• Activité 1 : Conception et impression 3D d'un mécanisme pour obtenir un fonctionnement tourelle "Pan/Tilt" pour le laser.
  
• Activité 2 : Initiation à la programmation sur carte Arduino
  
• Activité 3 : Initiation au structure algorithmique avec le robot Moway.
• Activité 4 : cette activité se décline en 3 sous-activités montrant un aperçu des activités menées dans le cadre d'un bac S Sciences de l'ingénieur.
• Sous activité 3.1 : Introduction à la cinématique et à la dynamique avec SolidWorks
• Sous activité 3.2 : Estimation des performances d'un véhicule télécommander par la modélisation multi-physique.

• Prendre connaissance de la vidéo introductive à l'impression 3D : vidéo introductive
  Vous pouvez demander des doubleurs de casques ainsi que des casques aux enseignants présents.
  Par ailleurs, le document de présentation de la vidéo est disponible ici.

• Très Important : Copier le dossier "EtauComplet2010" présent sur votre espace classe dans votre espace personnel "Devoirs"
• Ouvrir le logiciel SolidWorks et reproduire au fur et à mesure les pièces réalisées dans les tutoriels vidéos suivants.

• Ouvrir le logiciel SolidWorks puis depuis SolidWorks ouvrir l'assemblage EtauComplet.SLDASM. Cet assemblage correspond au travail final que nous vous proposons dans la présente activité.


• Visionner la vidéo ci-contre qui vous montrent l'objectif de la présente sous-activité et vous présente quelques rudiments indispensables à l'utilation de SolidWorks.


• Depuis SolidWorks, ouvrir le fichier "etauCompletSansContrainte.SLDASM" et visionner les vidéos suivantes et reproduire au fur et à mesure les assemblages réalisées dans les tutoriels vidéos suivants.

• Avec l'aide de l'enseignant responsable et son accord vous disposez du reste du temps imparti pour concevoir, dessiner et imprimer une pièce contribuant à la réalisation du bras articulé .
• Contraintes : ne disposant d'un seul laser, vous devez prévoir un démontage très aisé. Le robot étant susceptible de rentrer en collision, il est nécessaire que le laser soit bien fixé et le support suffisament solide.

• Prendre connaissance de la vidéo ci-contre : Arduino-Partie1
Vous pouvez demander des doubleurs de casques ainsi que des casques aux enseignants présents.
Par ailleurs, le document de présentation de la vidéo est disponible ici.

• Prendre connaissance des vidéos ci-après : Arduino-Partie2 et Arduino-Partie 3

• Prendre connaissance de la vidéo ci-après : Arduino-Partie4.1 et Arduino-Partie4.2

• Prendre connaissance de la vidéo ci-après : Arduino-Partie5-Communication Serie

• Prendre connaissance de la vidéo ci-après : Arduino-Partie6.1 et 6.2 -Gestion des entrées analogiques

• Prendre connaissance de la vidéo ci-après : Arduino-Partie7.1-Gestion des sorties analogiques

• Découvrir les capteurs qui contribuent aux automatismes du robot.
• Appréhender les structures algorithmiques de base.

Préambule : Pour procéder aux essais du robot, vous disposez du plateau en bois ci-contre. Les zones ou les parcours sont notés de A à G

• Visionner les vidéos de présentation du robot Moway et du logiciel Moway World et répondre aux questions suivantes :
• Quelles sont les conditions à satisfaire pour téléverser un programme dans le robot?
• Décrire le protocole pour utiliser l'interface "RC Control"
• Ouvrir le logiciel mOway World et lancer l'application "RC control". Tester l'interface de communication avec le robot et préciser quelles sont les informations recueillies et les actions suceptibles d'être ordonnées au robot.

• Quitter l'application "RC control" et téléverser le programme "enclosured.mpj". Vérifier le comportement du robot à l'intérieur des cadres "A", "B" et "C" du plateau en bois fourni pour les essais. Que constatez-vous?
• A partir de l'interface "RC control", définir un protocole expérimental permettant de caractériser les informations "vues" par le robot depuis ses capteurs de ligne.
  
• Procéder aux essais et consigner les résultats.
• Re-programmer le robot pour qu'il fonctionne dans le cadre "Bleu" tel qu'il le fait dans le cadre "Noir".

• Re-téléverser le programme Enclosured.mpj" et tester le sur le cadre "D"
• Vous allez devoir programmer le robot pour que son comportement soit dans le cadre "D" le même que dans le cadre "Noir". Pour mener à bien le programme, il est nécessaire de comprendre comment le robot détecte les obstables.
• Proposer un protocole permettant de caractériser les valeurs "vues" par le robot par les capteurs infra-rouge frontaux et de côté et ce en fonction de la distance des obstacle.
  Besoin d'aide ...? Cela suffira-t-il?
• Programmer le robot pour satisfaire au fonctionnement dans le cadre "D" et tester le.
  Remarque : on désire que l'évitement de l'obstacle se fasse au dernier moment et en utilisant uniquement les capteurs infra-rouges frontaux.
• Positionner le robot n'importe où sur le plateau (hors d'un cadre) et laisser le évoluer quelques temps de manière à noter un comportement au regard des obtacles non acceptable et modifier votre programme en conséquence.

