Batterie : présentation

Voici les caractéristique de la batterie embarquée sur PABLO :

Type     Sonnenschein GF 12 033 Y G1
Nominal voltage 12 V
Nominal capacity C5 (30 °C) 32.5 Ah
Nominal capacity C20 (30 °C) 38.0 Ah
Length (l) max. 210 mm
Width (b/w) max. 175 mm
Height (h) max. 175 mm
Weight 14.6 kg

Avantages des batteries Gel

Les batteries gel sont des batteries étanches : pas d'entretien, pas d'ajout d'eau distillée. Sécurité renforcée par rapport aux batteries plomb ouvert. Les batteries « gel » sont bien adaptées pour les décharges profondes. Une batterie gel peut supporter la décharge à 100 % et retrouve sa capacité nominale si le temps de maintien déchargé est court.

Inconvénients des batteries Gel

La résistance interne de ce type de batterie est relativement élevée et elles ne supportent donc pas des vitesses de charge et de décharge élevées. En continu, le courant de charge ne doit pas excéder C/10. Les batteries gel sont donc rechargées relativement lentement.

Châsis : présentation

Côté châssis, le squelette de PABLO est constitué de profilé en aluminium de 2cm de section. L'assemblage est facilité par des équerres. On reconnait les deux moteurs de chaque côté et l'emplacement pour la batterie au centre. L'électronique viendra par la suite sur le dessus de la structure.

Odométrie : programme Arduino Micro

Pour compter et décompter le nombre de tours, on utilise un Arduino micro.

Le programme se présente sous quelques ligne en language C qui permettent de remonter les compteurs vers un port série virtuel.

int MOTG_INT = 2; // interrupt sur digital 0 = INT 2
int MOTG_PHA = 0; //  input digital 0
int MOTG_PHB = 1; //  input digital 1
int MOTG_VALA ;
int MOTG_VALA_old ;
int MOTG_VALB ;
volatile int MOTG_COUNT;
int MOTG_COUNT_OLD;

int MOTD_INT = 1; // interrupt sur digital 3 = INT 1
int MOTD_PHA = 3; //  input digital 3
int MOTD_PHB = 2; //  input digital 2
int MOTD_VALA ;
int MOTD_VALA_old ;
int MOTD_VALB ;
volatile int MOTD_COUNT;
int MOTD_COUNT_OLD;

String inputString = "";      // La chaine de commande reçue
char inChar;                  //  1 caractère reçu
boolean commande_ok = false;  //
boolean _odo_run = false;


void setup() {
  attachInterrupt(MOTG_INT, interrupt_MotG_phA, RISING );
  pinMode(MOTG_PHA, INPUT);
  pinMode(MOTG_PHB, INPUT);

  attachInterrupt(MOTD_INT, interrupt_MotD_phA, RISING );
  pinMode(MOTD_PHA, INPUT);
  pinMode(MOTD_PHB, INPUT); 
}

void interrupt_MotG_phA()
{
  if (!_odo_run) return;
 
  MOTG_VALA = digitalRead(MOTG_PHA);
  MOTG_VALB = digitalRead(MOTG_PHB);

  if ( MOTG_VALA != MOTG_VALA_old)
  {
    //  modification du signal sur l'entrée MOTG_PHA
  if (MOTG_VALA==1)
    {
      // signal sur l'entrée MOTG_PHA = 1
      if (MOTG_VALB==0)
        {
          MOTG_COUNT++;
        }
      else
        {
          MOTG_COUNT--;
        }
    }
    else
    {
      // signal sur l'entrée MOTG_PHA = 0
      if (MOTG_VALB==0)
        {
          MOTG_COUNT--;
        }
      else
        {
          MOTG_COUNT++;
        }     
    
    }
    MOTG_VALA_old = MOTG_VALA;
  }
  delay(1);
}

void interrupt_MotD_phA()
{
   if (!_odo_run) return;
 
