La partie électronique du robot mobile
3.1 Introduction
Dans la conception d'un robot, la partie électronique
joue un rôle très important dans le fonctionnement du
système. En effet pour permettre au robot de se déplacer il est
nécessaire de réaliser des cartes telles que la carte de
commande, la carte d'isolation galvanique et la carte de puissance. La
structure électronique de notre robot mobile peut être
représentée par le schéma ci-dessous :
Détecteur de contacte
(Pare-chocs)
Télémétrie ultrason
MSU04
Capteur de couleurs
(Bande de trous)
Carte de commande
(Le module « ROVIN »)
Isolation galvanique
(Optocoupleurs)
Carte de puissance
(L298)
Carte de puissance
(L298)
Moteur déplacement
Droite (MCC)
Moteur déplacement
Gauche (MCC)
Système d'aspiration
(MCC)
Encodeur
(Capteur CNY70)
Encodeur
(Capteur CNY70
Système de ramassage
Figure 3.1 : Schéma
synoptique générale du robot mobile.
La carte de commande envoie des signaux de commande aux
moteurs. Nous avons utilisé quatre moteurs, deux serve à la
locomotion, les deux autres pour l'aspiration et le ramassage des balles.
Pour leur mise en marche, ces moteurs ont besoin de la
puissance, cette dernière est fournie par les cartes puissance. Nous
avons utilisé deux cartes de puissance, l'une pour la commande des deux
moteurs de locomotion et l'autres pour ceux des systèmes d'aspiration et
de ramassage. Des cartes d'isolation galvanique également
utilisées.
3.2 La carte de commande
La carte de commande permet le contrôle et la gestion
de toutes les autres cartes, c'est-à-dire elle récupère
les informations des capteurs puis elle effectue leur traitement, en fonction
de ces informations, elle délivre les commandes adéquates aux
autre cartes pilotant les différents moteurs à courant
continu.
La carte de commande est conçue autour du
microcontrôleur "ROVIN™". Le ROVIN™ est très
différent des autres microcontrôleurs (MICROCHIP) en ce sens que
son circuit principal soit un processeur ARM™ 32 bits qui intègre
son propre système d'exploitation multitâches( voire annex1). Ce
dernier permet aux utilisateurs de développer des programmes
indépendants sans avoir à se soucier de la gestion interne
multitâches proprement dite.
Figure 3.2 : Le
module ROVINTM .
3.2.1. Schéma développé de la
carte de commande
La tension appliquée à la carte de commande doit
être régulée et correctement filtrée. Sa valeur doit
être comprise entre 4.5 et 5.5 volts. De part la présence d'un
circuit de gestion interne de RESET. La tension ne doit jamais descendre en
dessous de 4 volts faute de quoi le module ROVINTM effectuera un
« RESET » automatiquement.
Figure 3.3 : Schéma
développé de la carte de commande.
Les ports d'entrées/sorties du module
ROVINTM utilisent des tensions de référence
déterminées par les bronches VCCIO. Ces tensions peuvent
être établies à 1.8V, 2.5V, 3.3V, 5V (jusqu'à 5.5V
max). Les bronches VCCIO peuvent être indépendamment
attribués aux ports PA, PB, PC et PD. Nous pouvons ainsi configurer,
à titre d'exemple, les ports comme suit : VCCIO-PA = 5,0V, VCCIO-PB
= 5,0V, VCCIO-PB = 3,3V, VCCIO-PC=2,5V, VCCIO-PD = 1,8V. Ceci est encore un des
avantages du ROVINTM par rapport à la plupart des autres
systèmes qui disposent généralement de tensions de
références internes.
La bronche XRESET est utilisée pour initialiser le
module ROVINTM. Cette branche est similaire à celle de la
branche RESET d'un microcontrôleur (Motorola). Un signal bas
réalise un reset du module ROVINTM. Cette branche doit
être appliquée au niveau logique haut (5V) en fonctionnement
normal.
Les trois bronches GND, PC-TXD et PC-RXD sont utilisées
pour communication entre le PC et le module ROVINTM via le
câble USB pour la programmation. Le câble de programmation USB
dédié spécialement conçu pour le module
ROVINTM.
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