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Robot nettoyeur de microbilles plastiques

2025-05-26T15:10:17Z

Jzhangco :

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|Description=<translate>Conception et réalisation d’un robot mobile autonome capable de collecter, trier et stocker les granulés sur une plage.</translate>
|Area=Electronics, Energy, Recycling and Upcycling, Robotics, Science and Biology
|Type=Technique
|Difficulty=Hard
|Duration=72
|Duration-type=hour(s)
|Cost=150
|Currency=EUR (€)
|Tags=Robot, Environnement, Dépollution, Nettoyage
}}
{{Introduction
|Introduction=<translate>La conception du robot se fait en 3 phases dinstinctes

'''Phase 1 : Conception mécanique'''

Dimensionnement

Schéma cinématique

Motorisation (roue,moteur)

Modelisation

Simulation (RDM)

Mise en plan

'''Phase 2 : Conception électrique'''

Évaluer les besoins énergétiques

Dimension de la batterie (tension, puissance, ca...

Réaliser un schéma électrique

Simulation Proteus

'''Phase 3 : Conception électronique'''

Réaliser un schéma électrique

Algorithme

Programmation

Simulation de la programmation</translate>
}}
{{Materials
|Material=<translate>Moteur, chassis, taule, relais statique</translate>
|Tools=<translate>Carte arduino, capteur de force, capteur d'humidité, led rgb, bouton poussoir, ecran oled, convertisseur pwm vers analogique, relais</translate>
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{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>Prise en main du projet</translate>
|Step_Content=<translate>Découverte du sujet

Cahiers des charges

Planification du projet

Réalisation du croquis

Mis en commun des idées

Choix des composants et matériaux</translate>
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{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>**Phase 1</translate>
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{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>Les dimensions</translate>
|Step_Content=<translate>Chaques étapes serviront de tutoriel pour la conception de chaque pièce, on y retrouvera les dimensions, leur utilité etc...</translate>
}}
{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>Boitier bouton poussoir + capot</translate>
|Step_Content=<translate>'''Boitier du bouton poussoir d'arrêt d'urgence composé de :'''

 

*Une extrudage sur le dessus dimensionné pour le bouton [15mm x 15mm x 3mm].

*Une extrudage sur le dessous dimensionné de façon a pouvoir introduire l'entièreté du bouton (bouton + composant) [39mm x 33mm x 3mm].

*Une extrudage sur la face avant (fine et longue) pour y glisser le capot, à savoir qu'une gouttière parcoure le tour de l'intérieur de la boite pour le caler [42mm x 1.5mm x 3mm].

*Une extrudage sur la face droite et gauche pour les connecteurs (gauche [15mm x 3.5mm x 3mm] droite [13mm x 6mm x 3mm]).

'''Capot pour refermer la boite [41.7mm x 36.7mm x 1.3mm], avec un creux pour facilité le grip à l'ouverture/fermeture [10mm x 1.5mm x 0.5mm].'''</translate>
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{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>Boitier capteur de force + pressoir</translate>
|Step_Content=<translate>'''Le boitier accueillera le capteur de force accompagné d'une pièce qui exercera une pression sur le capteur (pressoir)'''

 

* <nowiki>Dimension de la boite : [79mm x 29mm x 17mm] /</nowiki>

* L'extrudage dans le boitier ce compose en deux partie; la première avec une ouverture sur le dessus [25mm x 24mm x 15mm].

* Une autre qui est surélevé (de 6mm du fond de la première) et qui se prolonge sur la longueur du boitier [51mm x 25mm x 7mm].

* A l'autre extrémité nous avons de quoi guider et insérer un cylindre [diamètre interne = 15mm ; externe = 17mm]

'''Le cylindre pressoir [29.4mm] possède deux diamètres, un bout de 14mm pour s'introduire dans le boitier et l'autre 34mm où s'exercera la force.'''

 </translate>
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{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>Schéma de fonction</translate>
|Step_Content=<translate>'''Ces schémas représente le fonctionnement de notre projet.'''</translate>
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|Step_Title=<translate>**Phase 2</translate>
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{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>Motorisation</translate>
|Step_Content=<translate>Après avoir effectué différents calculs mécaniques et énergétiques, nous avons déterminé qu’il nous fallait un moteur développant une puissance supérieure à 180 W et un couple d’au moins 58 N·m.

Plusieurs moteurs étaient à notre disposition, mais un seul correspondait parfaitement à nos besoins : un moteur triphasé de 180 W fonctionnant sous une tension de 400 V.

Cependant, l’utilisation d’un moteur triphasé 400 V impose certaines contraintes car ce type de moteur ne peut pas être branché sur une prise domestique classique en monophasé. Pour pallier cette difficulté, nous avons choisi d’associer ce moteur à un variateur de fréquence adapté.

Ce variateur remplit plusieurs fonctions essentielles pour notre application :

 

* Il permet d’alimenter correctement le moteur triphasé à partir d’une source monophasée, en convertissant la tension d’alimentation en une tension triphasée.
* Il nous donne la possibilité de faire varier la vitesse de rotation du moteur via un potentiomètre, ce qui est particulièrement utile pour adapter la vitesse de fonctionnement du tamis
* Il offre également la fonction d’inversion du sens de rotation, ce qui nous permet de faire tourner le tamis dans les deux sens

Notre objectif était de faire tourner le tamis à une vitesse de 30 tours par seconde (soit 1800 tr/min)..</translate>
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{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>Schéma électrique</translate>
|Step_Content=<translate>Ce schéma électrique représente le circuit de commande et de puissance d’un moteur triphasé. Il permet de comprendre comment le moteur peut être mis en marche, arrêté, et même changer de sens de rotation grâce à un système de commande simple et efficace.

On remarque tout d’abord que l’alimentation utilisée est triphasée, composée des trois phases L1, L2 et L3

La partie gauche du schéma représente le circuit de puissance. On y trouve un disjoncteur triphasé qui protège l’installation contre les surintensités ou les courts-circuits. Ce disjoncteur alimente directement le moteur à travers les bornes U, V et W. Le moteur, symbolisé par un cercle avec « M 3~ ». Une liaison à la terre est aussi présente pour assurer la sécurité de l’installation.

La partie droite du schéma représente le circuit de commande. Ce dernier permet de contrôler le fonctionnement du moteur avec des boutons poussoirs et des capteurs :

Le bouton SB sert à enclencher le moteur (marche).

Le bouton SC permet de l’arrêter (arrêt d’urgence ou normal).

Des capteurs ou relais (PO, PA, PB) interviennent pour la gestion automatique de certains états.

Enfin, on remarque la présence de deux contacteurs notés Sens 1 et Sens 2, qui permettent d’inverser deux phases et donc de modifier le sens de rotation du moteur. .</translate>
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{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>Modélisation des engrenages</translate>
|Step_Content=<translate></translate>
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{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>**Phase 3</translate>
|Step_Content=<translate><nowiki>**</nowiki>Liste de matériaux**

- Carte Arduino Uno / Mega / Nano

- Écran OLED SSD1306 (128x64, I2C)

- Capteur de force FSR402

- Capteur d’humidité SEN0114

- LED RGB

- Module PWM vers analogique DFRobot DFR1036

- Relais statique WGA5-6D25Z (ou Omron G3NA)

- Variateur de fréquence Telemecanique ATV18U18M2

 </translate>
}}
{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>Algorithme et fonctionnement du programme</translate>
|Step_Content=<translate>Le fonctionnement du robot nettoyeur est basé sur un algorithme simple, structuré autour de la lecture de capteurs, l’analyse des données et le pilotage d’un moteur via un variateur de fréquence.

===1 Lecture et traitement des capteurs===
Le programme commence par la lecture de deux capteurs :

*'''Capteur de force FSR402''' : convertit une pression en une valeur analogique, ensuite traduite en kilogrammes via une formule calibrée.
*'''Capteur d’humidité SEN0114''' : donne une valeur analogique comprise entre 0 et 1023, convertie en pourcentage d’humidité par interpolation linéaire.

Ces données sont affichées en temps réel sur un écran '''OLED 128x64 pixels''', ce qui permet une visualisation continue des conditions de fonctionnement.

===2 Indication par LED RGB===
Le taux d’humidité mesuré est représenté visuellement grâce à une '''LED RGB''' :

*Vert : humidité faible (< 20 %)
*Orange : humidité modérée (20–60 %)
*Rouge : humidité élevée (> 60 %)

Cela permet un diagnostic rapide de l’environnement de travail du robot.

===3 Détection et activation du moteur===
Si le capteur de force détecte une masse supérieure à un certain seuil (ex. > 50 g), cela indique la présence de billes plastiques.

Le programme active alors un '''relais statique WGA5-6D25Z''' pour alimenter le variateur de fréquence '''Schneider ATV18U18M2''', qui pilote le moteur en 230 V.

===4 Contrôle de la vitesse et du sens===
La '''vitesse du moteur''' est contrôlée par un signal PWM généré par l’Arduino, converti en tension analogique 0–10 V à l’aide d’un '''convertisseur DFRobot DFR1036''', relié à l’entrée analogique du variateur.

Le '''sens de rotation''' est défini par l’état d’une broche numérique connectée à l’entrée logique du variateur (ex. « Forward/Reverse »). Ce sens est déterminé automatiquement en fonction du taux d’humidité : le moteur tourne dans un sens pour évacuer les billes en zone sèche, et dans l’autre pour les déplacer en zone humide.