• Téléverser le programme SuiveurLigne.mpj" et tester le sur le parcours E. Analyser le programme et remédier au dysfonctionnement.

On souhaite à présent que le robot suive le chemin indiqué ci-contre

• Programmer le robot pour satisfaire au cahier des charges (suivre le chemin et s'arrèter à la fin).
  Il est conseillé de procéder par étape. Ne pas essayer de réaliser le programme complet d'un seul coup.
  On vous rappelle que le robot est équipé d'un codeur sur chacune des roues lui permettant de savoir la distance qu'il a parcouru.

• Découvrir le modèle volumique conjointement à la modélisation multiphysique dans le but de prédéterminer des performances

• Cette activité est articulée autour de 2 sous-activités :
  • Sous-activité 4.1 : Prédéterminer les performances cinématiques et dynamiques du bras de robot.
  • Sous-activité 4.2 : Prédéterminer les performance de la voiture Tamiya électrique

• Nous désirons dans un premier temps déterminer les caractéristiques suivantes des points A et B :
  • Trajectoires
  • Vitesses
  • Accélérations

Les conditions d'essais sont les suivantes :

• OA=17cm et AB =17cm
• Angle et vitesse de rotation moteur en 0 : 180° et 15 tr/min.
• Angle et vitesse de rotation moteur en A : 360° et 15 tr/min.
• Puis dans un deuxième temps estimer les caractéristiques suivantes des servo-moteurs positionnés en A et B :
  • Puissances
  • Couple

  Les conditions d'essais sont les suivantes :

  • Masse des bras estimé à 50 g chacun.
  • Masses des servo-moteurs : à mesurer.
  • Centre de gravité : à estimer.

• La question que vous vous posez est : "Comment faire quand on a aucune base scientifique de cinématique et de dynamique ..?"
  

  Nous vous invitons à regarder la vidéo ci-contre tout en reproduisant au fur et à mesure les manipulations réalisées dans la vidéo. Pour cela ouvrir le logiciel SolidWorks
  Une fois la maitrise du concept et de l'outil acquise vous serez en mesure de satisfaire au cahier des charges énoncés plus haut.

  
  Si vous avez des difficultés à obtenir le même résultat que la vidéo explicative, prenez le temps de visionner cette dernière vidéo

• Nous souhaitons prédéterminer les nouvelles performances cinématiques de la voiture radio-télécommandée Tamiya pour la modification suivante :
  • Dans un but esthétique, nous souhaitons remplacer la carroserie actuelle(en plastique ABS) par une belle carroserie en fer à l'ancienne.
  Cependant si les performances s'en trouvent diminuées (ce qui est prévisible) il faudra trouver une solution pour que les performances soient de nouveau acceptables.
• Avant d'envisager l'utilisation du modèle multiphysique, il est cependant nécessaire de vérifier certains paramètres du modèle.



• Nous vous invitons dans un premier temps à prendre connaissance de la vidéo ci-contre de présentation la voiture Tamiya.



• Il est temps à présent de comprendre le modèle multi-physique. Imprimer le document suivant et à partir de la vidéo ci-contre indiquer très distinctement où sont modélisés :
  • La batterie,
  • Le moteur à courant continu,
  • Les engrenages,
  • La rotation des roues sur le sol,
  • La résistance au déplacement de la voiture.


• Tentez une explication de ce que réprésente l'élément repéré "J" dans le modèle multi-physique.


• Assez de théorie.. c'est quand la pratique?
  Maintenant! Prenez le temps de visionner la vidéo ci-contre et réalisez au fur et à mesure sur le logiciel "OpenModelica" l'ensemble des manipulations proposées dans la vidéo.
  Le modèle est téléchargeable ici


• Modifier les paramétrages du modèle pour qu'ils soient conforment au document ci-contre puis déterminer la vitesse maximale atteinte ainsi que le temps mis par la voiture pour atteindre cette vitesse.
  
  
• Peser la voiture et modifier le cas échéant le modèle multi-physique. En déduire les nouvelles performances cinématiques.


• Le ratio "roue" est exprimé en rad/m. Il correspond au nombre de radians effectués par la roue pour un mètre parcouru. Proposer un protocole expérimental à partir de la voiture réelle pour vérifier ce ratio.


• On se propose à présent de remplacer la carroserie actuellement en ABS (plastique si vous préférez) par une carroserie en fer dans le but de donner à cette voiture un style "rétro". Il vous faudra vérifier les nouvelles performances cinématiques après modification.

Vous comprennez bien que le fait de modifier le matériau de la carroserie va changer la masse de la voiture. Vous allez utiliser le logiciel SolidWorks pour déterminer la nouvelle masse de la carosserie.



• Nous vous invitons dans un premier temps à visionner la vidéo ci-contre qui vous explique comment modifier les matériaux dans un modèle volumique et d'en déduire la nouvelle masse.
Le modèle volumique SolidWorks de la carrosserie est téléchargeable ici
• Réaliser un tableau permettant de consigner les informations suivantes:
  • La masse de la carrosserie réelle,
  • La masse de la carrosserie selon le modèle volumique.
  Comparer les deux masses obtenues et définir le cas échéant un coefficient correcteur.
• Modifier l'ABS par du Fer dans le modèle volumique de la carrosserie puis ré-investir les résultats précédents pour déterminer les nouvelles performances cinématiques de la voiture Tamiya.