Initiation à la Programmation du Robot Lego NXT

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Yolande Primeau
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2 Définition du mot "robot" Un robot est un dispositif mécatronique (alliant mécanique, électronique et informatique) accomplissant automatiquement soit des tâches qui sont généralement dangereuses, pénibles, répétitives ou impossibles pour les humains, soit des tâches plus simples mais en les réalisant mieux que ce que ferait un être humain La science des robots se nomme la robotique. Le terme robot est issu de langues slaves et signifie esclave ou travailleur dévoué Le terme «robot» est également utilisé pour désigner un dispositif qui n'est pas automatique, pour évoquer la haute technicité du dispositif, à l'image du robot chirurgien Da Vinci. (Wikipédia) 2

3 Robot industriel Caractérisé par le nombre de moteur/axes/degré de liberté jusqu'à 6 DOF Scara 4axes Delta 3 axes 6 axes, charge 100kg 3

4 Robot mobile déplacement sur roues, chenilles, pattes... 4

5 Véhicule intelligent Transport automatisé de personnes, de marchandises

6 Robot Humanoïde Accueil, Assistance... 6

7 Robot d'assistance Entièrement piloté par un opérateur, avec retour d'information dans certaines situation (retour haptique) 7

8 Qu'est-ce qu'est un robot? Micro Electronique Informatique Automatique Energie Electrique, Electrotechnique Analyse Décision Intelligence Actionneurs Capteurs 8

9 Qu'est-ce qu'est un robot? 9

10 Les éléments Lego Capteur de contact Accéléromètre Gyromètre Magnétomètre Sonar Capteur de lumière Capteur de son Caméra Intelligente 10

11 Les éléments Lego 11

12 Les éléments Lego 12

13 Les éléments Lego 13

14 Robot NXT : les éléments fonctionnels Programme Capteur de lumière Processeur Principal AVR32 ARM (32 bits) Capteur de distance Processeur secondaire AVR ATmega (8 bits) Capteur de rotation Batterie 7.2V commande pwm Hacheur bidirectionnel sortie puissance pwm Moteur CC liaison mécanique Informatique, Automatique Electronique Electronique de puissance Electrotechnique 14

15 Servo-moteur NXT Actionneur électrique : moteur à courant continu à rotor sans fer et aimants permanents (flux constant) Capteur : codeur optique de position (rotation) sur l'arbre du moteur Problèmes inhérents à la construction: - Jeu codeur/ moteur, jeu moteur/arbre de sortie - Pas de mesure électrique (tension, courant) - Pas de mesure de vitesse instantanée Effecteur: réducteur mécanique à pignons avec sortie rotation Réducteur étage par étage 10:30:40 = 1:4 9:27 = 1:3 10:20 = 1:2 10:13:20 = 1:2 Réduction totale 1:48 15

Servo-moteur NXT : Codeur optique remise à zéro Y = A XOR B codeur en quadrature A B logique Y DIR Compteur décompteur position numérique de l'arbre de sortie éléments

16 Servo-moteur NXT : Codeur optique remise à zéro Y = A XOR B codeur en quadrature A B logique Y DIR Compteur décompteur position numérique de l'arbre de sortie éléments réalisés par software sur processeur ARM 360 encoder pulses per revolution of a LEGO motor (1 resolution)with quadrature signals, (max resolution is 720 pulses/rev but not used) 16

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