Robot sumo
De Wiki Baro.
Un robot sumo est un robot qui a pour but de sortir d'un cercle un autre robot en n'utilisant que ses roues, comme le sport de combats pratiqué par les sumotoris dans le pays du soleil levant.
Le modèle de robot sumo de cet article a été conçu et fabriqué à la Baronnerie.
 | Cet article est une ébauche à compléter, vous pouvez partager vos connaissances en le modifiant. |
Sommaire |
Équipe TPE
L'équipe est constituée de :
Introduction
Dans le cadre de notre TPE en sciences de l'ingénieur, nous allons vous présenter le robot sumo, innovation technique qui simule à l'aide de robots un combat entre deux sumos.
Ce sujet répond au thème « avancées scientifiques et réalisations techniques » puisque ces robots sont des concentrés de technologie moderne issus des dernières découvertes scientifiques.
Nous allons développer, dans ce dossier, la détection du bord du dohyo et du robot adverse, les moto-réducteurs et une description précise de notre projet. Nous espérons ainsi vous en apprendre plus sur ce robot autant méconnu qu'intéressant tout en répondant à notre problématique :
Comment fonctionne un robot SUMO ?
Règlement
Les règles concernant le robot :
- Ses dimensions initiales sont de 10cm x 10cm de côté pour une hauteur sans limite et un poids maximum de 500g.
- La source d'énergie du robot est impérativement électrique, de type piles ou accumulateurs de tel sorte que le robot soit autonome en énergie.
- La tension du robot ne devra pas dépasser 13 volts.
L'aire de jeux ou dohyo :
- Le dohyo est un cercle de 77cm de diamètre , sa surface est lisse et peinte en noir mat.
- Le bord extérieur est indiqué par un cercle de 2,5cm, peint en blanc; ce cercle est considéré comme inclus dans le dohyo.
- Les lignes de départ sont indiquées par deux lignes parallèles marrons de 10 cm placées à 5 cm du centre du dohyo.
Le principe d'un combat est le suivant :
- Un combat se déroule en 3 rencontres de 3 minutes chacune. Le premier robot SUMO à remporter 2 points est déclaré vainqueur du combat.
- Un robot SUMO gagne un point lorsque qu'il éjecte sont adversaire hors du dohyo.
Détection
Détection du dohyo
Lors d'un combat, il faut s'assurer que le robot SUMO ne sorte pas du dohyo, soit par une poussée du robot adverse, soit de lui-même lorsqu'il rencontre le bord du dohyo. Pour y parvenir, on utilise deux photo-transitor qui ont pour objectifs de repérer la ligne blanche en bordure du dohyo et de faire interagir les moteurs de telle sorte que le robot reste sur le dohyo et ainsi éviter qu'il perdre le match. Les photo-transistors sont placés aux deux extrémités avant du robot (indiqués par des cercles rouges sur la photo).
Dans ce montage, les photo-transistors utilisés sont des OPB711; ils sont chacun composés d'une DEL et d'un photo-transistor. Pour expliquer le fonctionnement de ce capteur nous avons analysé les différents composants dont il est muni.
Dans ce cas précis, les deux DEL envoient à tour de rôle des faisceaux lumineux infrarouges.
Le principe de la réflexion infrarouge est le suivant : si le faisceau infrarouge envoyé par la D.E.L. est réfléchi par une couleur vive, le faisceau revient sur le photo-transistor. Pour fonctionner correctement, la distance entre la surface à détecter et le photo-transistor doit être faible (de quelques millimètres à 1cm).
En fonction du photo-transistor qui reçoit le signal, gauche ou droit, on sait où se situe l'obstacle (la ligne blanche) et ainsi le robot peut agir en conséquence, c'est-à-dire qu'il effectue un mouvement pour ne pas sortir du dohyo et ainsi ne pas perdre le match.
Détection du robot adverse
Le robot SUMO a l'obligation d'être doté d'un système permettant de localiser l'adversaire en temps réel. Dans le cas du robot SUMO fabriqué à la Baronnerie, ce sont des capteurs de type infrarouges qui servent à la détection du robot adverse; ils sont composés d'un émetteur et d'un récepteur. Ces capteurs ont plusieurs rôles : détecter la présence d'un obstacle, savoir si la distance entre l'obstacle et le capteur augmente ou diminue et adapter les mouvements du robot SUMO en le faisant se mouvoir.
