Conseils robotique pour un amateur dynamique

Si vous ne savez pas dans quelle rubrique poster c'est très certainement celle-ci. Tout ce qui ne concerne pas un robot mais peut intéresser la communauté.
If you do not know where to post it is most certainly this one. Anything that does not concern a robot but may interest the community.
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Bast_Del
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Conseils robotique pour un amateur dynamique

Post by Bast_Del » Wed 28 Sep 2016, 18:15

Bonjour à tous

J'aimerais aussi débuter dans la robotique avec un ami qui s'y connait pas mal, on se pose beaucoup de question quand aux fonctionnalités qu'on aimerait développer : L'idée serait un robot sur roulette qui pourrait attraper des objets au sol pour les redresser à l'aide d'un bras. Si les essais sont concluants je voudrais l'offrir à ma grand-mère (elle a des problèmes de dos et a beaucoup de mal à se baisser).
Je ne sais pas trop comment faire niveau autonomie, combien de temps ce genre de robot pourrait tenir ? Idéalement une journée avec une fonction veille pour pouvoir le recharger la nuit... Je ne sais pas si c'est plus intelligent de mettre un fonctionnement batterie ou bien une recharge directe par câble.

Qu'en pensez-vous ?
Tout conseil est bon à prendre, n'hésitez pas. Bonne journée.

arno
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Re: Conseils robotique pour un amateur dynamique

Post by arno » Thu 29 Sep 2016, 22:19

Salut et bienvenue parmis nous !
Bast_Del wrote:Je ne sais pas trop comment faire niveau autonomie, combien de temps ce genre de robot pourrait tenir ? Idéalement une journée avec une fonction veille pour pouvoir le recharger la nuit... Je ne sais pas si c'est plus intelligent de mettre un fonctionnement batterie ou bien une recharge directe par câble.
Attention, un projet de robotique comporte beaucoup de points (elec, méca, soft...), c'est ce qui le rends intéressant mais fait qu'il est facile de s'y perdre.
Il est bon d'avoir une vue d'ensemble du système avant de commencer. Avant de pouvoir définir l'autonomie nécessaire et donc la solution adaptée, il faut avoir une bonne idée de la consommation et de l'usage fait du robot.
Ce n'est pas évident de définir tout ça dès le début, et le risque est d'avoir conçu toute la partie de gestion de l'énergie avant de se rendre compte que le besoin n'était pas le bon (par exemple besoin de plus de puissance pour le bras mécanique après essais.

Pour commencer, je te conseillerais de procéder par étape, en se concentrant d'abord sur la fonctionnalité principale du robot, et en étoffant à partir de ce point au fur et à mesure des essais :
Bast_Del wrote:L'idée serait un robot sur roulette qui pourrait attraper des objets au sol pour les redresser à l'aide d'un bras.
Je te proposerais donc les étapes suivantes, pour toujours avoir quelque chose qui fonctionne et qui te permette de trouver les contraintes à appliquer au bloc suivant:
1) Trouver une solution mécanique pour attraper les objets et les redresser. Quelque chose de fixe, et avec un fil pour l'alimentation. Cela te permet de garder un problème simple à résoudre.
2) Ajouter une base roulante au bras pour le rendre mobile. Selon la solution trouvée en 1), la base roulante ne sera pas la même (dimensions/poids du bras) et donc il est interessant de le faire dans cet ordre pour ne pas avoir de contraintes inutiles du fait d'une base roulante déjà faite sur la conception du bras. Là aussi, un fil pour l'alimentation suffit pour ne pas avoir trop de contraintes.
3) Traiter le problème du pilotage. Le robot doit il fonctionnement de façon manuelle/semi-manuelle/autonome ? Un joystick peut commander tous les mouvements, ou alors on déplace le robot devant l'objet et un simple bouton lui fait faire une séquence de relevage, ou encore des capteurs permettent de faire automatiquement la détection de la position de l'objet et d'aller le chercher, etc.
4) A ce moment là, les besoin énergétique est connu (il aurait problement beaucoup bougé depuis l'idée de départ). Il reste à résoudre les questions d'utilisation pour terminer le dimensionnement : fréquence d'utilisation, durée d'utilisation lors d'une opération, le robot peut il aller se recharger automatiquement entre 2 opérations (comme les robots aspiro), ou doit il attendre que l'utilisateur le remette en charge, etc. De toutes ces questions sur l'usage, de nouveaux besoins de capteurs peuvent apparaitre (tel que la detection de la base de recharge)
5) Enfin, le robot peut être rendu autonome energétiquement sachant le besoin en énergie (et donc la taille de batterie nécessaire), et les circuit de rechargement peuvent être ajoutés. Cela peut nécessiter des reprises de la base roulante pour être intégrés, mais normalement à plus de chances de réussite que de commencer par dimensionner la batterie avant de savoir si les actionneurs vont fonctionner correctement.

A chaque étape il est bon de savoir ce qui nous attend dans les suivantes pour pouvoir anticiper (prévoir des entrées/sorties de rab sachant qu'on risque d'ajouter des capteurs, réserver de la place dans la base roulante ou rendre le système facilement évolutif pour intégrer la batterie, etc.), mais sans tout devoir résoudre en même temps.