===5 Boucle continue===
L’ensemble de ces étapes est répété en boucle dans la fonction loop() de l’Arduino, assurant un fonctionnement en continu tant que l’appareil est alimenté.</translate>
|Step_Picture_00=Algorithme.png
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}}
{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>Carte Arduino Uno / Mega / Nano</translate>
|Step_Content=<translate>* '''Rôle''' : Cerveau du système, gère les capteurs, l'affichage, les LED et le moteur.
* '''Connexion''' :
** Alimentation via port USB ou régulateur externe (5V).
** Toutes les E/S (entrées/sorties) passent par les broches de la carte.</translate>
|Step_Picture_00=Robot_nettoyeur_de_microbilles_plastiques_arduino.jpg
}}
{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>Écran OLED SSD1306 (128x64, I2C)</translate>
|Step_Content=<translate>*'''Rôle''' : Affiche les valeurs de force et d’humidité.
*'''Connexion I2C''' :
**'''VCC''' → 5V
**'''GND''' → GND
**'''SDA''' → A4 (UNO) / D20 (MEGA)
**'''SCL''' → A5 (UNO) / D21 (MEGA)
*'''Librairies nécessaires''' : <code data-start="975" data-end="993">Adafruit_SSD1306</code>, <code data-start="995" data-end="1009">Adafruit_GFX</code>.</translate>
|Step_Picture_00=Robot_nettoyeur_de_microbilles_plastiques_Utilisation-dun-ecran-OLED-SSD1306-096-_-sur-le-Raspberry.jpg
}}
{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>Capteur de force FSR402</translate>
|Step_Content=<translate>* '''Rôle''' : Détecte la pression exercée par les billes (convertie en poids).
* '''Connexion''' :
** Un côté du capteur → '''5V'''
** Autre côté → '''résistance de pull-down''' (10kΩ à la masse) + fil vers '''A0'''
* '''Broche Arduino''' : '''A0'''</translate>
|Step_Picture_00=Robot_nettoyeur_de_microbilles_plastiques_nm_capteur_de_force_grove-back.jpg
}}
{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>Capteur d’humidité SEN0114</translate>
|Step_Content=<translate>* '''Rôle''' : Mesure l'humidité du sable ou du sol.
* '''Connexion''' :
** '''VCC''' → 5V
** '''GND''' → GND
** '''SIG''' → A1
* '''Broche Arduino''' : '''A1'''</translate>
|Step_Picture_00=Robot_nettoyeur_de_microbilles_plastiques_8e2bbc915ef50ef16ebbd321b4c55ddb0831d18e.jpeg
}}
{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>LED RGB</translate>
|Step_Content=<translate>* '''Rôle''' : Indique le niveau d’humidité (vert, orange, rouge).
* '''Connexion (avec résistances de limitation ~220Ω)''' :
** '''Rouge''' → D5 (via résistance)
** '''Vert''' → D4 (via résistance)
** '''Bleu''' → D6 (via résistance)
* '''GND commun''' pour cathode commune / '''+5V commun''' pour anode commune.</translate>
|Step_Picture_00=Robot_nettoyeur_de_microbilles_plastiques_t1-4.jpg
}}
{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>Module PWM vers analogique DFRobot DFR1036</translate>
|Step_Content=<translate>* '''Rôle''' : Convertit un signal PWM de l'Arduino en '''tension analogique 0–10V''' pour piloter la vitesse du variateur.
* '''Connexion''' :
** '''VCC''' → 12V (indépendant de l’Arduino !)
** '''GND''' → GND commun avec Arduino
** '''PWM IN''' → Broche '''D9''' de l’Arduino
** '''OUT''' (0–10V) → '''Entrée analogique du variateur ATV18''' (généralement borne A1 ou AI1 selon le bornier)
* '''Important''' : Alimente ce module avec une source stable 12V. Ne pas brancher "VCC" au 5V de l'Arduino.</translate>
|Step_Picture_00=Robot_nettoyeur_de_microbilles_plastiques_DFR1036.jpg
}}
{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>Relais statique WGA5-6D25Z (ou Omron G3NA)</translate>
|Step_Content=<translate>* '''Rôle''' : Active ou coupe l’alimentation du '''variateur''' (230V AC).
* '''Connexion''' :
** '''Entrée DC''' :
*** '''+ (Anode)''' → D8 (sortie numérique Arduino)
*** '''– (Cathode)''' → GND Arduino
** '''Sortie AC''' (attention secteur !) :
*** En série avec la phase d’alimentation du variateur (L).
*** Agit comme un interrupteur : coupe ou active la phase.
* '''Précaution''' : Bien isoler, prévoir radiateur si > 5 A. Ne jamais manipuler sous tension.</translate>
|Step_Picture_00=Robot_nettoyeur_de_microbilles_plastiques_relais-statique-25a-600v-wga5-6d25z.jpg
}}
{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>Variateur de fréquence Telemecanique ATV18U18M2</translate>
|Step_Content=<translate>* '''Rôle''' : Pilote le moteur triphasé 200–240V ; vitesse et sens de rotation.
* '''Connexion''' :
** '''Entrée AC''' : Phase + neutre (via relais statique sur la phase)
** '''Sortie moteur''' : vers les 3 phases du moteur.
** '''Commande vitesse (0–10V)''' : entrée analogique (AI1)
** '''Commande sens (RUN FWD / RUN REV)''' : entrée TOR (à activer avec un relais ou une sortie numérique et opto-coupleur)
* '''Précaution''' : Lire le manuel pour paramétrage des bornes, plages, sens.</translate>
|Step_Picture_00=Robot_nettoyeur_de_microbilles_plastiques_telemecanique-atv18u18m2-variateur-square-d-1hp-075kw-read-desc-b704.jpg
}}
{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>Commande sens de rotation</translate>
|Step_Content=<translate>* '''Rôle''' : Changer le sens du moteur (avant/arrière).
* '''Connexion''' :
** Utiliser une broche Arduino (ex : D7) → relais ou transistor → '''borne de commande REV''' du variateur.</translate>
}}
{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>Alimentation 12V externe (pour relais, module PWM, etc.)</translate>
|Step_Content=<translate>* '''Rôle''' : Fournit une tension stable pour les composants haute puissance.
* '''Connexion''' :
** GND doit être '''commun''' avec celui de l’Arduino.
** Ne jamais alimenter le relais 240V ou module DFR1036 depuis la carte Arduino directement !</translate>
}}
{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>Simulation</translate>
|Step_Content=<translate>Les simulations ont étaient réalisées sur SolidWorks avec comme matériau un acier inoxydable pour sécuriser l'intégrité de la structure en milieu humide..

'''Caractéristiques du matériau:'''

Module de Young: 2x10^11 N/m^2

limite d'élasticité: 1.72339x10^8 N/m^2</translate>
|Step_Picture_00=Robot_nettoyeur_de_microbilles_plastiques_simu_support.png
|Step_Picture_01=Robot_nettoyeur_de_microbilles_plastiques_simu_trommel.png
}}
{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>Prototype et test</translate>
|Step_Content=<translate>Impression 3D

Cablage

Assemblage

Validation

Test</translate>
|Step_Picture_00=Robot_nettoyeur_de_microbilles_plastiques_Capture_d_cran_2025-05-19_161528.png
|Step_Picture_01=Robot_nettoyeur_de_microbilles_plastiques_Capture_d_cran_2025-05-19_161817.png
}}
{{Notes
|Notes=<translate></translate>
}}
{{PageLang
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{{Tuto Status
|Complete=Draft
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Fichier:Robot nettoyeur de microbilles plastiques Capture d cran 2025-05-26 170830.png

2025-05-26T15:10:08Z

Jzhangco : Robot_nettoyeur_de_microbilles_plastiques_Capture_d_cran_2025-05-26_170830

Robot_nettoyeur_de_microbilles_plastiques_Capture_d_cran_2025-05-26_170830

Robot nettoyeur de microbilles plastiques

2025-05-26T14:53:56Z

Jzhangco :

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{{Introduction
|Introduction=<translate>La conception du robot se fait en 3 phases dinstinctes

'''Phase 1 : Conception mécanique'''

Dimensionnement

Schéma cinématique

Motorisation (roue,moteur)

Modelisation

Simulation (RDM)

Mise en plan

'''Phase 2 : Conception électrique'''

Évaluer les besoins énergétiques

Dimension de la batterie (tension, puissance, ca...

Réaliser un schéma électrique

Simulation Proteus

'''Phase 3 : Conception électronique'''

Réaliser un schéma électrique

Algorithme

Programmation

Simulation de la programmation</translate>
}}
{{Materials
|Material=<translate>Moteur, chassis, taule, relais statique</translate>
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Cahiers des charges

Planification du projet

Réalisation du croquis

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|Step_Content=<translate>Chaques étapes serviront de tutoriel pour la conception de chaque pièce, on y retrouvera les dimensions, leur utilité etc...</translate>
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|Step_Content=<translate>'''Boitier du bouton poussoir d'arrêt d'urgence composé de :'''

 

*Une extrudage sur le dessus dimensionné pour le bouton [15mm x 15mm x 3mm].

*Une extrudage sur le dessous dimensionné de façon a pouvoir introduire l'entièreté du bouton (bouton + composant) [39mm x 33mm x 3mm].

*Une extrudage sur la face avant (fine et longue) pour y glisser le capot, à savoir qu'une gouttière parcoure le tour de l'intérieur de la boite pour le caler [42mm x 1.5mm x 3mm].

*Une extrudage sur la face droite et gauche pour les connecteurs (gauche [15mm x 3.5mm x 3mm] droite [13mm x 6mm x 3mm]).

'''Capot pour refermer la boite [41.7mm x 36.7mm x 1.3mm], avec un creux pour facilité le grip à l'ouverture/fermeture [10mm x 1.5mm x 0.5mm].'''</translate>
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{{Tuto Step
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* <nowiki>Dimension de la boite : [79mm x 29mm x 17mm] /</nowiki>

* L'extrudage dans le boitier ce compose en deux partie; la première avec une ouverture sur le dessus [25mm x 24mm x 15mm].

* Une autre qui est surélevé (de 6mm du fond de la première) et qui se prolonge sur la longueur du boitier [51mm x 25mm x 7mm].

* A l'autre extrémité nous avons de quoi guider et insérer un cylindre [diamètre interne = 15mm ; externe = 17mm]

'''Le cylindre pressoir [29.4mm] possède deux diamètres, un bout de 14mm pour s'introduire dans le boitier et l'autre 34mm où s'exercera la force.'''

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|Step_Title=<translate>Motorisation</translate>
|Step_Content=<translate>Après avoir effectué différents calculs mécaniques et énergétiques, nous avons déterminé qu’il nous fallait un moteur développant une puissance supérieure à 180 W et un couple d’au moins 58 N·m.

Plusieurs moteurs étaient à notre disposition, mais un seul correspondait parfaitement à nos besoins : un moteur triphasé de 180 W fonctionnant sous une tension de 400 V.

Cependant, l’utilisation d’un moteur triphasé 400 V impose certaines contraintes car ce type de moteur ne peut pas être branché sur une prise domestique classique en monophasé. Pour pallier cette difficulté, nous avons choisi d’associer ce moteur à un variateur de fréquence adapté.

Ce variateur remplit plusieurs fonctions essentielles pour notre application :

 

* Il permet d’alimenter correctement le moteur triphasé à partir d’une source monophasée, en convertissant la tension d’alimentation en une tension triphasée.
* Il nous donne la possibilité de faire varier la vitesse de rotation du moteur via un potentiomètre, ce qui est particulièrement utile pour adapter la vitesse de fonctionnement du tamis
* Il offre également la fonction d’inversion du sens de rotation, ce qui nous permet de faire tourner le tamis dans les deux sens

Notre objectif était de faire tourner le tamis à une vitesse de 30 tours par seconde (soit 1800 tr/min)..</translate>
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}}
{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>Schéma électrique</translate>
|Step_Content=<translate>Ce schéma électrique représente le circuit de commande et de puissance d’un moteur triphasé. Il permet de comprendre comment le moteur peut être mis en marche, arrêté, et même changer de sens de rotation grâce à un système de commande simple et efficace.

On remarque tout d’abord que l’alimentation utilisée est triphasée, composée des trois phases L1, L2 et L3

La partie gauche du schéma représente le circuit de puissance. On y trouve un disjoncteur triphasé qui protège l’installation contre les surintensités ou les courts-circuits. Ce disjoncteur alimente directement le moteur à travers les bornes U, V et W. Le moteur, symbolisé par un cercle avec « M 3~ ». Une liaison à la terre est aussi présente pour assurer la sécurité de l’installation.

La partie droite du schéma représente le circuit de commande. Ce dernier permet de contrôler le fonctionnement du moteur avec des boutons poussoirs et des capteurs :

Le bouton SB sert à enclencher le moteur (marche).

Le bouton SC permet de l’arrêter (arrêt d’urgence ou normal).

Des capteurs ou relais (PO, PA, PB) interviennent pour la gestion automatique de certains états.

Enfin, on remarque la présence de deux contacteurs notés Sens 1 et Sens 2, qui permettent d’inverser deux phases et donc de modifier le sens de rotation du moteur. .</translate>
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}}
{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>**Phase 3</translate>
|Step_Content=<translate><nowiki>**</nowiki>Liste de matériaux**

- Carte Arduino Uno / Mega / Nano

- Écran OLED SSD1306 (128x64, I2C)

- Capteur de force FSR402

- Capteur d’humidité SEN0114

- LED RGB

- Module PWM vers analogique DFRobot DFR1036

- Relais statique WGA5-6D25Z (ou Omron G3NA)

- Variateur de fréquence Telemecanique ATV18U18M2

 </translate>
}}
{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>Algorithme et fonctionnement du programme</translate>
|Step_Content=<translate>Le fonctionnement du robot nettoyeur est basé sur un algorithme simple, structuré autour de la lecture de capteurs, l’analyse des données et le pilotage d’un moteur via un variateur de fréquence.

===1 Lecture et traitement des capteurs===
Le programme commence par la lecture de deux capteurs :

*'''Capteur de force FSR402''' : convertit une pression en une valeur analogique, ensuite traduite en kilogrammes via une formule calibrée.
*'''Capteur d’humidité SEN0114''' : donne une valeur analogique comprise entre 0 et 1023, convertie en pourcentage d’humidité par interpolation linéaire.

Ces données sont affichées en temps réel sur un écran '''OLED 128x64 pixels''', ce qui permet une visualisation continue des conditions de fonctionnement.

===2 Indication par LED RGB===
Le taux d’humidité mesuré est représenté visuellement grâce à une '''LED RGB''' :

*Vert : humidité faible (< 20 %)
*Orange : humidité modérée (20–60 %)
*Rouge : humidité élevée (> 60 %)

Cela permet un diagnostic rapide de l’environnement de travail du robot.

