Description du projet

Ce projet a pour but de découvrir et faire decouvrir le monde formidable des projets robotiques que l'on peut faire à partir d'une carte Arduino, de quelques capteurs et d'un peu d'imagination.

Vous l'aurez compris, ce projet pourrait etre en perpetuelle evolution.

et oui, à partir du moment, où on sait lire un capteur et/ou piloter un moteur, rien n'est plus tentant que de fabriquer un robot pour quelque activité que ce soit.

la description comporte une présentation des differents éléments mecaniques et electroniques utilisés, le code Arduino expliqué et les futures évolutions que subira la voiture.

Matériel

l'objectif de ce projet etant de développer des compétences en langage C via Arduino, je n'ai pas souhaité perdre du temps à faire un chassis mécanique et developper des modules éléctroniques.

D'ailleurs, lorsque l'on constate le prix de modules electroniques d'alimentation ou autres elements sur certains sites internet, ça ne vaut pas le cout de développer soit meme ces circuits.

La réalisation d'un chassis sera surement l'objet d'un autre projet, une fois mon imprimante 3D construite, mais ça, c'est une autre histoire !!

Eléments mécaniques

Qu'on souhaite developper une Ferrari, une Twizy ou … une voiture telecommandée pleine de fils pilotée en Arduino, une voiture est généralement composée d'un chassis et de 4 roues.

de ce fait, j'ai acheté un kit de differents éléments sur Aliexpress (ce n'est pas tout à ce kit mais ça donne une idée) :

http://fr.aliexpress.com/item/Multifunction-Bluetooth-Controlled-Robot-Smart-Car-Kits-For-Arduino-uno/32477828687.html?spm=2114.06010108.3.28.Bo3jeK&ws_ab_test=searchweb201556_7,searchweb201602_3_10017_507_401_10040,searchweb201603_9&btsid=d9ec211d-1205-4c1d-8c32-0735a1345014

ce kit est au moins composé de :

  • 2 plaques plexi et des entretoises pour assembler un chassis
  • 4 roues associées à 4 moteurs à courant continu.
  • une carte Arduino uno
  • quelques fils permettant de connecter les entrées/sorties de l'Arduino à differents capteurs.

voilà pour la présentation du kit.

Une fois les éléments assemblés, on obtient grosso modo cela :

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donc on a déjà un chassis et des roues, on peut donc se focaliser désormais sur la partie electronique.

Eléments électroniques

Afin de piloter les moteurs de la voiture, je vais utiliser :

  • les moteurs
  • 2 drivers moteurs
  • une carte Arduino Mega
  • un module d'alimentation
  • des batteries
  • un joystick … avant de passer à la version télécommandée pas encore développée.

et oui car, comme tout projet dans lequel on se lance sans savoir, il est important d'y aller pas à pas …

alors quelques explications sur les éléments utilisés :

Les moteurs

bon et bien comme expliqué plus haut, j'utilise les moteurs achetés dans le kit.

Drivers moteurs (ponts en H)

A quoi ça sert ?

et bien expliquons d'abord le fonctionnement d'un moteur à courant continu :

et comme on trouve sur le net des gens qui expliquent parfaitement comment piloter un moteur à courant continu, je vous invite à lire l'explication dans le lien ci-joint :

http://eskimon.fr/285-arduino-601-le-moteur-courant-continu

vous avez tout compris ?

Donc on retient quelques éléments clés :

  • 1 moteur necessite un driver moteur qui permet d'amplifier le courant que la carte Arduino n'est pas capable de fournir.
  • ce driver doit recevoir des “combinaisons” de signaux pour faire avancer, reculer, stopper ou laisser aller en roue libre chaque moteur.

les drivers moteurs utilisés sont les suivants :

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http://fr.aliexpress.com/item/5pcs-lot-L298N-Dual-Bridge-DC-Stepper-Controller-Control-Motor-Driver-Module-Board/32302635085.html?spm=2114.06010108.3.209.P3uVpH&ws_ab_test=searchweb201556_7,searchweb201602_3_10017_507_401_10040,searchweb201603_9&btsid=484b9818-0293-430b-91ee-184870483a75

Carte Arduino Mega

Alors pourquoi une carte Arduino Mega alors qu'une carte Arduino Uno était fournie dans le kit ? …

et bien tout simplement parce que “qui peut le plus peut le moins” … en gros, comme dès le début, je ne savais pas vraiment le nombre de capteurs que j'allais connecter à la carte Arduino, j'ai opté pour la version la plus complète de Arduino … donc la méga mais il est assez certain que je n'utiliserai pas toutes les entrées/sorties.