Tu serais dans un cadre professionnel, mes conseils seraient légèrement différents, mais vu que l'objectif et avant tout de s'amuser et d'apprendre la robotique, en découpant dans l'ordre proposé ici, à chaque étape tu as un système fonctionnel et chaque nouvelle étape est un pas de plus vers le système complet, c'est beaucoup plus facile de rester motivé.

J'espère que ça peut répondre en partie à tes questions. Si tu veux continuer la discution sur le cas particulier des solutions techniques pour l'autonomie, n'hésites pas à demander, mais pense à bien préciser toutes les contraintes : quelle puissance nécessaire, si le robot peut être autonome niveau rechargement ou pas, etc...

Bon courage !

Bast_Del
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Re: Conseils robotique pour un amateur dynamique

Post by Bast_Del » Fri 30 Sep 2016, 15:38

Merci beaucoup pour ce post détaillé !

En effet, je pense que nous avons besoin d'encore un peu de temps pour pouvoir vraiment déterminer ce que l'on veut, mais nous n'avions pas songer au choix du manuel/semi ou autonome, cette histoire de capteur est très intéressante, nous allons faire en sorte de se porter sur ce sujet.
C'est une bonne remarque que de faire remarquer que c'est uniquement à ce moment que l'on peut se rendre compte de quel sorte d'alimentation il faut se tourner puisqu'entre une utilisation manuel et automatique il y a un monde ! Nous aimerions partir sur quelque chose qui ne nécessite pas d'avoir un fil dans les pieds, donc plutôt une sorte de batterie rechargeable via une prise, comme le système des boîtiers de piles (je ne sais pas si je suis bien clair...). Si il y a quelque chose qui vous parait mieux nous sommes preneurs !

Vous n'avez pas l'air d'être un débutant comme moi en tout cas ahaha, vous construisez beaucoup ? Quel genre d'engin ?

arno
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Re: Conseils robotique pour un amateur dynamique

Post by arno » Fri 30 Sep 2016, 22:24

Bast_Del wrote:Merci beaucoup pour ce post détaillé !
De rien, si ça peux aider ! :D
Bast_Del wrote:Nous aimerions partir sur quelque chose qui ne nécessite pas d'avoir un fil dans les pieds, donc plutôt une sorte de batterie rechargeable via une prise, comme le système des boîtiers de piles (je ne sais pas si je suis bien clair...). Si il y a quelque chose qui vous parait mieux nous sommes preneurs !
Il y a beaucoup de choses existantes sur batterie, donc il est possible de s'inspirer assez facilement. Tous les robots aspirateur par exemple sont basés sur des recharges automatique de batterie avec un socle de recharge. Vu qu'ils convergent tous vers les mêmes solutions pour ces socles, il y a des chances que ce soit ce la solution qui est le plus pratique/simple à mettre en oeuvre.
Récupérer un robot usagé (problème sur l'aspiration par exemple, pour que le reste soit toujours récupérable : moteurs, batterie, circuit de charge), peut être un bon moyen de se mettre en jambes, sans avoir trop de choses à concevoir, et se concentrer sur le contrôle du déplacement du robot et l'ajout du bras de relevage pour lui donner la fonction recherchée. Quitte dans un premier temps à l'emmener à la main sur le chargeur, et pas en autonomie.

Aussi, tous les robots participant à la coupe de France sont autonome en énergie et embarquent des batteries. On y trouve de tout : des batteries au plomb (probablement le plus robuste et simple à utiliser), du NiMh (pas trop d'experience là dessus), du lithium (performantes, plein de variantes, mais avec beaucoup plus de contraintes que les autres, notemment les protections nécessaires contre les surcharges/décharges profonde pour ne pas tout casser). Il peut être assez difficile de faire un chargeur en partant de zéro, mais c'est facile à trouver en tout fait, qu'il suffit d'intégrer au système.
Je ne suis pas assez expert sur le sujet des batteries pour pouvoir conseiller une techno plus qu'une autre, peut être que d'autres peuvent aider sur cette question.
Bast_Del wrote:Vous n'avez pas l'air d'être un débutant comme moi en tout cas ahaha, vous construisez beaucoup ? Quel genre d'engin ?
Oui, déjà quelques coupe de France de robotique à mon actif, et je bosse dans l'embarqué depuis quelques années... 8)

Bast_Del
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Re: Conseils robotique pour un amateur dynamique

Post by Bast_Del » Mon 03 Oct 2016, 10:26

Bonjour,

Effectivement nous n'avions pas pensé aux socles de recharge, quelle bonne idée !
J'ai une réunion avec mon partenaire cette semaine pour faire le point dessus, je vais lui parler de tout ça, je pense qu'il y a matière à bien avancer ;)

Je n'ai pas trouvé de post "débutant" concernant cette fameuse coupe de France de robotique, j'aimerais bien avoir plus d'informations à ce sujet (pas forcément pour participer, du moins pas encore ahaha !) : c'est pour des démonstrations, des combats, des expériences ? Il faut se présenter en équipe c'est ça ?