===3 Détection et activation du moteur===
Si le capteur de force détecte une masse supérieure à un certain seuil (ex. > 50 g), cela indique la présence de billes plastiques.

Le programme active alors un '''relais statique WGA5-6D25Z''' pour alimenter le variateur de fréquence '''Schneider ATV18U18M2''', qui pilote le moteur en 230 V.

===4 Contrôle de la vitesse et du sens===
La '''vitesse du moteur''' est contrôlée par un signal PWM généré par l’Arduino, converti en tension analogique 0–10 V à l’aide d’un '''convertisseur DFRobot DFR1036''', relié à l’entrée analogique du variateur.

Le '''sens de rotation''' est défini par l’état d’une broche numérique connectée à l’entrée logique du variateur (ex. « Forward/Reverse »). Ce sens est déterminé automatiquement en fonction du taux d’humidité : le moteur tourne dans un sens pour évacuer les billes en zone sèche, et dans l’autre pour les déplacer en zone humide.

===5 Boucle continue===
L’ensemble de ces étapes est répété en boucle dans la fonction loop() de l’Arduino, assurant un fonctionnement en continu tant que l’appareil est alimenté.</translate>
|Step_Picture_00=Algorithme.png
|Step_Picture_01=Robot_nettoyeur_de_microbilles_plastiques_image-20250415-132049-7750bba0.jpeg
}}
{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>Carte Arduino Uno / Mega / Nano</translate>
|Step_Content=<translate>* '''Rôle''' : Cerveau du système, gère les capteurs, l'affichage, les LED et le moteur.
* '''Connexion''' :
** Alimentation via port USB ou régulateur externe (5V).
** Toutes les E/S (entrées/sorties) passent par les broches de la carte.</translate>
|Step_Picture_00=Robot_nettoyeur_de_microbilles_plastiques_arduino.jpg
}}
{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>Écran OLED SSD1306 (128x64, I2C)</translate>
|Step_Content=<translate>*'''Rôle''' : Affiche les valeurs de force et d’humidité.
*'''Connexion I2C''' :
**'''VCC''' → 5V
**'''GND''' → GND
**'''SDA''' → A4 (UNO) / D20 (MEGA)
**'''SCL''' → A5 (UNO) / D21 (MEGA)
*'''Librairies nécessaires''' : <code data-start="975" data-end="993">Adafruit_SSD1306</code>, <code data-start="995" data-end="1009">Adafruit_GFX</code>.</translate>
|Step_Picture_00=Robot_nettoyeur_de_microbilles_plastiques_Utilisation-dun-ecran-OLED-SSD1306-096-_-sur-le-Raspberry.jpg
}}
{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>Capteur de force FSR402</translate>
|Step_Content=<translate>* '''Rôle''' : Détecte la pression exercée par les billes (convertie en poids).
* '''Connexion''' :
** Un côté du capteur → '''5V'''
** Autre côté → '''résistance de pull-down''' (10kΩ à la masse) + fil vers '''A0'''
* '''Broche Arduino''' : '''A0'''</translate>
|Step_Picture_00=Robot_nettoyeur_de_microbilles_plastiques_nm_capteur_de_force_grove-back.jpg
}}
{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>Capteur d’humidité SEN0114</translate>
|Step_Content=<translate>* '''Rôle''' : Mesure l'humidité du sable ou du sol.
* '''Connexion''' :
** '''VCC''' → 5V
** '''GND''' → GND
** '''SIG''' → A1
* '''Broche Arduino''' : '''A1'''</translate>
|Step_Picture_00=Robot_nettoyeur_de_microbilles_plastiques_8e2bbc915ef50ef16ebbd321b4c55ddb0831d18e.jpeg
}}
{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>LED RGB</translate>
|Step_Content=<translate>* '''Rôle''' : Indique le niveau d’humidité (vert, orange, rouge).
* '''Connexion (avec résistances de limitation ~220Ω)''' :
** '''Rouge''' → D5 (via résistance)
** '''Vert''' → D4 (via résistance)
** '''Bleu''' → D6 (via résistance)
* '''GND commun''' pour cathode commune / '''+5V commun''' pour anode commune.</translate>
|Step_Picture_00=Robot_nettoyeur_de_microbilles_plastiques_t1-4.jpg
}}
{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>Module PWM vers analogique DFRobot DFR1036</translate>
|Step_Content=<translate>* '''Rôle''' : Convertit un signal PWM de l'Arduino en '''tension analogique 0–10V''' pour piloter la vitesse du variateur.
* '''Connexion''' :
** '''VCC''' → 12V (indépendant de l’Arduino !)
** '''GND''' → GND commun avec Arduino
** '''PWM IN''' → Broche '''D9''' de l’Arduino
** '''OUT''' (0–10V) → '''Entrée analogique du variateur ATV18''' (généralement borne A1 ou AI1 selon le bornier)
* '''Important''' : Alimente ce module avec une source stable 12V. Ne pas brancher "VCC" au 5V de l'Arduino.</translate>
|Step_Picture_00=Robot_nettoyeur_de_microbilles_plastiques_DFR1036.jpg
}}
{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>Relais statique WGA5-6D25Z (ou Omron G3NA)</translate>
|Step_Content=<translate>* '''Rôle''' : Active ou coupe l’alimentation du '''variateur''' (230V AC).
* '''Connexion''' :
** '''Entrée DC''' :
*** '''+ (Anode)''' → D8 (sortie numérique Arduino)
*** '''– (Cathode)''' → GND Arduino
** '''Sortie AC''' (attention secteur !) :
*** En série avec la phase d’alimentation du variateur (L).
*** Agit comme un interrupteur : coupe ou active la phase.
* '''Précaution''' : Bien isoler, prévoir radiateur si > 5 A. Ne jamais manipuler sous tension.</translate>
|Step_Picture_00=Robot_nettoyeur_de_microbilles_plastiques_relais-statique-25a-600v-wga5-6d25z.jpg
}}
{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>Variateur de fréquence Telemecanique ATV18U18M2</translate>
|Step_Content=<translate>* '''Rôle''' : Pilote le moteur triphasé 200–240V ; vitesse et sens de rotation.
* '''Connexion''' :
** '''Entrée AC''' : Phase + neutre (via relais statique sur la phase)
** '''Sortie moteur''' : vers les 3 phases du moteur.
** '''Commande vitesse (0–10V)''' : entrée analogique (AI1)
** '''Commande sens (RUN FWD / RUN REV)''' : entrée TOR (à activer avec un relais ou une sortie numérique et opto-coupleur)
* '''Précaution''' : Lire le manuel pour paramétrage des bornes, plages, sens.</translate>
|Step_Picture_00=Robot_nettoyeur_de_microbilles_plastiques_telemecanique-atv18u18m2-variateur-square-d-1hp-075kw-read-desc-b704.jpg
}}
{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>Commande sens de rotation</translate>
|Step_Content=<translate>* '''Rôle''' : Changer le sens du moteur (avant/arrière).
* '''Connexion''' :
** Utiliser une broche Arduino (ex : D7) → relais ou transistor → '''borne de commande REV''' du variateur.</translate>
}}
{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>Alimentation 12V externe (pour relais, module PWM, etc.)</translate>
|Step_Content=<translate>* '''Rôle''' : Fournit une tension stable pour les composants haute puissance.
* '''Connexion''' :
** GND doit être '''commun''' avec celui de l’Arduino.
** Ne jamais alimenter le relais 240V ou module DFR1036 depuis la carte Arduino directement !</translate>
}}
{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>Simulation</translate>
|Step_Content=<translate>Les simulations ont étaient réalisées sur SolidWorks avec comme matériau un acier inoxydable pour sécuriser l'intégrité de la structure en milieu humide..

'''Caractéristiques du matériau:'''

Module de Young: 2x10^11 N/m^2

limite d'élasticité: 1.72339x10^8 N/m^2</translate>
|Step_Picture_00=Robot_nettoyeur_de_microbilles_plastiques_simu_support.png
|Step_Picture_01=Robot_nettoyeur_de_microbilles_plastiques_simu_trommel.png
}}
{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>Prototype et test</translate>
|Step_Content=<translate>Impression 3D

Cablage

Assemblage

Validation

Test</translate>
|Step_Picture_00=Robot_nettoyeur_de_microbilles_plastiques_Capture_d_cran_2025-05-19_161528.png
|Step_Picture_01=Robot_nettoyeur_de_microbilles_plastiques_Capture_d_cran_2025-05-19_161817.png
}}
{{Notes
|Notes=<translate></translate>
}}
{{PageLang
|Language=fr
|SourceLanguage=none
|IsTranslation=0
}}
{{Tuto Status
|Complete=Draft
}}

Fichier:Robot nettoyeur de microbilles plastiques original-4FF631A1-6685-4CA2-992A-B4DD41000D1C.jpeg

2025-05-26T14:53:47Z

Jzhangco : Robot_nettoyeur_de_microbilles_plastiques_original-4FF631A1-6685-4CA2-992A-B4DD41000D1C

Robot_nettoyeur_de_microbilles_plastiques_original-4FF631A1-6685-4CA2-992A-B4DD41000D1C

Robot nettoyeur de microbilles plastiques

2025-05-26T14:52:19Z

Jzhangco :

{{Tuto Details
|Main_Picture=Robot_nettoyeur_de_microbilles_plastiques_Capture_d_cran_2025-05-26_160913.png
|Main_Picture_annotation={"version":"3.5.0","objects":[{"type":"image","version":"3.5.0","originX":"left","originY":"top","left":-103,"top":-81,"width":560,"height":417,"fill":"rgb(0,0,0)","stroke":null,"strokeWidth":0,"strokeDashArray":null,"strokeLineCap":"butt","strokeDashOffset":0,"strokeLineJoin":"miter","strokeMiterLimit":4,"scaleX":1.48,"scaleY":1.48,"angle":0,"flipX":false,"flipY":false,"opacity":1,"shadow":null,"visible":true,"clipTo":null,"backgroundColor":"","fillRule":"nonzero","paintFirst":"fill","globalCompositeOperation":"source-over","transformMatrix":null,"skewX":0,"skewY":0,"crossOrigin":"","cropX":0,"cropY":0,"src":"https://wikifab.org/images/0/03/Robot_nettoyeur_de_microbilles_plastiques_Capture_d_cran_2025-05-26_160913.png","filters":[]}],"height":449.7816593886463,"width":600}
|Licences=Attribution (CC BY)
|Description=<translate>Conception et réalisation d’un robot mobile autonome capable de collecter, trier et stocker les granulés sur une plage.</translate>
|Area=Electronics, Energy, Recycling and Upcycling, Robotics, Science and Biology
|Type=Technique
|Difficulty=Hard
|Duration=72
|Duration-type=hour(s)
|Cost=150
|Currency=EUR (€)
|Tags=Robot, Environnement, Dépollution, Nettoyage
}}
{{Introduction
|Introduction=<translate>La conception du robot se fait en 3 phases dinstinctes

'''Phase 1 : Conception mécanique'''

Dimensionnement

Schéma cinématique

Motorisation (roue,moteur)

Modelisation

Simulation (RDM)

Mise en plan

'''Phase 2 : Conception électrique'''

Évaluer les besoins énergétiques

Dimension de la batterie (tension, puissance, ca...

Réaliser un schéma électrique

Simulation Proteus

'''Phase 3 : Conception électronique'''

Réaliser un schéma électrique

Algorithme

Programmation

Simulation de la programmation</translate>
}}
{{Materials
|Material=<translate>Moteur, chassis, taule, relais statique</translate>
|Tools=<translate>Carte arduino, capteur de force, capteur d'humidité, led rgb, bouton poussoir, ecran oled, convertisseur pwm vers analogique, relais</translate>
|Tuto_Attachments={{Tuto Attachments
|Attachment=Robot_nettoyeur_de_microbilles_plastiques_Algorithme.PDF
}}
|ExternalAttachmentsLinks={{ExternalAttachmentsLinks
|ExternalAttachmentsLinks=https://pastebin.com/0PEzwPyA (lien programme robot)
}}{{ExternalAttachmentsLinks}}
}}
{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>Prise en main du projet</translate>
|Step_Content=<translate>Découverte du sujet

Cahiers des charges

Planification du projet

Réalisation du croquis

Mis en commun des idées

Choix des composants et matériaux</translate>
}}
{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>**Phase 1</translate>
|Step_Content=<translate></translate>
}}
{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>Les dimensions</translate>
|Step_Content=<translate>Chaques étapes serviront de tutoriel pour la conception de chaque pièce, on y retrouvera les dimensions, leur utilité etc...</translate>
}}
{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>Boitier bouton poussoir + capot</translate>
|Step_Content=<translate>'''Boitier du bouton poussoir d'arrêt d'urgence composé de :'''

 

*Une extrudage sur le dessus dimensionné pour le bouton [15mm x 15mm x 3mm].

