![\"R.Ian](\"http:\/\/nagashur.com\/blog\/wp-content\/uploads\/2016\/03\/banner_r.ian_5301_800px.jpg\")
<\/a>R.Ian pendant son d\u00e9veloppement<\/p><\/div>\n
Objectifs de design<\/h3>\n
Pour ce robot, nous pla\u00e7ons diverses contraintes et objectifs. Il ne s’agit pas de faire le robot le plus \u00e9volu\u00e9 du monde, mais de faire un robot simple, performant et \u00e9conomique. On cherchera donc \u00e0 remplir les objectifs suivants :<\/p>\n
- \n
- le tout doit \u00eatre \u00e9conomique (sans que ce soit au d\u00e9triment de la qualit\u00e9\/fiabilit\u00e9);<\/li>\n
- le robot doit \u00eatre solide pour r\u00e9sister \u00e0 un usage en milieu scolaire;<\/li>\n
- il doit \u00eatre facile \u00e0 fabriquer avec les bons outils (une imprimante 3D et un fer \u00e0 souder);<\/li>\n
- il doit \u00eatre simple \u00e0 assembler, d\u00e9monter et r\u00e9parer;<\/li>\n
- on doit pouvoir le faire \u00e9voluer simplement, remplacer certaines parties, modifier des options;<\/li>\n
- il doit \u00eatre simple \u00e0 programmer pour les algorithmes simples;<\/li>\n
- il doit \u00e9galement permettre d’aller plus loin avec des algorithmes plus complexes.<\/li>\n<\/ul>\n
Conception g\u00e9n\u00e9rale<\/h3>\n
le ch\u00e2ssis<\/h4>\n
La conception du ch\u00e2ssis est abord\u00e9e plus en d\u00e9tails dans ce billet<\/a>.<\/p>\n
Pour atteindre ces objectifs, certains choix de design ont \u00e9t\u00e9 effectu\u00e9s. \u00a0Ainsi, j’ai favoris\u00e9 l’utilisation de l’imprimante 3D au maximum. Certes, ce n’est pas un outil que tout le monde poss\u00e8de, mais de plus en plus de fablabs, hackerspaces ou m\u00eame \u00e9tablissements scolaires en disposent. La plupart des utilisateurs peuvent acc\u00e9der \u00e0 une telle machine non loin de chez eux. Le choix de l’impression 3D se justifie principalement pour le fait que cela nous permettra de designer des pi\u00e8ces complexes qui permettront de simplifier l’assemblage. J’ai donc pass\u00e9 beaucoup de temps sur la “planche \u00e0 dessins”, afin de penser \u00e0 divers \u00e9l\u00e9ments qui permettront de rendre simple l’assemblage, la r\u00e9paration ou la modification du robot. En pratique, cela m’a permis de concevoir un chassis fait d’une seule pi\u00e8ce, comme on peut le voir ci dessous.<\/p>\n
![\"R.Ian](\"http:\/\/nagashur.com\/blog\/wp-content\/uploads\/2016\/03\/Chassis_closed_bottom-300x175.png\")
<\/a>R.Ian – chassis con\u00e7u dans openscad, version \u00e0 servomoteurs<\/p><\/div>\n
De nombreux trous sont pr\u00e9sents, m\u00eame si tous ne sont pas utilis\u00e9s pour le moment. Cette version du ch\u00e2ssis est pens\u00e9e pour utiliser des servomoteurs \u00e0 rotation continue, et une batterie lipo de type 18650 et une roulette sur un pivot. Le ch\u00e2ssis est pr\u00e9vu pour que tous ces \u00e9l\u00e9ments puissent se fixer facilement dessus. Des emplacements sont pr\u00e9vus pour fixer des capteurs, et d’autres pour des extensions.<\/p>\n
Ce ch\u00e2ssis s’imprime en moins de deux heures en PLA, mais peut \u00e9galement \u00eatre imprim\u00e9 en nylon ou en ABS. Dans le cas du PLA, il m’a fallu un peu moins de 11 m\u00e8tres de filament, soit 32 grammes (environ 97 centimes pour un PLA \u00e0 30\u20ac\/kg). Le tout est pens\u00e9 pour une impression facile, sans support ou technique avanc\u00e9e. Voici le lien direct vers le ch\u00e2ssis pr\u00eat \u00e0 l’impression, en stl<\/a>.<\/p>\n
<\/p>\n
![\"ch\u00e2ssis](\"http:\/\/nagashur.com\/blog\/wp-content\/uploads\/2016\/03\/chassis_top_5272_800px-300x187.jpg\")
<\/a>ch\u00e2ssis de R.Ian en PLA gris. Il s’agit de la version \u00e0 servomoteurs.<\/p><\/div>\n
La photo de droite illustre l’aspect du ch\u00e2ssis imprim\u00e9 en PLA gris sur ma Printrbot simple metal. Le code openscad du ch\u00e2ssis est disponible sous licence GPL 3 en t\u00e9l\u00e9chargement sur ce lien<\/a>.<\/p>\n
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L’\u00e9lectronique du robot<\/h4>\n
