Robotique:Equipement
Contents
Introduction
Cette page à pour but de lister tout les éléments et de donner un bref descriptif techniques.
Actionneurs
Moteurs
Moteur DC (à courant continu)
La base des actionneurs que l'on ne présente plus !
Avec une alimentation continue selon le sens du courant on fait tourner l'axe ! Peux aller du 3V/100mA au 24V/3A dans la plupart des cas pour de la robotique.
Moteur DC avec réducteur
On ajoute un réducteur qui permet de réduire la vitesse et d'augmenter le couple.
Ensuite il suffit d'ajouter une roue en bout d'axe.
Moteur DC avec réducteur et encodeur à quadrature
Cet encodeur permet d'avoir un retour de la position de l'axe, afin de mesurer la vitesse, l’accélération et en déduire avec la taille de la roue de quel distance le robot c'est déplacé.
Voir la partie capteur pour plus d'information dur l'encodeur à quadrature.
Servomoteurs
Servomoteur standard
Un servomoteur est un actionneur qui fait tourner un axe sur un angle souvent inférieur à 360° mais dont au commande directement l'angle.
Dans la plupart des cas sur cet axe on ajoute un bras qui permet de convertir la rotation en mouvement linéaire.
Et la on peux réaliser pince, bras de robot, porte, ...
Il contient
- Un moteur à courant continu.
- Un réducteur.
- Un potentiomètre (ou un encodeur)sur l'axe.
- Un circuit d'asservissement.
Pour le commander dans le cas de servomoteurs standard utilisé en modélisme il faut lui appliquer une longueur d'impulsion qui correspond à l'angle voulu et répéter toutes mes 20ms
Il existe pleins de sorte de Servomoteur avec des commandes en série, I2C, en tension.
Certains possède un retour de position et d'autre peuvent être commandé en spécifiant la vitesse et l’accélération de l'axe.
Servomoteur continu
C'est une modification du servomoteur qui permet de le faire tourner en continu dans les 2 sens.
Il faut l'ouvrir couper le lien qui relie le potentiomètre et l'axe de sortie, mettre le potentiomètre à une position médiane (90° sur un servomoteur 180°).
Il faut aussi modifier les butées mécanique qui empêche au servomoteur de tourner librement.
Ensuite quand on fait une commande de 90° le servomoteur de tourne pas.
A 95° il tourne doucement dans un sens à 85° doucement dans l'autre. Et à 0° ou 180° il tourne à pleine vitesse.
TODO : tutoriel photo dans un nouvel article pour la modif du servomoteur.
Capteurs
Télémétrie
La télémétrie permet de récupérer la distance entre un objet visé par un capteur et ce capteur.
Le type de technologie fait varier 2 grands facteurs : précision et portée.
Télémètre Ultrason
Le principe et le même que les sonars de bateau et sous-marins :
On envoie une onde ultrason et on commence à chronométrer le temps.
Le signal ultrason va rebondir contre l'objet et repartir vers le capteur.
Le capteur dés qu'il reçoit le retour de l'onde arrête le chronomètre.
Ensuite en connaissant la vitesse du son dans l'air (et la température car la vitesse de son varie (entre autre)en fonction de la température), on peux déduire la distance.
Pour réaliser ce capteur il suffit:
- D'un émetteur ultrason avec un générateur de signaux.
- D'un récepteur avec un circuit de traitement.
- Un microcontroleur qui va compter le temps écoulé et en déduire la distance.
Mais tout ceci se trouve tout fait:
- Les modules qui modulent et démodulent le signal ultrason.
- Les modules qui en plus calculent la distance.
La précision peux approcher le 1mm pour une distance de 5 mètres. L'inconvénient est qu'il peux y avoir des perturbations avec d'autres signaux ultrasons environnant.
Télémètre Infrarouge
Laser
Position absolue
Capteur de souris
Centrale inertielle
Accéléromètre Gyromètre
Caméra qui fixe un balise
Ou balise sur caméra qui fixe le robot
Autres
Barrière infrarouge
Encodeur à quadrature
L'encodeur à quadrature permet d'avoir un retour sur l'angle du moteur.
L'encodeur est soit installé directement sur l'axe du moteur ou déporté.
Il se compose le plus généralement pour un encodeur optique :
D'une roue.
D'une led d'un coté.
De deux capteurs optiques de l'autre.
Lors de la rotation ce signal est généré par les deux capteurs :
On peux différencier le sens de rotation et on peux connaitre l'angle de l'axe, car les deux signaux sont déphasé de 90°.
Un encodeur à quadrature possède un certain nombre de pulsations par tour, plus ils sont nombreux et plus on à de précision mais les signaux deviennent rapide et nécessite un circuit spécialisé (maintenant inclus dans certains micro-contrôleurs).
Contrôleurs
Energie Electrique
Batteries
Nimh
LIPO
Convertion
Régulateur linéaire
DC-DC
Controle moteur
Moteur DC
Pont en H
Moteur Brushless
Moteur pas à pas
Sécurité
Arrêt d'urgence
Indispensable coupe de robotique.
Fusible
Pour éviter de trop cramer son électronique en cas de court-circuit.