*Une extrudage sur le dessous dimensionné de façon a pouvoir introduire l'entièreté du bouton (bouton + composant) [39mm x 33mm x 3mm].

*Une extrudage sur la face avant (fine et longue) pour y glisser le capot, à savoir qu'une gouttière parcoure le tour de l'intérieur de la boite pour le caler [42mm x 1.5mm x 3mm].

*Une extrudage sur la face droite et gauche pour les connecteurs (gauche [15mm x 3.5mm x 3mm] droite [13mm x 6mm x 3mm]).

'''Capot pour refermer la boite [41.7mm x 36.7mm x 1.3mm], avec un creux pour facilité le grip à l'ouverture/fermeture [10mm x 1.5mm x 0.5mm].'''</translate>
|Step_Picture_00=Robot_nettoyeur_de_microbilles_plastiques_boite_bouton_dims.png
|Step_Picture_01=Robot_nettoyeur_de_microbilles_plastiques_boitier_bouton_dims_2.png
|Step_Picture_02=Robot_nettoyeur_de_microbilles_plastiques_capot_dims.png
}}
{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>Boitier capteur de force + pressoir</translate>
|Step_Content=<translate>'''Le boitier accueillera le capteur de force accompagné d'une pièce qui exercera une pression sur le capteur (pressoir)'''

 

* <nowiki>Dimension de la boite : [79mm x 29mm x 17mm] /</nowiki>

* L'extrudage dans le boitier ce compose en deux partie; la première avec une ouverture sur le dessus [25mm x 24mm x 15mm].

* Une autre qui est surélevé (de 6mm du fond de la première) et qui se prolonge sur la longueur du boitier [51mm x 25mm x 7mm].

* A l'autre extrémité nous avons de quoi guider et insérer un cylindre [diamètre interne = 15mm ; externe = 17mm]

'''Le cylindre pressoir [29.4mm] possède deux diamètres, un bout de 14mm pour s'introduire dans le boitier et l'autre 34mm où s'exercera la force.'''

 </translate>
|Step_Picture_00=Robot_nettoyeur_de_microbilles_plastiques_boitier_capteur_de_force_dims.png
|Step_Picture_01=Robot_nettoyeur_de_microbilles_plastiques_pr_ssoir_dims.png
}}
{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>Schéma de fonction</translate>
|Step_Content=<translate>'''Ces schémas représente le fonctionnement de notre projet.'''</translate>
|Step_Picture_00=Robot_nettoyeur_de_microbilles_plastiques_2A7F1B75-62D9-4BA3-BA78-95ECD3287450.jpeg
|Step_Picture_01=Robot_nettoyeur_de_microbilles_plastiques_4A5BE744-E534-490B-BCF9-A41D3F990AE3.jpeg
}}
{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>**Phase 2</translate>
|Step_Content=<translate></translate>
}}
{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>Motorisation</translate>
|Step_Content=<translate>Après avoir effectué différents calculs mécaniques et énergétiques, nous avons déterminé qu’il nous fallait un moteur développant une puissance supérieure à 180 W et un couple d’au moins 58 N·m.

Plusieurs moteurs étaient à notre disposition, mais un seul correspondait parfaitement à nos besoins : un moteur triphasé de 180 W fonctionnant sous une tension de 400 V.

Cependant, l’utilisation d’un moteur triphasé 400 V impose certaines contraintes car ce type de moteur ne peut pas être branché sur une prise domestique classique en monophasé. Pour pallier cette difficulté, nous avons choisi d’associer ce moteur à un variateur de fréquence adapté.

Ce variateur remplit plusieurs fonctions essentielles pour notre application :

 

* Il permet d’alimenter correctement le moteur triphasé à partir d’une source monophasée, en convertissant la tension d’alimentation en une tension triphasée.
* Il nous donne la possibilité de faire varier la vitesse de rotation du moteur via un potentiomètre, ce qui est particulièrement utile pour adapter la vitesse de fonctionnement du tamis
* Il offre également la fonction d’inversion du sens de rotation, ce qui nous permet de faire tourner le tamis dans les deux sens

Notre objectif était de faire tourner le tamis à une vitesse de 30 tours par seconde (soit 1800 tr/min)..</translate>
|Step_Picture_00=Robot_nettoyeur_de_microbilles_plastiques_processed-08FF2BB1-7073-42C6-8CF6-B45FD258A2A5.jpeg
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}}
{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>Schéma électrique</translate>
|Step_Content=<translate>Ce schéma électrique représente le circuit de commande et de puissance d’un moteur triphasé. Il permet de comprendre comment le moteur peut être mis en marche, arrêté, et même changer de sens de rotation grâce à un système de commande simple et efficace.

On remarque tout d’abord que l’alimentation utilisée est triphasée, composée des trois phases L1, L2 et L3

La partie gauche du schéma représente le circuit de puissance. On y trouve un disjoncteur triphasé qui protège l’installation contre les surintensités ou les courts-circuits. Ce disjoncteur alimente directement le moteur à travers les bornes U, V et W. Le moteur, symbolisé par un cercle avec « M 3~ ». Une liaison à la terre est aussi présente pour assurer la sécurité de l’installation.

La partie droite du schéma représente le circuit de commande. Ce dernier permet de contrôler le fonctionnement du moteur avec des boutons poussoirs et des capteurs :

Le bouton SB sert à enclencher le moteur (marche).

Le bouton SC permet de l’arrêter (arrêt d’urgence ou normal).

Des capteurs ou relais (PO, PA, PB) interviennent pour la gestion automatique de certains états.

Enfin, on remarque la présence de deux contacteurs notés Sens 1 et Sens 2, qui permettent d’inverser deux phases et donc de modifier le sens de rotation du moteur. .</translate>
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{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>**Phase 3</translate>
|Step_Content=<translate><nowiki>**</nowiki>Liste de matériaux**

- Carte Arduino Uno / Mega / Nano

- Écran OLED SSD1306 (128x64, I2C)

- Capteur de force FSR402

- Capteur d’humidité SEN0114

- LED RGB

- Module PWM vers analogique DFRobot DFR1036

- Relais statique WGA5-6D25Z (ou Omron G3NA)

- Variateur de fréquence Telemecanique ATV18U18M2

 </translate>
}}
{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>Algorithme et fonctionnement du programme</translate>
|Step_Content=<translate>Le fonctionnement du robot nettoyeur est basé sur un algorithme simple, structuré autour de la lecture de capteurs, l’analyse des données et le pilotage d’un moteur via un variateur de fréquence.

===1 Lecture et traitement des capteurs===
Le programme commence par la lecture de deux capteurs :

*'''Capteur de force FSR402''' : convertit une pression en une valeur analogique, ensuite traduite en kilogrammes via une formule calibrée.
*'''Capteur d’humidité SEN0114''' : donne une valeur analogique comprise entre 0 et 1023, convertie en pourcentage d’humidité par interpolation linéaire.

Ces données sont affichées en temps réel sur un écran '''OLED 128x64 pixels''', ce qui permet une visualisation continue des conditions de fonctionnement.

===2 Indication par LED RGB===
Le taux d’humidité mesuré est représenté visuellement grâce à une '''LED RGB''' :

*Vert : humidité faible (< 20 %)
*Orange : humidité modérée (20–60 %)
*Rouge : humidité élevée (> 60 %)

Cela permet un diagnostic rapide de l’environnement de travail du robot.

===3 Détection et activation du moteur===
Si le capteur de force détecte une masse supérieure à un certain seuil (ex. > 50 g), cela indique la présence de billes plastiques.

Le programme active alors un '''relais statique WGA5-6D25Z''' pour alimenter le variateur de fréquence '''Schneider ATV18U18M2''', qui pilote le moteur en 230 V.

===4 Contrôle de la vitesse et du sens===
La '''vitesse du moteur''' est contrôlée par un signal PWM généré par l’Arduino, converti en tension analogique 0–10 V à l’aide d’un '''convertisseur DFRobot DFR1036''', relié à l’entrée analogique du variateur.

Le '''sens de rotation''' est défini par l’état d’une broche numérique connectée à l’entrée logique du variateur (ex. « Forward/Reverse »). Ce sens est déterminé automatiquement en fonction du taux d’humidité : le moteur tourne dans un sens pour évacuer les billes en zone sèche, et dans l’autre pour les déplacer en zone humide.

===5 Boucle continue===
L’ensemble de ces étapes est répété en boucle dans la fonction loop() de l’Arduino, assurant un fonctionnement en continu tant que l’appareil est alimenté.</translate>
|Step_Picture_00=Algorithme.png
|Step_Picture_01=Robot_nettoyeur_de_microbilles_plastiques_image-20250415-132049-7750bba0.jpeg
}}
{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>Carte Arduino Uno / Mega / Nano</translate>
|Step_Content=<translate>* '''Rôle''' : Cerveau du système, gère les capteurs, l'affichage, les LED et le moteur.
* '''Connexion''' :
** Alimentation via port USB ou régulateur externe (5V).
** Toutes les E/S (entrées/sorties) passent par les broches de la carte.</translate>
|Step_Picture_00=Robot_nettoyeur_de_microbilles_plastiques_arduino.jpg
}}
{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>Écran OLED SSD1306 (128x64, I2C)</translate>
|Step_Content=<translate>*'''Rôle''' : Affiche les valeurs de force et d’humidité.
*'''Connexion I2C''' :
**'''VCC''' → 5V
**'''GND''' → GND
**'''SDA''' → A4 (UNO) / D20 (MEGA)
**'''SCL''' → A5 (UNO) / D21 (MEGA)
*'''Librairies nécessaires''' : <code data-start="975" data-end="993">Adafruit_SSD1306</code>, <code data-start="995" data-end="1009">Adafruit_GFX</code>.</translate>
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}}
{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>Capteur de force FSR402</translate>
|Step_Content=<translate>* '''Rôle''' : Détecte la pression exercée par les billes (convertie en poids).
* '''Connexion''' :
** Un côté du capteur → '''5V'''
** Autre côté → '''résistance de pull-down''' (10kΩ à la masse) + fil vers '''A0'''
* '''Broche Arduino''' : '''A0'''</translate>
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{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>Capteur d’humidité SEN0114</translate>
|Step_Content=<translate>* '''Rôle''' : Mesure l'humidité du sable ou du sol.
* '''Connexion''' :
** '''VCC''' → 5V
** '''GND''' → GND
** '''SIG''' → A1
* '''Broche Arduino''' : '''A1'''</translate>
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}}
{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>LED RGB</translate>
|Step_Content=<translate>* '''Rôle''' : Indique le niveau d’humidité (vert, orange, rouge).
* '''Connexion (avec résistances de limitation ~220Ω)''' :
** '''Rouge''' → D5 (via résistance)
** '''Vert''' → D4 (via résistance)
** '''Bleu''' → D6 (via résistance)
* '''GND commun''' pour cathode commune / '''+5V commun''' pour anode commune.</translate>
|Step_Picture_00=Robot_nettoyeur_de_microbilles_plastiques_t1-4.jpg
}}
{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>Module PWM vers analogique DFRobot DFR1036</translate>
|Step_Content=<translate>* '''Rôle''' : Convertit un signal PWM de l'Arduino en '''tension analogique 0–10V''' pour piloter la vitesse du variateur.
* '''Connexion''' :
** '''VCC''' → 12V (indépendant de l’Arduino !)
** '''GND''' → GND commun avec Arduino
** '''PWM IN''' → Broche '''D9''' de l’Arduino
** '''OUT''' (0–10V) → '''Entrée analogique du variateur ATV18''' (généralement borne A1 ou AI1 selon le bornier)
* '''Important''' : Alimente ce module avec une source stable 12V. Ne pas brancher "VCC" au 5V de l'Arduino.</translate>
|Step_Picture_00=Robot_nettoyeur_de_microbilles_plastiques_DFR1036.jpg
}}
{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>Relais statique WGA5-6D25Z (ou Omron G3NA)</translate>
|Step_Content=<translate>* '''Rôle''' : Active ou coupe l’alimentation du '''variateur''' (230V AC).
* '''Connexion''' :
** '''Entrée DC''' :
*** '''+ (Anode)''' → D8 (sortie numérique Arduino)
*** '''– (Cathode)''' → GND Arduino
** '''Sortie AC''' (attention secteur !) :
*** En série avec la phase d’alimentation du variateur (L).
*** Agit comme un interrupteur : coupe ou active la phase.
* '''Précaution''' : Bien isoler, prévoir radiateur si > 5 A. Ne jamais manipuler sous tension.</translate>
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{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>Variateur de fréquence Telemecanique ATV18U18M2</translate>
|Step_Content=<translate>* '''Rôle''' : Pilote le moteur triphasé 200–240V ; vitesse et sens de rotation.
* '''Connexion''' :
** '''Entrée AC''' : Phase + neutre (via relais statique sur la phase)
** '''Sortie moteur''' : vers les 3 phases du moteur.
** '''Commande vitesse (0–10V)''' : entrée analogique (AI1)
** '''Commande sens (RUN FWD / RUN REV)''' : entrée TOR (à activer avec un relais ou une sortie numérique et opto-coupleur)
* '''Précaution''' : Lire le manuel pour paramétrage des bornes, plages, sens.</translate>
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{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>Commande sens de rotation</translate>
|Step_Content=<translate>* '''Rôle''' : Changer le sens du moteur (avant/arrière).
* '''Connexion''' :
** Utiliser une broche Arduino (ex : D7) → relais ou transistor → '''borne de commande REV''' du variateur.</translate>
}}
{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>Alimentation 12V externe (pour relais, module PWM, etc.)</translate>
|Step_Content=<translate>* '''Rôle''' : Fournit une tension stable pour les composants haute puissance.
* '''Connexion''' :
** GND doit être '''commun''' avec celui de l’Arduino.
** Ne jamais alimenter le relais 240V ou module DFR1036 depuis la carte Arduino directement !</translate>
}}
{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>Simulation</translate>
|Step_Content=<translate>Les simulations ont étaient réalisées sur SolidWorks avec comme matériau un acier inoxydable pour sécuriser l'intégrité de la structure en milieu humide..