Ici, c’est simple : on s’appuie sur Arduino. Des biblioth\u00e8ques et des exemples de codes innombrables sont disponibles, et la programmation par USB permet de travailler simplement sur \u00e0 peu pr\u00e8s n’importe quel ordinateur. De plus, les Arduino sont en OpenHardware, ce qui permet de poursuivre la logique ouverte du projet. On trouve en outre des clones chinois du Arduino Nano, offrant les m\u00eames fonctionnalit\u00e9s (voir mon test d’un de ces clones de l’Arduino Nano achet\u00e9 sur Aliexpress<\/a>), pour un co\u00fbt d’environ 2\u20ac. Pour simplifier le tout, j’utilise des servomoteurs \u00e0 rotation continue pour d\u00e9placer le robot, donc pas besoin de contr\u00f4leurs de moteurs. Il nous faut juste ajouter un r\u00e9gulateur 5V step up pour \u00a0alimenter le tout depuis la batterie lithium de 3.7V utilis\u00e9e, et nous sommes par\u00e9s. De m\u00eame, pour les interrupteurs, contacteurs, etc, on utilisera les r\u00e9sistances pull-up internes de l’Arduino pour simplifier l’ensemble (pas de r\u00e9sistances externes \u00e0 souder). On ajoutera un petit circuit de charge de la batterie pour pouvoir recharger le robot par USB.<\/p>\n
Motorisation et d\u00e9placement<\/h4>\n
Les aspects de la motorisation et des roues sont abord\u00e9s plus en d\u00e9tail dans ce billet<\/a> d\u00e9di\u00e9 au sujet.<\/p>\n
Pour des raisons de simplicit\u00e9, la motorisation se fait via des servomoteurs \u00e0 rotation continue (bien qu’une version \u00e0 moteurs DC soit pr\u00e9vue). Pour l’instant, il s’agit de moteurs fitec FS90R, vendus pour environ 5\u20ac pi\u00e8ce chez pololu<\/a>. Il s’agit de servos “9g”, assez compacts et basiques. Il faut pour aller avec ces moteurs des roues, \u00e9galement vendues chez pololu<\/a>.<\/p>\n
![\"Roue](\"http:\/\/nagashur.com\/blog\/wp-content\/uploads\/2016\/03\/wheel_no_tire_172639_800px-150x150.jpg\")
<\/a>Roue en PLA sans pneu pour R.Ian, mod\u00e8le \u00e0 5 branches et 4 trous de fixation.<\/p><\/div>\n
Toutefois ici, j’ai con\u00e7u des roues \u00e0 imprimer en PLA, Nylon, ABS, ou un autre mat\u00e9riau suffisamment rigide. Il en faut deux, une pour chaque moteur. Ce mod\u00e8le pr\u00e9cis prend environ 25 minutes \u00e0 imprimer, pour 2.54m de filament (8g, 23 centimes). Cette roue re\u00e7oit ensuite la fixation du servomoteur et se visse alors sur ce dernier.<\/p>\n
![\"Pneu](\"http:\/\/nagashur.com\/blog\/wp-content\/uploads\/2016\/03\/tire_165125_800px-150x150.jpg\")
<\/a>Pneu tout-terrains pour R.Ian, en Ninjaflex noir.<\/p><\/div>\n
Toutefois en l’\u00e9tat cela ne suffit pas, car ce plastique glisserait sur la plupart des surfaces. On imprimera de fait un pneu pour chaque roue en mat\u00e9riau souple, comme le ninjaflex ou le semiflex. On trouvera le fichier stl de la roue en suivant ce lien<\/a>, et le fichier stl du pneu en suivant cet autre lien<\/a>(il existe aussi un autre fichier stl pour un pneu lisse<\/a> sur le github, mais il n’a pas \u00e9t\u00e9 test\u00e9).<\/p>\n
L’impression en ninjaflex prend environ une demi-heure par pneu, pour environ 40 centimes l’unit\u00e9.<\/p>\n
<\/p>\n
L’ensemble une fois assembl\u00e9 donne ceci :<\/p>\n
![\"Roue](\"http:\/\/nagashur.com\/blog\/wp-content\/uploads\/2016\/03\/wheel_assembled_with_tire_and_horn_161131_800px-300x265.jpg\")
<\/a>Roue de R.Ian avec pneu et fixation de servomoteur.<\/p><\/div>\n
On ajoute alors la roulette sur pivot, achet\u00e9e en magasin de bricolage, et nous avons les trois roues du robot.<\/p>\n
<\/p>\n
Le robot assembl\u00e9<\/h2>\n
Une fois assembl\u00e9 le robot ressemble \u00e0 ceci :<\/p>\n
![\"ch\u00e2ssis](\"http:\/\/nagashur.com\/blog\/wp-content\/uploads\/2016\/03\/assembled_chassis_top_5299_800px-300x272.jpg\")
<\/a>![\"R.Ian](\"http:\/\/nagashur.com\/blog\/wp-content\/uploads\/2016\/03\/R.Ian_assembled_functionnal_5324_800px.jpg\")
<\/a>