Détecter la présence d'un obstacle
La détection se fait par réflexion comme pour le photo-transistor utilisé pour repérer le dohyo; un émetteur envoie un signal infrarouge qui est ensuite réfléchi vers le récepteur lorsque le signal rencontre un objet.
Déterminer les mouvements du robot adverse
Les capteurs sont utilisés pour déterminer si le robot adverse se rapproche ou s'éloigne du robot SUMO. Les deux capteurs envoient, à intervalle régulier, chacun à leur tour un signal. Un des capteurs envoie un premier signal, puis un second signal, qui lui permet de comparer le temps que les signaux mettent à revenir au récepteur et ainsi calculer si le robot adverse a modifié sa position entre les deux signaux, c'est-à-dire s'il s'est rapproché ou éloigné. Puis le second capteur prend le relais en suivant les même étapes.
Adapter les mouvements du robot SUMO
Après avoir détecté le robot adverse, le robot SUMO doit se mouvoir pour effectuer des attaques, des contres-attaques ou des esquives afin de remporter la partie en poussant l'adversaire hors du dohyo, tout en évitant les attaques du robot adverse. Pour y parvenir on utilise un programme informatique qui est conçu dans un langage informatique nommé le langage C.
Les moto-réducteur, les "jambes" du robot
Introduction
Cette partie du dossier aborde le thème du moto-réducteur qui se compose d'un moteur et d'un réducteur. Nous détaillerons les caractéristiques du moteur du robot SUMO, le fonctionnement d'un moteur à courant continu, les caractéristiques du réducteur et nous calculerons la réduction de vitesse qu'il effectue. Pour finir nous calculerons la force qu'effectuent les roues sur le sol quand le moteur tourne au maximum de son efficacité.
Pour se déplacer, le robot SUMO dispose d'un ensemble de deux moto-réducteurs identiques qui sont utilisés pour le faire avancer, reculer ou tourner :
- le robot avance ou recule lorsque les deux moto-réducteurs sont en action en même temps et dans le même sens.
- le robot tourne lorsqu'on arrête le moto-réducteur du côté de la direction souhaitée en laissant le coté opposé action. Par exemple si l'on veut tourner à droite, on arrête le moto-réducteur droit et on laisse le moto-réducteur gauche tourner.
Un moto-réducteur est un moteur qui est associé à un réducteur.
Un réducteur est un ensemble de pièces mécaniques (pignons, chaînes,...) qui a pour but de modifier la vitesse ou le couple entre l'axe d'entrée et l'axe de sortie du mécanisme.
Le moteur
Il s'agit d'un petit moteur FA-130 de seulement 17g qui fonctionne avec une tension de 3 volts avec une intensité de 150 mA au minimum et 2,1 A au maximum.
Ces moteurs sont essentiellement utilisés dans des jouets pour effectuer des efforts modérés.
D'après le document constructeur, le moteur peut atteindre 12 300 tour/min lorsqu'il ne subit aucun effort.
Nous avons vérifié les données du document constructeur en utilisant un tachymètre.
Pour effectuer cette mesure nous avons découpé un petit cercle de papier que nous avons fixé en bout de la sortie d'axe du moteur. Puis nous avons collé un papier spécial qui permet de refléter la lumière qu'envoie le tachymètre placé en face de ce morceau de papier et ainsi lorsque le moteur tourne le tachymètre peut nous donné la vitesse de rotation du moteur
Le document constructeur indique que le moteur atteint le maximum de son efficacité quand U= 3 V et I=0.56 A. Ces valeurs nous ont permis de programmer notre prototype de détection de ligne.
Comment fonctionne un moteur ?
Le démontage du moteur permet de mieux comprendre son fonctionnement :
| | Cet article est une ébauche à compléter, vous pouvez partager vos connaissances en le modifiant. |
[Catégorie:TPE]]