'''Caractéristiques du matériau:'''

Module de Young: 2x10^11 N/m^2

limite d'élasticité: 1.72339x10^8 N/m^2</translate>
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{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>Prototype et test</translate>
|Step_Content=<translate>Impression 3D

Cablage

Assemblage

Validation

Test</translate>
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{{Notes
|Notes=<translate></translate>
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{{Tuto Status
|Complete=Draft
}}

Robot nettoyeur de microbilles plastiques

2025-05-26T14:51:55Z

Jzhangco :

{{Tuto Details
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|Licences=Attribution (CC BY)
|Description=<translate>Conception et réalisation d’un robot mobile autonome capable de collecter, trier et stocker les granulés sur une plage.</translate>
|Area=Electronics, Energy, Recycling and Upcycling, Robotics, Science and Biology
|Type=Technique
|Difficulty=Hard
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|Duration-type=hour(s)
|Cost=150
|Currency=EUR (€)
|Tags=Robot, Environnement, Dépollution, Nettoyage
}}
{{Introduction
|Introduction=<translate>La conception du robot se fait en 3 phases dinstinctes

'''Phase 1 : Conception mécanique'''

Dimensionnement

Schéma cinématique

Motorisation (roue,moteur)

Modelisation

Simulation (RDM)

Mise en plan

'''Phase 2 : Conception électrique'''

Évaluer les besoins énergétiques

Dimension de la batterie (tension, puissance, ca...

Réaliser un schéma électrique

Simulation Proteus

'''Phase 3 : Conception électronique'''

Réaliser un schéma électrique

Algorithme

Programmation

Simulation de la programmation</translate>
}}
{{Materials
|Material=<translate>Moteur, chassis, taule, relais statique</translate>
|Tools=<translate>Carte arduino, capteur de force, capteur d'humidité, led rgb, bouton poussoir, ecran oled, convertisseur pwm vers analogique, relais</translate>
|Tuto_Attachments={{Tuto Attachments
|Attachment=Robot_nettoyeur_de_microbilles_plastiques_Algorithme.PDF
}}
|ExternalAttachmentsLinks={{ExternalAttachmentsLinks
|ExternalAttachmentsLinks=https://pastebin.com/0PEzwPyA (lien programme robot)
}}{{ExternalAttachmentsLinks}}
}}
{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>Prise en main du projet</translate>
|Step_Content=<translate>Découverte du sujet

Cahiers des charges

Planification du projet

Réalisation du croquis

Mis en commun des idées

Choix des composants et matériaux</translate>
}}
{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>**Phase 1</translate>
|Step_Content=<translate></translate>
}}
{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>Les dimensions</translate>
|Step_Content=<translate>Chaques étapes serviront de tutoriel pour la conception de chaque pièce, on y retrouvera les dimensions, leur utilité etc...</translate>
}}
{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>Boitier bouton poussoir + capot</translate>
|Step_Content=<translate>'''Boitier du bouton poussoir d'arrêt d'urgence composé de :'''

 

*Une extrudage sur le dessus dimensionné pour le bouton [15mm x 15mm x 3mm].

*Une extrudage sur le dessous dimensionné de façon a pouvoir introduire l'entièreté du bouton (bouton + composant) [39mm x 33mm x 3mm].

*Une extrudage sur la face avant (fine et longue) pour y glisser le capot, à savoir qu'une gouttière parcoure le tour de l'intérieur de la boite pour le caler [42mm x 1.5mm x 3mm].

*Une extrudage sur la face droite et gauche pour les connecteurs (gauche [15mm x 3.5mm x 3mm] droite [13mm x 6mm x 3mm]).

'''Capot pour refermer la boite [41.7mm x 36.7mm x 1.3mm], avec un creux pour facilité le grip à l'ouverture/fermeture [10mm x 1.5mm x 0.5mm].'''</translate>
|Step_Picture_00=Robot_nettoyeur_de_microbilles_plastiques_boite_bouton_dims.png
|Step_Picture_01=Robot_nettoyeur_de_microbilles_plastiques_boitier_bouton_dims_2.png
|Step_Picture_02=Robot_nettoyeur_de_microbilles_plastiques_capot_dims.png
}}
{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>Boitier capteur de force + pressoir</translate>
|Step_Content=<translate>'''Le boitier accueillera le capteur de force accompagné d'une pièce qui exercera une pression sur le capteur (pressoir)'''

 

* <nowiki>Dimension de la boite : [79mm x 29mm x 17mm] /</nowiki>

* L'extrudage dans le boitier ce compose en deux partie; la première avec une ouverture sur le dessus [25mm x 24mm x 15mm].

* Une autre qui est surélevé (de 6mm du fond de la première) et qui se prolonge sur la longueur du boitier [51mm x 25mm x 7mm].

* A l'autre extrémité nous avons de quoi guider et insérer un cylindre [diamètre interne = 15mm ; externe = 17mm]

'''Le cylindre pressoir [29.4mm] possède deux diamètres, un bout de 14mm pour s'introduire dans le boitier et l'autre 34mm où s'exercera la force.'''

 </translate>
|Step_Picture_00=Robot_nettoyeur_de_microbilles_plastiques_boitier_capteur_de_force_dims.png
|Step_Picture_01=Robot_nettoyeur_de_microbilles_plastiques_pr_ssoir_dims.png
}}
{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>Schéma de fonction</translate>
|Step_Content=<translate>'''Ces schémas représente le fonctionnement de notre projet.'''</translate>
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}}
{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>**Phase 2</translate>
|Step_Content=<translate></translate>
}}
{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>Motorisation</translate>
|Step_Content=<translate>Après avoir effectué différents calculs mécaniques et énergétiques, nous avons déterminé qu’il nous fallait un moteur développant une puissance supérieure à 180 W et un couple d’au moins 58 N·m.

Plusieurs moteurs étaient à notre disposition, mais un seul correspondait parfaitement à nos besoins : un moteur triphasé de 180 W fonctionnant sous une tension de 400 V.

Cependant, l’utilisation d’un moteur triphasé 400 V impose certaines contraintes car ce type de moteur ne peut pas être branché sur une prise domestique classique en monophasé. Pour pallier cette difficulté, nous avons choisi d’associer ce moteur à un variateur de fréquence adapté.

Ce variateur remplit plusieurs fonctions essentielles pour notre application :

 

* Il permet d’alimenter correctement le moteur triphasé à partir d’une source monophasée, en convertissant la tension d’alimentation en une tension triphasée.
* Il nous donne la possibilité de faire varier la vitesse de rotation du moteur via un potentiomètre, ce qui est particulièrement utile pour adapter la vitesse de fonctionnement du tamis
* Il offre également la fonction d’inversion du sens de rotation, ce qui nous permet de faire tourner le tamis dans les deux sens

Notre objectif était de faire tourner le tamis à une vitesse de 30 tours par seconde (soit 1800 tr/min)..</translate>
|Step_Picture_00=Robot_nettoyeur_de_microbilles_plastiques_processed-08FF2BB1-7073-42C6-8CF6-B45FD258A2A5.jpeg
|Step_Picture_01=Robot_nettoyeur_de_microbilles_plastiques_processed-677071B2-CB1F-4694-9E6B-032ED606E165.jpeg
}}
{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>Schéma électrique</translate>
|Step_Content=<translate>Ce schéma électrique représente le circuit de commande et de puissance d’un moteur triphasé. Il permet de comprendre comment le moteur peut être mis en marche, arrêté, et même changer de sens de rotation grâce à un système de commande simple et efficace.

On remarque tout d’abord que l’alimentation utilisée est triphasée, composée des trois phases L1, L2 et L3

La partie gauche du schéma représente le circuit de puissance. On y trouve un disjoncteur triphasé qui protège l’installation contre les surintensités ou les courts-circuits. Ce disjoncteur alimente directement le moteur à travers les bornes U, V et W. Le moteur, symbolisé par un cercle avec « M 3~ ». Une liaison à la terre est aussi présente pour assurer la sécurité de l’installation.

La partie droite du schéma représente le circuit de commande. Ce dernier permet de contrôler le fonctionnement du moteur avec des boutons poussoirs et des capteurs :

Le bouton SB sert à enclencher le moteur (marche).

Le bouton SC permet de l’arrêter (arrêt d’urgence ou normal).

Des capteurs ou relais (PO, PA, PB) interviennent pour la gestion automatique de certains états.

Enfin, on remarque la présence de deux contacteurs notés Sens 1 et Sens 2, qui permettent d’inverser deux phases et donc de modifier le sens de rotation du moteur. .</translate>
|Step_Picture_00=Robot_nettoyeur_de_microbilles_plastiques_processed-C201C1BA-1408-4052-AD2C-BA2A63226532.jpeg
}}
{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>**Phase 3**</translate>
|Step_Content=<translate><nowiki>**</nowiki>Liste de matériaux**

- Carte Arduino Uno / Mega / Nano

- Écran OLED SSD1306 (128x64, I2C)

- Capteur de force FSR402

- Capteur d’humidité SEN0114

- LED RGB

- Module PWM vers analogique DFRobot DFR1036

- Relais statique WGA5-6D25Z (ou Omron G3NA)

- Variateur de fréquence Telemecanique ATV18U18M2

 </translate>
}}
{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>Algorithme et fonctionnement du programme</translate>
|Step_Content=<translate>Le fonctionnement du robot nettoyeur est basé sur un algorithme simple, structuré autour de la lecture de capteurs, l’analyse des données et le pilotage d’un moteur via un variateur de fréquence.