Un module d'alimentation

il faut comprendre un point essentiel lors d'un developpement électronique : on définit l'alimentation en dernier !!

et oui, on regarde d'abord les tensions à fournir à chaque charge, les courants consommés, de manière à ensuite dimensionner une alimentation capable de fournir toute l'énergie pour faire tourner tous les éléments.

malgré tout, je vous conseille l'utilisation de ce type de module :

http://fr.aliexpress.com/item/LM2596-LM2596S-LED-Voltmeter-ADJ-DC-DC-Step-down-Step-Down-Adjustable-Power-Supply-Module-With/32354870007.html?spm=2114.06010108.3.18.Mz3sGs&ws_ab_test=searchweb201556_7,searchweb201602_3_10017_507_401_10040,searchweb201603_9&btsid=be836f06-9f8d-4c7d-aa3d-a999bcee49fd

g02.a.alicdn.com_kf_htb1rkm9ipxxxxxqxvxxq6xxfxxxa_lm2596-lm2596s-led-voltmeter-adj-dc-dc-step-down-step-down-adjustable-power-supply-module-with.jpg_220x220.jpg

Pour moins de 2€, vous recevez une alimentation à découpage qui permet de fournir une tension de sortie de mémoire jusqu'à 3A et, en prime, un afficheur permettant d'afficher soit la tension d'entrée, soit la tension de sortie, c'est assez confortable, en particulier pour la mise au point.

Si vous le souhaitez, je pourrais rajouter des infos sur les avantages et inconvénients de ces structures d'alimentation par rapport aux alimentations linéaires.

Les batteries

J'ai opté pour la techno Li-ion qui a le mérite de présenter une tension par element de 3.6V (donc avec 3 éléments on fournit déjà quasiment 12V au systeme), plutot que d'utiliser du Ni-mH qui aurait necessité une dizaine d'elements de base.

attention quand vous achetez du Li-ion sur des sites, en terme de qualité et de prix, il y a de tout et de n'importe quoi. j'ai par exemple acheté des batteries “No Name” à 10€ les 5 avec un chargeur, il s'est avéré que le chargeur etait tres fragile et que les batteries qui annonçaient une capacité de 6000mAh, n'en faisant en réalité que 400 (oui oui, 400 pas 4000 !!).

donc j'ai acheté un jeu de batteries, un peu plus cher, avec une marque dessus, et là la capacité mesurée avec un appareil adequat est effectivement bien plus fidèle.

La partie telecommande

et oui, qui dit voiture telecommandée, dit telecommande.

pour cela, il faut donc un emetteur et un recepteur.

pour faire simple, j'ai choisi un ensemble emetteur/recepteur RF à 433MHz.

https://fr.aliexpress.com/item/Free-shiping-Best-prices-2-pair-4pcs-433Mhz-RF-transmitter-and-receiver-link-kit-for/1702506043.html?spm=2114.06010108.3.10.26iE1r&ws_ab_test=searchweb201556_7,searchweb201602_2_10057_10056_10065_10037_10068_10055_10054_10069_301_10059_10058_10032_10073_10017_10072_10070_10060_10061_10052_10062_10053_10050_10051,searchweb201603_1&btsid=9259aebf-ff3a-4751-be06-83a68436feb3il

le recepteur est donc relié à la carte Arduino Mega présente sur le chassis de la voiture, alors que l'emetteur se trouve sur une autre carte, équipée elle aussi, d'un Arduino Uno (on y reviendra plus tard).

Ah, j'oubliais, la derniere petite “option” ajoutée à ma voiture est la présence d'un klaxon lorsqu'on appuie sur le joystick de la telecommande.

Le schema electrique de la carte Arduino présenté sur la voiture est, à la fin, celui ci :

La télecommande :

comme énoncé, un peu plus haut, la télécommande est composée d'une carte Arduino Uno, à laquelle est connecté un joystick permettant de faire tourner, avancer ou reculer la voiture.

On y trouve aussi l'emetteur RF à 433 MHz de maniere à “envoyer” à la voiture, la position du joystick et l'etat du push du Joystick (appuyé ou relaché).

Photos

ASCII

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