Rover effectuant des prélèvements dans le sol

De fablab
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Description

L’objectif du projet était de créer un rover pilotable facilement qui pourrait effectuer des prélèvements dans le sol. Notre équipe était composée de quatre personnes pour mener à bien ce projet : Jules Cattenoz, Thomas Foulon, Anne Gaisné et Simon Ribaut. Malgré le contexte de la COVID 19, nous avons pu effectuer ce projet au FabLab.

Problématiques

Pilotage du rover

Une première problématique était de mettre en place un système de pilotage pour le rover. Nous avons opté pour l’utilisation d’un module Bluetooth pour envoyer les commandes au rover afin que l’on puisse directement le contrôler avec un téléphone portable.

Détection d’obstacles

Pour mieux naviguer dans des milieux hostiles, il était important de pouvoir détecter les obstacles afin de ne pas endommager le rover. Pour cela, nous avons utilisé un capteur ultrason afin de détecter les obstacles se dressant sur la route du rover et pouvoir l'arrêter sans commande extérieure.

Retour à la base

Afin de ne pas avoir à faire le chemin inverse de manière fastidieuse, permettre un retour à la base en enregistrant les déplacements effectués était une fonctionnalité souhaitée. Nous avons donc mis en place ce système mais il n’est malheureusement pas finalisé.

Prélèvements dans le sol

Pour avoir un rover fonctionnel et utile, la possibilité de prélever des éléments du sol permet ensuite de réaliser des analyses dessus. Nous n’avons cependant pas eu le temps de réaliser cette fonctionnalité et la seule ébauche que nous avons faite est l’utilisation d’un servo-moteur qui n’a pas été intégré au rover au final.

Matériel utilisé

Nous avons basé notre projet sur un robot déjà existant du FabLab composé des éléments suivants :

  • Un châssis Wild Thumper
  • Une Arduino Uno
  • Un driver moteur Monster Moto Shield
  • Un module Bluetooth HC-06
  • Un capteur ultrason HC-SR04
  • Deux batteries : une pour l’alimentation des moteurs et une pour l’alimentation de l’Arduino Uno
  • Une breadboard
  • Des fils de raccordement

Scénario d'utilistation

Lien vers l'implémentation :

https://gitlab.ensimag.fr/gaisnea/pilbi_rover_project

Vidéo de présentation

Lien vers la vidéo :

https://youtu.be/3c9Jw27o-WQ

Pilotage

Il est possible de piloter le rover grâce à un téléphone connecté en Bluetooth en utilisant l’application Arduino BlueControl. Les commandes à configurer dans l’application pour le pilotage sont : ‘F’ pour avancer, ‘B’ pour reculer, ‘L’ pour tourner à gauche, ‘R’ pour tourner à droite. Nous avons spécifiquement utilisé cette application puisqu’elle permettait l’envoi en continu de la commande lors du maintien de l’appui sur une touche.

Détection d'obstacle

La détection d’obstacle se fait à l’aide du capteur ultrason. Si l’action d’avancer est envoyée au rover alors qu’un obstacle se trouve devant lui, il ne va pas effectuer cette avancée et va donc s’arrêter avant de le heurter. Nous n’avons cependant pas eu le temps d'en positionner un deuxième à l’arrière du rover afin d’assurer le recul sans collision.

Retour à la base

Il est possible de réaliser les actions inverses envoyées au rover afin qu’il retourne à sa position de départ. Pour cela, il suffit d’envoyer ‘H’ via l’application Bluetooth pour effectuer ce retour. Cependant, il n’est pas tout à fait opérationnel et reste très approximatif puisqu’il ne prend pas en compte les temps de pause effectués lors de l’allée.

Budget approximatif

Nous n’avons pas eu à acheter le matériel puisqu’il était déjà présent au FabLab mais à titre indicatif :

  • Chassis Wild Thumper : 265€
  • Arduino uno : 20€
  • Module Bluetooth : environ 10€
  • Module ultrason : environ 3€
  • Driver moteur : environ 10€

En termes de temps de travail, nous avons passé 6 séances d’1h30 sur le projet et environ 4 heures de séances non encadrées.

Bilan

Le rover est pilotable de manière fluide et permet de détecter les obstacles se trouvant à l’avant du rover. Le retour à la base n’est pas totalement opérationnel et le prélèvement au sol n’a pas pu être développé par manque de temps.

Evolutions possibles

Pour améliorer le rover, il est possible de continuer à développer le système de retour à la base pour prendre en compte l’inertie dû à la réception de commande Bluetooth. Il serait aussi judicieux d’ajouter un capteur ultrason à l’arrière pour mieux détecter les obstacles. Il serait possible d’ajouter un système de prélèvement au sol. De plus, il serait pertinent d’étudier quel type de sol est à prélever et comment stocker les échantillons.