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Re: Conseils robotique pour un amateur dynamique

Post by arno » Mon 03 Oct 2016, 21:25

Bast_Del wrote:Je n'ai pas trouvé de post "débutant" concernant cette fameuse coupe de France de robotique, j'aimerais bien avoir plus d'informations à ce sujet (pas forcément pour participer, du moins pas encore ahaha !) : c'est pour des démonstrations, des combats, des expériences ? Il faut se présenter en équipe c'est ça ?
tu devrais trouver toutes les infos sur cette video et les autres de cet utilisateur :
https://youtu.be/cheGc_yqHgk

si tu as d'autres questions sur la coupe, n'hesites pas a faire un post dedié dans la partie coupe de france de ce forums, ca pourra servir a d'autres !

Bast_Del
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Re: Conseils robotique pour un amateur dynamique

Post by Bast_Del » Tue 04 Oct 2016, 12:10

Merci pour le lien, je pense que je vais faire ça oui :)

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Re: Conseils robotique pour un amateur dynamique

Post by Bast_Del » Tue 04 Oct 2016, 14:36

Pour revenir au niveau de la batterie, nous avons validé l'idée du plateau de recharge, car je n'avais pas pensé au potentiel souci de surpuissance électrique au niveau de la prise (parfois il y a "trop de jus" qui sort de la prise comparé à la capacité ampérométrique de la batterie de l'appareil et cela fait surchauffer d'appareil). On peut bien sur se renseigner sur son débit énergétique, genre ce site est pas mal http://www.fournisseur-energie.com/ mais bon si on peut pallier de suite à ce problème ça serait mieux.
Je me penche sur le souci du bras maintenant :)

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Re: Conseils robotique pour un amateur dynamique

Post by arno » Tue 04 Oct 2016, 21:33

Je ne suis pas sur de t'avoir bien suivi, mais ton dernier message me fait un peu peur niveau sécurité électrique... :o J'espère me tromper, mais je vais essayer de détailler ma réponse pour vérifier que tu ne fasses pas de bétise.
Bast_Del wrote:potentiel souci de surpuissance électrique au niveau de la prise (parfois il y a "trop de jus" qui sort de la prise comparé à la capacité ampérométrique de la batterie de l'appareil et cela fait surchauffer d'appareil).
Attention ! Une batterie se charge uniquement à l'aide d'un chargeur dédié !
Il n'est pas question de la connecter directement sur une prise éléctrique. C'est le chargeur qui est connecté au secteur d'un côté (230V alternatif = DANGER) et à la batterie de l'autre (tension continue, dépendant du type de batterie), et qui se débrouille pour rester dans ce que la batterie supporte en courant et en tension.

Il y a deux dangers ici, dont il faut avoir conscience avant de se lancer dans cette partie :
* La prise fournit du 230V Alternatif : cette tension est suffisemment forte pour risquer la mort d'une personne qui y serait exposée. Il existe des normes pour tout appareil qui y est connecté, afin d'assurer la sécurité des personnes et ne pas risquer un incendie. Seul un chargeur respectant ces normes doit être connecté au secteur, ne pas faire de bricolage soit même.
* La charge d'une batterie ne se fait pas n'importe comment. Une batterie peut fuire, s'enflammer, ou même exploser si cela n'est pas fait correctement. Chaque technologie de batterie à ses propres contraintes. Le lithium en particulier est très sensible et de nombreuses batteries ont un contrôlleur intégré pour déconnecter la batterie avant d'atteindre ces limites.

Donc, si tu est expert en batteries, je te laisse faire ce que tu veux. Si tu es novice, il faut que tu récupères une batterie et le chargeur qui va avec (pas le premier venu), certifié pour l'usage sur prise 230V. Si tu prends quelque chose du commerce tout fait, tu es sur de ne pas faire de betises, et il ne te reste plus qu'à l'intégrer dans le reste de ton projet.
Bast_Del wrote: On peut bien sur se renseigner sur son débit énergétique, genre ce site est pas mal http://www.fournisseur-energie.com/ mais bon si on peut pallier de suite à ce problème ça serait mieux.
Vu les capacités de batterie que tu vas embarquer, ton chargeur ne dépassera probablement pas plus de 50 à 100 Watts, donc quelque chose d'insignifiant par rapport à l'arrivée électrique (les abonnements EDF les plus bas doivent démarrer à 3000 Watts je crois).
C'est là qu'est le risque d'ailleurs. Si il y a un problème dans le montage, il partira en fumée bien longtemps avant que l'arrivée électrique ne s'écroule ou qu'un disjoncteur saute.


Je ne veux pas être alarmiste, c'est quelque chose de réalisable (par exemple en récupérant un robot aspirateur cassé qui contient un socle de charge adapté à sa batterie et certifié pour un usage sur le secteur), mais qui nécessite de savoir quels sont les risques encourus, pour le faire correctement, en toute sécurité.
Dans le monde professionnel, on doit passer des habilitations électriques pour être sensibilisé à ces dangers, ce n'est pas pour rien.

Bast_Del wrote: Je me penche sur le souci du bras maintenant :)
Bonne reflexion ! Le bras, c'est la partie la plus marrante du projet :D

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