement, après ça sera trop tard.

Éviter le scotch, le carton et le pistocolle dès la conception. C'est parfait pour un prototype, mais pour un robot final, c'est assez rare de construire un ensemble solide à partir de blocs fragiles.

Méca

Une fois les prototypes testés, on peut fabriquer la base roulante définitive, puis intégrer les actionneurs.
La fiabilité de la base roulante est critique :

  • Assez lourde pour être stable avec toutes les pièces du robot
  • Stable : points d'appui pas trop hyperstatiques (jeu) et centre de gravité bien bas
  • Rigide et Indéformable, on peut rajouter des profilés d'alu pour renforcer
  • Solide : collisions contre les murs/chaises habituelles pendant les réglages d'asservissement
  • Fiable : les pneus doivent patiner avant que les courroies ou le réducteur ne casse, ou que le moteur ou l'élec ne fument

Le reste de la mécanique doit aussi être fiable, il vaut mieux mettre trois vis, et des contre-écrous, même si une seule vis et un pion suffisent, il arrive qu'a force des vibrations (moteurs pas à pas, chocs, actionneurs), les vis se desserrent. Le frein filet peut aussi aider.

Élec de puissance

L'élec doit absolument être fiable et bien protégée. Elle doit protéger à la fois les batteries (fusibles temporisés) et l'élec qui est branchée derrière (limites de courant).

En cas de problèmes avec l'alimentation (oscillations, problèmes de stabilité à faible/forte charge), les problèmes se résolvent souvent en rajoutant/changeant des capas (attention à l'ESR). La cause des problèmes est assez facile à voir à l'oscillo en faisant varier la charge.

Dimensionner l'élec des moteurs un peu juste (vraie limite de courant, pas rajoutée dans le code) pour ne pas les cramer par erreur. Les LMD18200 limitent le courant à 3A, ce qui est largement suffisant pour se déplacer, mais pas à cramer un Monstre Maxon ou un MFA.

Élec

Schémas élec pas trop tirés par les cheveux, souvent les Application-Notes donnent de bonnes idées. Bien penser à router un pcb aéré, avec des pistes larges, des plans de masse et des grosses pastilles, ça le rendra plus facile à graver, à percer et à débugger.

N'importe quel port d'entrée numérique doit avoir une impédance < 50kΩ, et si-possible, autour de 10kΩ, et supérieure à 1kΩ, pour avoir une immunité au bruit relativement bonne et une ne pas trop pomper. Pour l'analogique, il faut tester, mais attention quand même au bruit qui est rayonné et conduit, les points gênants sont surtout les entrées analogiques de µc et les Optocoupleurs.

N'importe quel port d'entrée doit être protégé contre les sur/sous-tensions: au moins des diodes de clamp (internes aux composants CMOS et aux µc). Normalement l'alim se met en sécurité avant que le composant ne saute, sinon on peut rajouter une résistance de 100 à 1kΩ en série (obligatoire pour les composants 3.3v avec signaux 5v en entrée).

Info

Le mieux est d'avoir une info séparée sur plusieurs µc, avec un µc qui gère uniquement le déplacement, et l'autre qui gère le reste. Cette partie est la plus critique et prend le plus de temps à debugguer.

Le mieux est d'avoir une stratégie conne, avec un itinéraire pré-défini, et un système d'évitement qui ne fait que s'arrêter et reprendre une fois l'obstacle parti. Le reste est en bonus (évitement intelligent, trajectoire custom pour chaque adversaire).

Une stratégie basique (uniquement déplacement et évitement, le strict minimum pour gagner un point) dédiée à l'homologation permet de sauver la mise et de s'homologuer rapidement même si le reste n'est pas totalement réglé. Ce type de stratégie permet de servir de base saine pour rajouter les actions et compliquer la stratégie.

Tests

Plus le robot sera testé, plus il a des chances d'être fiable. Ça permet aussi de voir des bugs qui n'auront lieu qu'une fois sur 100, ou de voir des bugs qui arrivent dans des conditions rares (froid, chaud, lumière, vibrations).

Dans l'idéal, il faudrait au moins un mois de tests pour la base roulante, et deux semaines pour le robot complet.

En général, les équipes qui vont en finale ne sont pas forcément celles qui marquent le plus de points, mais elles les marquent à chaque fois.

Homologation

Il faut toujours avoir un robot homologuable le plus tôt possible, même avec des solutions simples (moustaches pour l'évitement, actionneurs non-fonctionnels).

Pendant la coupe, il faut un robot prêt à être homologué le premier jour, ça évite plein de mauvaises surprises. L'idéal, c'est d'avoir un robot pleinement fonctionnel dès le début de la coupe, comme ça il n'y a que des modifications de stratégie.

Il est même possible de faire un petit robot qui ne serve que pour l'homologuation (en Lego/Meccano/Carton), utile pour une grosse équipe ou pour “former” les “nouveaux”. Le “petit robot” a sauvé plusieurs fois la mise pour Galiléo.

base/faire_un_bon_robot.txt · Last modified: 2017/10/15 19:19 (external edit)