  MOTD_VALA = digitalRead(MOTD_PHA);
  MOTD_VALB = digitalRead(MOTD_PHB);

  if ( MOTD_VALA != MOTD_VALA_old)
  {
    //  modification du signal sur l'entrée MOTD_PHA
  if (MOTD_VALA==1)
    {
      // signal sur l'entrée MOTD_PHA = 1
      if (MOTD_VALB==0)
        {
          MOTD_COUNT++;
        }
      else
        {
          MOTD_COUNT--;
        }
    }
    else
    {
      // signal sur l'entrée MOTD_PHA = 0
      if (MOTD_VALB==0)
        {
          MOTD_COUNT--;
        }
      else
        {
          MOTD_COUNT++;
        }     
    
    }
    MOTD_VALA_old = MOTD_VALA;
  }
  delay(1);
}

void loop()
{
  if (Serial.available() > 0)
  {
 // lecture du caractère reçu
    inChar = (char)Serial.read();
   
    if (inChar == 13)
    {
      //  Retour chariot = commande complète

          if (inputString == "ODO_start")
          {
            //  La commande est reconnue
                commande_ok = true ;
            //  accusé reception
                Serial.print(inputString);
                Serial.println(" OK");

                _odo_run = true;

          }     

          if (inputString == "ODO_reset")
          {
            //  La commande est reconnue
                commande_ok = true ;
            //  accusé reception
                Serial.print(inputString);
                Serial.println(" OK");

                MOTG_COUNT = 0;
                MOTG_COUNT_OLD = 0;
                MOTD_COUNT = 0;
                MOTD_COUNT_OLD = 0;
          }     

          if (inputString == "ODO_stop")
          {
            //  La commande est reconnue
                commande_ok = true ;
                    
            //  accusé reception
               Serial.print(inputString);
               Serial.println(" OK");

               _odo_run = false;
           }     




      //  Si la commande n'est pas reconnue
          if (commande_ok != true)
          {
              Serial.print(inputString);
              Serial.println(" KO");
          }

      //  prêt à recevoir une nouvelle commande
          commande_ok = false;
     
      //  Vidange de la chaine de commande
          inputString = "" ;
    }
    else
    {
      // ajoute le caractère
        inputString += inChar;   
    }
  }

 
  if((MOTG_COUNT_OLD!=MOTG_COUNT) || (MOTD_COUNT_OLD!=MOTD_COUNT))
  {
    Serial.print(MOTG_COUNT, DEC);
    Serial.print(" ");
    Serial.print(MOTD_COUNT, DEC);
    Serial.println();
    if(MOTG_COUNT_OLD!=MOTG_COUNT) MOTG_COUNT_OLD=MOTG_COUNT;
    if(MOTD_COUNT_OLD!=MOTD_COUNT) MOTD_COUNT_OLD=MOTD_COUNT;
  }
  delay(20);
}

La remontée des compteurs sur le Port COM4 (9600bauds, 8 bits, 1 stop)

Odométrie : mesures

Les capteurs sont assemblés sur les axes, alimentés en 5 volts.

Pour déterminer le sens de rotation, les capteurs sont montés en quadrature. Voici les signaux générés lorsque le moteur est en rotation, ils sont clairement décalés dans le temps.

Rotation en sens horaire :

Rotation en sens anti horaire :

Odométrie : modification du moteur (suite)

Odométrie : modification du moteur

Odométrie
Pour estimer la position de Pablo nous allons mesurer individuellement le déplacement des deux roues et reconstituer ainsi le mouvement global du robot. Nous calculerons sa position en intégrant les déplacements à partir d'une position initiale connue.
Nous allons compter le nombre de tours de chacun des deux moteurs, deux capteurs montés en quadrature sont nécessaires pour déterminer le sens de rotation. Les capteurs utilisés sont disponibles à cette adresse.

Le moteur à modifier est du type Dynamic WMT 90103

Après avoir libéré le carter on aperçoit le frein électrique qu'il faut enlever.

L'axe du moteur est visible.

Reste à équiper l'axe avec une tige filetée

Sur l'axe fileté on fixe la roue en epoxy

Puis on fixe les codeurs optiques avec des tiges acier qui permettent d'ajuster les circuits par rapport à la roue codeuse.

Pour finir on câble l'alimentation 5 Volts et les signaux des codeurs