===1 Lecture et traitement des capteurs===
Le programme commence par la lecture de deux capteurs :

*'''Capteur de force FSR402''' : convertit une pression en une valeur analogique, ensuite traduite en kilogrammes via une formule calibrée.
*'''Capteur d’humidité SEN0114''' : donne une valeur analogique comprise entre 0 et 1023, convertie en pourcentage d’humidité par interpolation linéaire.

Ces données sont affichées en temps réel sur un écran '''OLED 128x64 pixels''', ce qui permet une visualisation continue des conditions de fonctionnement.

===2 Indication par LED RGB===
Le taux d’humidité mesuré est représenté visuellement grâce à une '''LED RGB''' :

*Vert : humidité faible (< 20 %)
*Orange : humidité modérée (20–60 %)
*Rouge : humidité élevée (> 60 %)

Cela permet un diagnostic rapide de l’environnement de travail du robot.

===3 Détection et activation du moteur===
Si le capteur de force détecte une masse supérieure à un certain seuil (ex. > 50 g), cela indique la présence de billes plastiques.

Le programme active alors un '''relais statique WGA5-6D25Z''' pour alimenter le variateur de fréquence '''Schneider ATV18U18M2''', qui pilote le moteur en 230 V.

===4 Contrôle de la vitesse et du sens===
La '''vitesse du moteur''' est contrôlée par un signal PWM généré par l’Arduino, converti en tension analogique 0–10 V à l’aide d’un '''convertisseur DFRobot DFR1036''', relié à l’entrée analogique du variateur.

Le '''sens de rotation''' est défini par l’état d’une broche numérique connectée à l’entrée logique du variateur (ex. « Forward/Reverse »). Ce sens est déterminé automatiquement en fonction du taux d’humidité : le moteur tourne dans un sens pour évacuer les billes en zone sèche, et dans l’autre pour les déplacer en zone humide.

===5 Boucle continue===
L’ensemble de ces étapes est répété en boucle dans la fonction loop() de l’Arduino, assurant un fonctionnement en continu tant que l’appareil est alimenté.</translate>
|Step_Picture_00=Algorithme.png
|Step_Picture_01=Robot_nettoyeur_de_microbilles_plastiques_image-20250415-132049-7750bba0.jpeg
}}
{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>Carte Arduino Uno / Mega / Nano</translate>
|Step_Content=<translate>* '''Rôle''' : Cerveau du système, gère les capteurs, l'affichage, les LED et le moteur.
* '''Connexion''' :
** Alimentation via port USB ou régulateur externe (5V).
** Toutes les E/S (entrées/sorties) passent par les broches de la carte.</translate>
|Step_Picture_00=Robot_nettoyeur_de_microbilles_plastiques_arduino.jpg
}}
{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>Écran OLED SSD1306 (128x64, I2C)</translate>
|Step_Content=<translate>*'''Rôle''' : Affiche les valeurs de force et d’humidité.
*'''Connexion I2C''' :
**'''VCC''' → 5V
**'''GND''' → GND
**'''SDA''' → A4 (UNO) / D20 (MEGA)
**'''SCL''' → A5 (UNO) / D21 (MEGA)
*'''Librairies nécessaires''' : <code data-start="975" data-end="993">Adafruit_SSD1306</code>, <code data-start="995" data-end="1009">Adafruit_GFX</code>.</translate>
|Step_Picture_00=Robot_nettoyeur_de_microbilles_plastiques_Utilisation-dun-ecran-OLED-SSD1306-096-_-sur-le-Raspberry.jpg
}}
{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>Capteur de force FSR402</translate>
|Step_Content=<translate>* '''Rôle''' : Détecte la pression exercée par les billes (convertie en poids).
* '''Connexion''' :
** Un côté du capteur → '''5V'''
** Autre côté → '''résistance de pull-down''' (10kΩ à la masse) + fil vers '''A0'''
* '''Broche Arduino''' : '''A0'''</translate>
|Step_Picture_00=Robot_nettoyeur_de_microbilles_plastiques_nm_capteur_de_force_grove-back.jpg
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{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>Capteur d’humidité SEN0114</translate>
|Step_Content=<translate>* '''Rôle''' : Mesure l'humidité du sable ou du sol.
* '''Connexion''' :
** '''VCC''' → 5V
** '''GND''' → GND
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* '''Broche Arduino''' : '''A1'''</translate>
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|Step_Content=<translate>* '''Rôle''' : Indique le niveau d’humidité (vert, orange, rouge).
* '''Connexion (avec résistances de limitation ~220Ω)''' :
** '''Rouge''' → D5 (via résistance)
** '''Vert''' → D4 (via résistance)
** '''Bleu''' → D6 (via résistance)
* '''GND commun''' pour cathode commune / '''+5V commun''' pour anode commune.</translate>
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|Step_Content=<translate>* '''Rôle''' : Convertit un signal PWM de l'Arduino en '''tension analogique 0–10V''' pour piloter la vitesse du variateur.
* '''Connexion''' :
** '''VCC''' → 12V (indépendant de l’Arduino !)
** '''GND''' → GND commun avec Arduino
** '''PWM IN''' → Broche '''D9''' de l’Arduino
** '''OUT''' (0–10V) → '''Entrée analogique du variateur ATV18''' (généralement borne A1 ou AI1 selon le bornier)
* '''Important''' : Alimente ce module avec une source stable 12V. Ne pas brancher "VCC" au 5V de l'Arduino.</translate>
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** '''Entrée DC''' :
*** '''+ (Anode)''' → D8 (sortie numérique Arduino)
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** '''Sortie AC''' (attention secteur !) :
*** En série avec la phase d’alimentation du variateur (L).
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* '''Précaution''' : Bien isoler, prévoir radiateur si > 5 A. Ne jamais manipuler sous tension.</translate>
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'''Caractéristiques du matériau:'''

Module de Young: 2x10^11 N/m^2

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{{Notes
|Notes=<translate></translate>
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{{Tuto Status
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Robot nettoyeur de microbilles plastiques

2025-05-26T14:33:08Z

Jzhangco :

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|Licences=Attribution (CC BY)
|Description=<translate>Conception et réalisation d’un robot mobile autonome capable de collecter, trier et stocker les granulés sur une plage.</translate>
|Area=Electronics, Energy, Recycling and Upcycling, Robotics, Science and Biology
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|Duration=72
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|Cost=150
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|Tags=Robot, Environnement, Dépollution, Nettoyage
}}
{{Introduction
|Introduction=<translate>La conception du robot se fait en 3 phases dinstinctes

'''Phase 1 : Conception mécanique'''

Dimensionnement

Schéma cinématique

Motorisation (roue,moteur)

Modelisation

Simulation (RDM)

Mise en plan

'''Phase 2 : Conception électrique'''

Évaluer les besoins énergétiques

Dimension de la batterie (tension, puissance, ca...

Réaliser un schéma électrique

Simulation Proteus

'''Phase 3 : Conception électronique'''

Réaliser un schéma électrique

Algorithme

Programmation

Simulation de la programmation</translate>
}}
{{Materials
|Material=<translate>Moteur, chassis, taule, relais statique</translate>
|Tools=<translate>Carte arduino, capteur de force, capteur d'humidité, led rgb, bouton poussoir, ecran oled, convertisseur pwm vers analogique, relais</translate>
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|ExternalAttachmentsLinks=https://pastebin.com/0PEzwPyA (lien programme robot)
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{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>Prise en main du projet</translate>
|Step_Content=<translate>Découverte du sujet

Cahiers des charges

Planification du projet

Réalisation du croquis

Mis en commun des idées

Choix des composants et matériaux</translate>
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{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>**Phase 1</translate>
|Step_Content=<translate></translate>
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{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>Les dimensions</translate>
|Step_Content=<translate>Chaques étapes serviront de tutoriel pour la conception de chaque pièce, on y retrouvera les dimensions, leur utilité etc...</translate>
}}
{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>Boitier bouton poussoir + capot</translate>
|Step_Content=<translate>'''Boitier du bouton poussoir d'arrêt d'urgence composé de :'''

 

*Une extrudage sur le dessus dimensionné pour le bouton [15mm x 15mm x 3mm].

*Une extrudage sur le dessous dimensionné de façon a pouvoir introduire l'entièreté du bouton (bouton + composant) [39mm x 33mm x 3mm].

*Une extrudage sur la face avant (fine et longue) pour y glisser le capot, à savoir qu'une gouttière parcoure le tour de l'intérieur de la boite pour le caler [42mm x 1.5mm x 3mm].

*Une extrudage sur la face droite et gauche pour les connecteurs (gauche [15mm x 3.5mm x 3mm] droite [13mm x 6mm x 3mm]).

'''Capot pour refermer la boite [41.7mm x 36.7mm x 1.3mm], avec un creux pour facilité le grip à l'ouverture/fermeture [10mm x 1.5mm x 0.5mm].'''</translate>
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{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>Boitier capteur de force + pressoir</translate>
|Step_Content=<translate>'''Le boitier accueillera le capteur de force accompagné d'une pièce qui exercera une pression sur le capteur (pressoir)'''

 

* <nowiki>Dimension de la boite : [79mm x 29mm x 17mm] /</nowiki>

* L'extrudage dans le boitier ce compose en deux partie; la première avec une ouverture sur le dessus [25mm x 24mm x 15mm].

* Une autre qui est surélevé (de 6mm du fond de la première) et qui se prolonge sur la longueur du boitier [51mm x 25mm x 7mm].

* A l'autre extrémité nous avons de quoi guider et insérer un cylindre [diamètre interne = 15mm ; externe = 17mm]

'''Le cylindre pressoir [29.4mm] possède deux diamètres, un bout de 14mm pour s'introduire dans le boitier et l'autre 34mm où s'exercera la force.'''

 </translate>
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{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>Schéma de fonction</translate>
|Step_Content=<translate>'''Ces schémas représente le fonctionnement de notre projet.'''</translate>
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{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>Motorisation</translate>
|Step_Content=<translate>Après avoir effectué différents calculs mécaniques et énergétiques, nous avons déterminé qu’il nous fallait un moteur développant une puissance supérieure à 180 W et un couple d’au moins 58 N·m.

Plusieurs moteurs étaient à notre disposition, mais un seul correspondait parfaitement à nos besoins : un moteur triphasé de 180 W fonctionnant sous une tension de 400 V.

Cependant, l’utilisation d’un moteur triphasé 400 V impose certaines contraintes car ce type de moteur ne peut pas être branché sur une prise domestique classique en monophasé. Pour pallier cette difficulté, nous avons choisi d’associer ce moteur à un variateur de fréquence adapté.

Ce variateur remplit plusieurs fonctions essentielles pour notre application :

 

* Il permet d’alimenter correctement le moteur triphasé à partir d’une source monophasée, en convertissant la tension d’alimentation en une tension triphasée.
* Il nous donne la possibilité de faire varier la vitesse de rotation du moteur via un potentiomètre, ce qui est particulièrement utile pour adapter la vitesse de fonctionnement du tamis
* Il offre également la fonction d’inversion du sens de rotation, ce qui nous permet de faire tourner le tamis dans les deux sens

Notre objectif était de faire tourner le tamis à une vitesse de 30 tours par seconde (soit 1800 tr/min)..</translate>
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{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>Schéma électrique</translate>
|Step_Content=<translate>Ce schéma électrique représente le circuit de commande et de puissance d’un moteur triphasé. Il permet de comprendre comment le moteur peut être mis en marche, arrêté, et même changer de sens de rotation grâce à un système de commande simple et efficace.

On remarque tout d’abord que l’alimentation utilisée est triphasée, composée des trois phases L1, L2 et L3

La partie gauche du schéma représente le circuit de puissance. On y trouve un disjoncteur triphasé qui protège l’installation contre les surintensités ou les courts-circuits. Ce disjoncteur alimente directement le moteur à travers les bornes U, V et W. Le moteur, symbolisé par un cercle avec « M 3~ ». Une liaison à la terre est aussi présente pour assurer la sécurité de l’installation.

La partie droite du schéma représente le circuit de commande. Ce dernier permet de contrôler le fonctionnement du moteur avec des boutons poussoirs et des capteurs :

Le bouton SB sert à enclencher le moteur (marche).

