Raspberry Pi Pico : de la documentation !

1er janvier 2023

Bonne année à vous tous, chères lectrices, chers lecteurs !

Quoi de neuf depuis le 11 décembre de l’an dernier ?

Globalement, pas grand chose sur le robot.

Nous avons séparé le code de test du fichier principal.

Nous avons commencé les travaux sur l’I2C et perdu beaucoup de temps car notre puce TCA9535 ne répond pas. Nous avons vérifier les connexions électriques, vérifié les tensions, changé la puce, rien n’y fait. La seconde puce est-elle grillée ? La carte était-elle mal conçue ? Pour l’instant, nous ne le savons pas !

Du coup, nous nous sommes rabattus sur le 2e Raspberry Pi Pico pour travailler l’I2C. Ça a été l’occasion de mettre au propre nos notes sur la création d’un projet pour le Raspberry Pi Pico :

• Où trouver la documentation
• Installer l’environnement de développement (sur Debian)
• Créer son projet

Et de découvrir cette librairie pico_i2c_slave qui fait exactement ce que nous voulions côté esclave.

Enfin, nous avons recommencé nos moulages en papier mâché, pour l’aspiration des balles.

Lors de notre dernière news, nous avons présenté des courbes avec des accélérations et des décélérations. C’est le résultat d’un article écrit en septembre dernier que vous trouverez ici.

La suite :

• Ecrire notre mémo sur l’utilisation de VSCode avec le Raspberry Pi Pico
• Finaliser le code i2c non bloquant
• Reprendre les tests avec la turbine
• Placer des contacteurs sur le robot pour détecter les bordures
• Longer les bordures
• Transformer la base roulante en robot :
  • Fixer la carte électronique
  • Installer le mat balise
  • Intégrer la turbine
• Améliorer la détection de l’adversaire

0 commentaire

Avancées logicielles - Le déplacement avance !

11 décembre 2022

Par rapport à nos nouvelles du 2 décembre 2022, nous avons bien avancé sur la programmation des déplacements ! À ce niveau, le dernier point encore non maîtrisé est l’utilisation du gyroscope pour se positionner.

Nous avons publié notre code sur Github avec un Readme qui explique la structure du code.

Architecture logicielle des déplacements

Pour l’instant, nous n’avons pas de belle vidéo à présenter, mais ça ne saurait tarder... Pour patienter, un test "en boucle ouverte", seuls les moteurs sont asservis en vitesse, il n’y a pas de retour sur la position du robot !

Et voici les courbes obtenues lors des essais de contrôle en vitesse avec une accélération et une décélération - ce sont bien des courbes expérimentales :

Le code supporte les trajectoires droites, circulaires ou suivant les courbes de Bézier.

Donc nous sommes - presque - prêts à nous déplacer avec classe et précision !

0 commentaire

Carte Holonome 2023 - Enfin soudée !

2 décembre 2022

Nous vous avions présenté la carte nue, la documentation interactive de la carte mais pas la carte soudée ! Il lui manque bien un ou deux connecteur, mais la voici :

Carte Holonome 2023 soudée

0 commentaire

Codeurs et asservissement des moteurs

29 novembre 2022

Ce week-end, nous avons changé le châssis en medium 3 mm (cassé) par un châssis en contre plaqué de 5 mm. En démontant les moteurs nous en avons profité pour installer les codeurs à l’arrière des moteurs. En effet, nos moteurs sont équipés d’un axe arrière dédié à la fixation d’un codeur.

Axe arrière du moteur

C’est sur cet axe arrière que nous fixons notre codeur en kit.

Codeur en kit

Pour ceux qui ne connaissent pas trop le fonctionnement de la roue codeuse, il s’agit d’une petite diode qui va éclairer un disque strié. Un récepteur va détecter la variation de lumière due aux stries et ainsi compter le passage des stries. En ajoutant un léger décalage avec un second capteur, il est possible de déterminer le sens de rotation du disque. Quelques informations supplémentaire par ici.

Voici notre disque en détail, c’est quand même une jolie pièce !

Disque du codeur

Une fois l’ensemble tout remonté, nous revérifions que la lecture des codeurs et le pilotage des moteurs fonctionnent bien. Une petite surprise nous attendait sur le moteur 3, un court-circuit maintenait la broche PWM à la masse...

Bref, le robot était presque prêt à faire ses premiers tours de roue. Dernière étape avant un déplacement sommaire, l’asservissement des moteurs.