Le bouton SC permet de l’arrêter (arrêt d’urgence ou normal).

Des capteurs ou relais (PO, PA, PB) interviennent pour la gestion automatique de certains états.

Enfin, on remarque la présence de deux contacteurs notés Sens 1 et Sens 2, qui permettent d’inverser deux phases et donc de modifier le sens de rotation du moteur. .</translate>
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}}
{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>**Phase 3**</translate>
|Step_Content=<translate><nowiki>**</nowiki>Liste de matériaux**

- Carte Arduino Uno / Mega / Nano

- Écran OLED SSD1306 (128x64, I2C)

- Capteur de force FSR402

- Capteur d’humidité SEN0114

- LED RGB

- Module PWM vers analogique DFRobot DFR1036

- Relais statique WGA5-6D25Z (ou Omron G3NA)

- Variateur de fréquence Telemecanique ATV18U18M2

 </translate>
}}
{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>Algorithme et fonctionnement du programme</translate>
|Step_Content=<translate>Le fonctionnement du robot nettoyeur est basé sur un algorithme simple, structuré autour de la lecture de capteurs, l’analyse des données et le pilotage d’un moteur via un variateur de fréquence.

===1 Lecture et traitement des capteurs===
Le programme commence par la lecture de deux capteurs :

*'''Capteur de force FSR402''' : convertit une pression en une valeur analogique, ensuite traduite en kilogrammes via une formule calibrée.
*'''Capteur d’humidité SEN0114''' : donne une valeur analogique comprise entre 0 et 1023, convertie en pourcentage d’humidité par interpolation linéaire.

Ces données sont affichées en temps réel sur un écran '''OLED 128x64 pixels''', ce qui permet une visualisation continue des conditions de fonctionnement.

===2 Indication par LED RGB===
Le taux d’humidité mesuré est représenté visuellement grâce à une '''LED RGB''' :

*Vert : humidité faible (< 20 %)
*Orange : humidité modérée (20–60 %)
*Rouge : humidité élevée (> 60 %)

Cela permet un diagnostic rapide de l’environnement de travail du robot.

===3 Détection et activation du moteur===
Si le capteur de force détecte une masse supérieure à un certain seuil (ex. > 50 g), cela indique la présence de billes plastiques.

Le programme active alors un '''relais statique WGA5-6D25Z''' pour alimenter le variateur de fréquence '''Schneider ATV18U18M2''', qui pilote le moteur en 230 V.

===4 Contrôle de la vitesse et du sens===
La '''vitesse du moteur''' est contrôlée par un signal PWM généré par l’Arduino, converti en tension analogique 0–10 V à l’aide d’un '''convertisseur DFRobot DFR1036''', relié à l’entrée analogique du variateur.

Le '''sens de rotation''' est défini par l’état d’une broche numérique connectée à l’entrée logique du variateur (ex. « Forward/Reverse »). Ce sens est déterminé automatiquement en fonction du taux d’humidité : le moteur tourne dans un sens pour évacuer les billes en zone sèche, et dans l’autre pour les déplacer en zone humide.

===5 Boucle continue===
L’ensemble de ces étapes est répété en boucle dans la fonction loop() de l’Arduino, assurant un fonctionnement en continu tant que l’appareil est alimenté.</translate>
|Step_Picture_00=Algorithme.png
|Step_Picture_01=Robot_nettoyeur_de_microbilles_plastiques_image-20250415-132049-7750bba0.jpeg
}}
{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>Carte Arduino Uno / Mega / Nano</translate>
|Step_Content=<translate>* '''Rôle''' : Cerveau du système, gère les capteurs, l'affichage, les LED et le moteur.
* '''Connexion''' :
** Alimentation via port USB ou régulateur externe (5V).
** Toutes les E/S (entrées/sorties) passent par les broches de la carte.</translate>
|Step_Picture_00=Robot_nettoyeur_de_microbilles_plastiques_arduino.jpg
}}
{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>Écran OLED SSD1306 (128x64, I2C)</translate>
|Step_Content=<translate>*'''Rôle''' : Affiche les valeurs de force et d’humidité.
*'''Connexion I2C''' :
**'''VCC''' → 5V
**'''GND''' → GND
**'''SDA''' → A4 (UNO) / D20 (MEGA)
**'''SCL''' → A5 (UNO) / D21 (MEGA)
*'''Librairies nécessaires''' : <code data-start="975" data-end="993">Adafruit_SSD1306</code>, <code data-start="995" data-end="1009">Adafruit_GFX</code>.</translate>
|Step_Picture_00=Robot_nettoyeur_de_microbilles_plastiques_Utilisation-dun-ecran-OLED-SSD1306-096-_-sur-le-Raspberry.jpg
}}
{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>Capteur de force FSR402</translate>
|Step_Content=<translate>* '''Rôle''' : Détecte la pression exercée par les billes (convertie en poids).
* '''Connexion''' :
** Un côté du capteur → '''5V'''
** Autre côté → '''résistance de pull-down''' (10kΩ à la masse) + fil vers '''A0'''
* '''Broche Arduino''' : '''A0'''</translate>
|Step_Picture_00=Robot_nettoyeur_de_microbilles_plastiques_nm_capteur_de_force_grove-back.jpg
}}
{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>Capteur d’humidité SEN0114</translate>
|Step_Content=<translate>* '''Rôle''' : Mesure l'humidité du sable ou du sol.
* '''Connexion''' :
** '''VCC''' → 5V
** '''GND''' → GND
** '''SIG''' → A1
* '''Broche Arduino''' : '''A1'''</translate>
|Step_Picture_00=Robot_nettoyeur_de_microbilles_plastiques_8e2bbc915ef50ef16ebbd321b4c55ddb0831d18e.jpeg
}}
{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>LED RGB</translate>
|Step_Content=<translate>* '''Rôle''' : Indique le niveau d’humidité (vert, orange, rouge).
* '''Connexion (avec résistances de limitation ~220Ω)''' :
** '''Rouge''' → D5 (via résistance)
** '''Vert''' → D4 (via résistance)
** '''Bleu''' → D6 (via résistance)
* '''GND commun''' pour cathode commune / '''+5V commun''' pour anode commune.</translate>
|Step_Picture_00=Robot_nettoyeur_de_microbilles_plastiques_t1-4.jpg
}}
{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>Module PWM vers analogique DFRobot DFR1036</translate>
|Step_Content=<translate>* '''Rôle''' : Convertit un signal PWM de l'Arduino en '''tension analogique 0–10V''' pour piloter la vitesse du variateur.
* '''Connexion''' :
** '''VCC''' → 12V (indépendant de l’Arduino !)
** '''GND''' → GND commun avec Arduino
** '''PWM IN''' → Broche '''D9''' de l’Arduino
** '''OUT''' (0–10V) → '''Entrée analogique du variateur ATV18''' (généralement borne A1 ou AI1 selon le bornier)
* '''Important''' : Alimente ce module avec une source stable 12V. Ne pas brancher "VCC" au 5V de l'Arduino.</translate>
|Step_Picture_00=Robot_nettoyeur_de_microbilles_plastiques_DFR1036.jpg
}}
{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>Relais statique WGA5-6D25Z (ou Omron G3NA)</translate>
|Step_Content=<translate>* '''Rôle''' : Active ou coupe l’alimentation du '''variateur''' (230V AC).
* '''Connexion''' :
** '''Entrée DC''' :
*** '''+ (Anode)''' → D8 (sortie numérique Arduino)
*** '''– (Cathode)''' → GND Arduino
** '''Sortie AC''' (attention secteur !) :
*** En série avec la phase d’alimentation du variateur (L).
*** Agit comme un interrupteur : coupe ou active la phase.
* '''Précaution''' : Bien isoler, prévoir radiateur si > 5 A. Ne jamais manipuler sous tension.</translate>
|Step_Picture_00=Robot_nettoyeur_de_microbilles_plastiques_relais-statique-25a-600v-wga5-6d25z.jpg
}}
{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>Variateur de fréquence Telemecanique ATV18U18M2</translate>
|Step_Content=<translate>* '''Rôle''' : Pilote le moteur triphasé 200–240V ; vitesse et sens de rotation.
* '''Connexion''' :
** '''Entrée AC''' : Phase + neutre (via relais statique sur la phase)
** '''Sortie moteur''' : vers les 3 phases du moteur.
** '''Commande vitesse (0–10V)''' : entrée analogique (AI1)
** '''Commande sens (RUN FWD / RUN REV)''' : entrée TOR (à activer avec un relais ou une sortie numérique et opto-coupleur)
* '''Précaution''' : Lire le manuel pour paramétrage des bornes, plages, sens.</translate>
|Step_Picture_00=Robot_nettoyeur_de_microbilles_plastiques_telemecanique-atv18u18m2-variateur-square-d-1hp-075kw-read-desc-b704.jpg
}}
{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>Commande sens de rotation</translate>
|Step_Content=<translate>* '''Rôle''' : Changer le sens du moteur (avant/arrière).
* '''Connexion''' :
** Utiliser une broche Arduino (ex : D7) → relais ou transistor → '''borne de commande REV''' du variateur.</translate>
}}
{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>Alimentation 12V externe (pour relais, module PWM, etc.)</translate>
|Step_Content=<translate>* '''Rôle''' : Fournit une tension stable pour les composants haute puissance.
* '''Connexion''' :
** GND doit être '''commun''' avec celui de l’Arduino.
** Ne jamais alimenter le relais 240V ou module DFR1036 depuis la carte Arduino directement !</translate>
}}
{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>Simulation</translate>
|Step_Content=<translate>Les simulations ont étaient réalisées sur SolidWorks avec comme matériau un acier inoxydable pour sécuriser l'intégrité de la structure en milieu humide..

'''Caractéristiques du matériau:'''

Module de Young: 2x10^11 N/m^2

limite d'élasticité: 1.72339x10^8 N/m^2</translate>
|Step_Picture_00=Robot_nettoyeur_de_microbilles_plastiques_simu_support.png
|Step_Picture_01=Robot_nettoyeur_de_microbilles_plastiques_simu_trommel.png
}}
{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>Prototype et test</translate>
|Step_Content=<translate>Impression 3D

Cablage

Assemblage

Validation

Test</translate>
|Step_Picture_00=Robot_nettoyeur_de_microbilles_plastiques_Capture_d_cran_2025-05-19_161528.png
|Step_Picture_01=Robot_nettoyeur_de_microbilles_plastiques_Capture_d_cran_2025-05-19_161817.png
}}
{{Notes
|Notes=<translate></translate>
}}
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2025-05-26T14:32:25Z

Jzhangco : Robot_nettoyeur_de_microbilles_plastiques_processed-677071B2-CB1F-4694-9E6B-032ED606E165

Robot_nettoyeur_de_microbilles_plastiques_processed-677071B2-CB1F-4694-9E6B-032ED606E165

Fichier:Robot nettoyeur de microbilles plastiques processed-08FF2BB1-7073-42C6-8CF6-B45FD258A2A5.jpeg

2025-05-26T14:32:24Z

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Robot_nettoyeur_de_microbilles_plastiques_processed-08FF2BB1-7073-42C6-8CF6-B45FD258A2A5

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2025-05-26T14:32:22Z

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Robot_nettoyeur_de_microbilles_plastiques_processed-C201C1BA-1408-4052-AD2C-BA2A63226532

Robot nettoyeur de microbilles plastiques

2025-05-26T14:21:09Z

Jzhangco :

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{{Introduction
|Introduction=<translate>La conception du robot se fait en 3 phases dinstinctes

'''Phase 1 : Conception mécanique'''

Dimensionnement

Schéma cinématique

Motorisation (roue,moteur)

Modelisation

Simulation (RDM)

Mise en plan

'''Phase 2 : Conception électrique'''

Évaluer les besoins énergétiques

Dimension de la batterie (tension, puissance, ca...