Asservissement des moteurs

Voici notre démarche pour régler notre asservissement. Notez qu’il s’agit d’un processus itératif et que nous nous arrêtons dès que le résultat nous semble correct. Nous ne sommes pas allés chercher l’optimisation !

Pour nos essais, nous fixons une consigne à 500 mm/s et un gain P arbitraire.

Réglage initial

L’oscillation montre un gain trop fort. Nous le divisons par 2.

Première réduction du gain

Observons la valeur finale, de 350 à 400 mm/s. Nous ajoutons un intégrateur pour améliorer la précision de l’asservissement.

Ajout de l’intégrateur

Nous sommes plus près de 500 mm/s, mais ça oscille énormément. Nous divisons par 10 le gain de l’intégrateur.

Diminution de l’intégrateur

Le début semble encore bien oscillant. Nous savons que la période de calcul influe grandement sur la stabilité d’un système. Nous la diminuons de 5 millisecondes à 1 milliseconde. Les résultats sont flagrants.

Réudction du pas de temps

La montée brusque suivie de l’atteinte de la valeur finale par une montée bien plus lente laisse supposer que notre gain proportionnel (P) est trop faible par rapport à notre gain d’intégration (I). Ayant gagné en stabilité en réduisant le pas de calcul, nous pouvons augmenter le gain P (en le doublant).

ré-augmentation du gain P

En conclusion, nous noterons que nous obtenons des résultats très corrects sans peaufiner les gains. Nos principaux ajustements ont été de multiplier ou diviser par 2, 5 ou 10 les gains.

0 commentaire

Journal - 3 novembre 2022 - Aspiration et Gyroscope

3 novembre 2022

Deux semaines qui n’ont pas été des plus fructueuses, mais nous avons quand même quelques avancées à présenter...

 Le gyroscope et le Rpi Pico

Nous sommes passés à l’ADXRS453, censé être plus stable. Nous avons eu du mal à obtenir nos premières valeurs et les premières mesures n’ont pas montré de différences significatives avec notre L3DG20H.

En statique, la vitesse renvoyée varie de +/- 0,01°/s sur les deux modèles.

L’ADXRS453 a quand même plusieurs points pour lui, notamment une compensation de la température intégrée. Les résultats en intégrant la vitesse sur 90s sont entre corrects et bons.

 Côté mécanique - Aspiration des balles

C’est l’aspiration des balles qui nous fait transpirer en ce moment. Notre premier prototype en papier et carton montrait que la turbine avait une puissance d’aspiration suffisante pour attraper les balles.

Notre second prototype avait pour mission de :

1. Montrer la faisabilité technique d’utiliser du papier mâché
2. Valider les grands principes de fonctionnement : avoir un tuyau large pour limiter les pertes de charge du flux d’air et utiliser un guide à l’intérieur du "tuyau" pour dévier les balles du flux initial.

Réalisé en papier mâché, il a fallu le découper dans la longueur pour extraire le "moyeu". Notons l’astuce du papier d’aluminium pour éviter que le papier mâché colle à la forme !

Ce qui permet d’installer les guides, ici en fil de cuivre, pour dévier la balle du flux d’air.

En recollant les deux morceaux, nous obtenons notre pièce terminée.

Les résultats ne valident pas intégralement la solution. Le système attrape les balles/cerises mais dès que le tuyau s’élargit, l’aspiration n’est pas suffisante pour continuer de soulever les balles, de les projeter contre le guide (qui est au-dessus des balles) et les sortir du flux. Par contre, l’utilisation du papier mâché donne des résultats satisfaisants. Il se découpe et recolle bien ! Ce qui nous incite à réaliser une nouvelle pièce qui pourrait être la pièce finale. Il sera possible de la couper et recoller sans tout refaire de zéro.

Nous partons sur un conduit fin 26mm de diamètre, sur une séparation des balles du flux d’air sur une section relativement horizontale avec le flux d’air allant vers le haut, la balle vers le bas. Nous agrandissons aussi la section à cet endroit pour que la balle ne soit plus aspirée par le flux d’air. Et bien sûr, nous installerons le guide en fil de cuivre. Voilà le plan !

 Le chant du signe de Capsicum

Capsicum, notre robot 2022 fera sa - probablement - dernière sortie dans 2 semaines. Nous avons l’occasion de présenter nos activités de robotique. Si vous passez dans le coin, venez nous retrouver à la médiathèque de Riom, le samedi 19 novembre 2022.

Est-ce que ceci nous motivera pour écrire une page de présentation pour Capsicum ? Peut-être...

0 commentaire