Réaliser un schéma électrique

Simulation Proteus

'''Phase 3 : Conception électronique'''

Réaliser un schéma électrique

Algorithme

Programmation

Simulation de la programmation</translate>
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{{Materials
|Material=<translate>Moteur, chassis, taule, relais statique</translate>
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{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>Boitier bouton poussoir + capot</translate>
|Step_Content=<translate>'''Boitier du bouton poussoir d'arrêt d'urgence composé de :'''

 

*Une extrudage sur le dessus dimensionné pour le bouton [15mm x 15mm x 3mm].

*Une extrudage sur le dessous dimensionné de façon a pouvoir introduire l'entièreté du bouton (bouton + composant) [39mm x 33mm x 3mm].

*Une extrudage sur la face avant (fine et longue) pour y glisser le capot, à savoir qu'une gouttière parcoure le tour de l'intérieur de la boite pour le caler [42mm x 1.5mm x 3mm].

*Une extrudage sur la face droite et gauche pour les connecteurs (gauche [15mm x 3.5mm x 3mm] droite [13mm x 6mm x 3mm]).

'''Capot pour refermer la boite [41.7mm x 36.7mm x 1.3mm], avec un creux pour facilité le grip à l'ouverture/fermeture [10mm x 1.5mm x 0.5mm].'''</translate>
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* <nowiki>Dimension de la boite : [79mm x 29mm x 17mm] /</nowiki>

* L'extrudage dans le boitier ce compose en deux partie; la première avec une ouverture sur le dessus [25mm x 24mm x 15mm].

* Une autre qui est surélevé (de 6mm du fond de la première) et qui se prolonge sur la longueur du boitier [51mm x 25mm x 7mm].

* A l'autre extrémité nous avons de quoi guider et insérer un cylindre [diamètre interne = 15mm ; externe = 17mm]

'''Le cylindre pressoir [29.4mm] possède deux diamètres, un bout de 14mm pour s'introduire dans le boitier et l'autre 34mm où s'exercera la force.'''

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|Step_Content=<translate>'''Ces schémas représente le fonctionnement de notre projet.'''</translate>
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}}
{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>Motorisation</translate>
|Step_Content=<translate>Après avoir effectué différents calculs mécaniques et énergétiques, nous avons déterminé qu’il nous fallait un moteur développant une puissance supérieure à 180 W et un couple d’au moins 58 N·m.

Plusieurs moteurs étaient à notre disposition, mais un seul correspondait parfaitement à nos besoins : un moteur triphasé de 180 W fonctionnant sous une tension de 400 V.

Cependant, l’utilisation d’un moteur triphasé 400 V impose certaines contraintes car ce type de moteur ne peut pas être branché sur une prise domestique classique en monophasé. Pour pallier cette difficulté, nous avons choisi d’associer ce moteur à un variateur de fréquence adapté.

Ce variateur remplit plusieurs fonctions essentielles pour notre application :

 

* Il permet d’alimenter correctement le moteur triphasé à partir d’une source monophasée, en convertissant la tension d’alimentation en une tension triphasée.
* Il nous donne la possibilité de faire varier la vitesse de rotation du moteur via un potentiomètre, ce qui est particulièrement utile pour adapter la vitesse de fonctionnement du tamis
* Il offre également la fonction d’inversion du sens de rotation, ce qui nous permet de faire tourner le tamis dans les deux sens

Notre objectif était de faire tourner le tamis à une vitesse de 30 tours par seconde (soit 1800 tr/min)..</translate>
}}
{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>Schéma électrique</translate>
|Step_Content=<translate>Ce schéma électrique représente le circuit de commande et de puissance d’un moteur triphasé. Il permet de comprendre comment le moteur peut être mis en marche, arrêté, et même changer de sens de rotation grâce à un système de commande simple et efficace.

On remarque tout d’abord que l’alimentation utilisée est triphasée, composée des trois phases L1, L2 et L3

La partie gauche du schéma représente le circuit de puissance. On y trouve un disjoncteur triphasé qui protège l’installation contre les surintensités ou les courts-circuits. Ce disjoncteur alimente directement le moteur à travers les bornes U, V et W. Le moteur, symbolisé par un cercle avec « M 3~ ». Une liaison à la terre est aussi présente pour assurer la sécurité de l’installation.

La partie droite du schéma représente le circuit de commande. Ce dernier permet de contrôler le fonctionnement du moteur avec des boutons poussoirs et des capteurs :

Le bouton SB sert à enclencher le moteur (marche).

Le bouton SC permet de l’arrêter (arrêt d’urgence ou normal).

Des capteurs ou relais (PO, PA, PB) interviennent pour la gestion automatique de certains états.

Enfin, on remarque la présence de deux contacteurs notés Sens 1 et Sens 2, qui permettent d’inverser deux phases et donc de modifier le sens de rotation du moteur. .</translate>
}}
{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>**Phase 3**</translate>
|Step_Content=<translate><nowiki>**</nowiki>Liste de matériaux**

- Carte Arduino Uno / Mega / Nano

- Écran OLED SSD1306 (128x64, I2C)

- Capteur de force FSR402

- Capteur d’humidité SEN0114

- LED RGB

- Module PWM vers analogique DFRobot DFR1036

- Relais statique WGA5-6D25Z (ou Omron G3NA)

- Variateur de fréquence Telemecanique ATV18U18M2

 </translate>
}}
{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>Algorithme et fonctionnement du programme</translate>
|Step_Content=<translate>Le fonctionnement du robot nettoyeur est basé sur un algorithme simple, structuré autour de la lecture de capteurs, l’analyse des données et le pilotage d’un moteur via un variateur de fréquence.

===1 Lecture et traitement des capteurs===
Le programme commence par la lecture de deux capteurs :

*'''Capteur de force FSR402''' : convertit une pression en une valeur analogique, ensuite traduite en kilogrammes via une formule calibrée.
*'''Capteur d’humidité SEN0114''' : donne une valeur analogique comprise entre 0 et 1023, convertie en pourcentage d’humidité par interpolation linéaire.

Ces données sont affichées en temps réel sur un écran '''OLED 128x64 pixels''', ce qui permet une visualisation continue des conditions de fonctionnement.

===2 Indication par LED RGB===
Le taux d’humidité mesuré est représenté visuellement grâce à une '''LED RGB''' :

*Vert : humidité faible (< 20 %)
*Orange : humidité modérée (20–60 %)
*Rouge : humidité élevée (> 60 %)

Cela permet un diagnostic rapide de l’environnement de travail du robot.

===3 Détection et activation du moteur===
Si le capteur de force détecte une masse supérieure à un certain seuil (ex. > 50 g), cela indique la présence de billes plastiques.

Le programme active alors un '''relais statique WGA5-6D25Z''' pour alimenter le variateur de fréquence '''Schneider ATV18U18M2''', qui pilote le moteur en 230 V.

===4 Contrôle de la vitesse et du sens===
La '''vitesse du moteur''' est contrôlée par un signal PWM généré par l’Arduino, converti en tension analogique 0–10 V à l’aide d’un '''convertisseur DFRobot DFR1036''', relié à l’entrée analogique du variateur.

Le '''sens de rotation''' est défini par l’état d’une broche numérique connectée à l’entrée logique du variateur (ex. « Forward/Reverse »). Ce sens est déterminé automatiquement en fonction du taux d’humidité : le moteur tourne dans un sens pour évacuer les billes en zone sèche, et dans l’autre pour les déplacer en zone humide.

===5 Boucle continue===
L’ensemble de ces étapes est répété en boucle dans la fonction loop() de l’Arduino, assurant un fonctionnement en continu tant que l’appareil est alimenté.</translate>
|Step_Picture_00=Algorithme.png
|Step_Picture_01=Robot_nettoyeur_de_microbilles_plastiques_image-20250415-132049-7750bba0.jpeg
}}
{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>Carte Arduino Uno / Mega / Nano</translate>
|Step_Content=<translate>* '''Rôle''' : Cerveau du système, gère les capteurs, l'affichage, les LED et le moteur.
* '''Connexion''' :
** Alimentation via port USB ou régulateur externe (5V).
** Toutes les E/S (entrées/sorties) passent par les broches de la carte.</translate>
|Step_Picture_00=Robot_nettoyeur_de_microbilles_plastiques_arduino.jpg
}}
{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>Écran OLED SSD1306 (128x64, I2C)</translate>
|Step_Content=<translate>*'''Rôle''' : Affiche les valeurs de force et d’humidité.
*'''Connexion I2C''' :
**'''VCC''' → 5V
**'''GND''' → GND
**'''SDA''' → A4 (UNO) / D20 (MEGA)
**'''SCL''' → A5 (UNO) / D21 (MEGA)
*'''Librairies nécessaires''' : <code data-start="975" data-end="993">Adafruit_SSD1306</code>, <code data-start="995" data-end="1009">Adafruit_GFX</code>.</translate>
|Step_Picture_00=Robot_nettoyeur_de_microbilles_plastiques_Utilisation-dun-ecran-OLED-SSD1306-096-_-sur-le-Raspberry.jpg
}}
{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>Capteur de force FSR402</translate>
|Step_Content=<translate>* '''Rôle''' : Détecte la pression exercée par les billes (convertie en poids).
* '''Connexion''' :
** Un côté du capteur → '''5V'''
** Autre côté → '''résistance de pull-down''' (10kΩ à la masse) + fil vers '''A0'''
* '''Broche Arduino''' : '''A0'''</translate>
|Step_Picture_00=Robot_nettoyeur_de_microbilles_plastiques_nm_capteur_de_force_grove-back.jpg
}}
{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>Capteur d’humidité SEN0114</translate>
|Step_Content=<translate>* '''Rôle''' : Mesure l'humidité du sable ou du sol.
* '''Connexion''' :
** '''VCC''' → 5V
** '''GND''' → GND
** '''SIG''' → A1
* '''Broche Arduino''' : '''A1'''</translate>
|Step_Picture_00=Robot_nettoyeur_de_microbilles_plastiques_8e2bbc915ef50ef16ebbd321b4c55ddb0831d18e.jpeg
}}
{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>LED RGB</translate>
|Step_Content=<translate>* '''Rôle''' : Indique le niveau d’humidité (vert, orange, rouge).
* '''Connexion (avec résistances de limitation ~220Ω)''' :
** '''Rouge''' → D5 (via résistance)
** '''Vert''' → D4 (via résistance)
** '''Bleu''' → D6 (via résistance)
* '''GND commun''' pour cathode commune / '''+5V commun''' pour anode commune.</translate>
|Step_Picture_00=Robot_nettoyeur_de_microbilles_plastiques_t1-4.jpg
}}
{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>Module PWM vers analogique DFRobot DFR1036</translate>
|Step_Content=<translate>* '''Rôle''' : Convertit un signal PWM de l'Arduino en '''tension analogique 0–10V''' pour piloter la vitesse du variateur.
* '''Connexion''' :
** '''VCC''' → 12V (indépendant de l’Arduino !)
** '''GND''' → GND commun avec Arduino
** '''PWM IN''' → Broche '''D9''' de l’Arduino
** '''OUT''' (0–10V) → '''Entrée analogique du variateur ATV18''' (généralement borne A1 ou AI1 selon le bornier)
* '''Important''' : Alimente ce module avec une source stable 12V. Ne pas brancher "VCC" au 5V de l'Arduino.</translate>
|Step_Picture_00=Robot_nettoyeur_de_microbilles_plastiques_DFR1036.jpg
}}
{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>Relais statique WGA5-6D25Z (ou Omron G3NA)</translate>
|Step_Content=<translate>* '''Rôle''' : Active ou coupe l’alimentation du '''variateur''' (230V AC).
* '''Connexion''' :
** '''Entrée DC''' :
*** '''+ (Anode)''' → D8 (sortie numérique Arduino)
*** '''– (Cathode)''' → GND Arduino
** '''Sortie AC''' (attention secteur !) :
*** En série avec la phase d’alimentation du variateur (L).
*** Agit comme un interrupteur : coupe ou active la phase.
* '''Précaution''' : Bien isoler, prévoir radiateur si > 5 A. Ne jamais manipuler sous tension.</translate>
|Step_Picture_00=Robot_nettoyeur_de_microbilles_plastiques_relais-statique-25a-600v-wga5-6d25z.jpg
}}
{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>Variateur de fréquence Telemecanique ATV18U18M2</translate>
|Step_Content=<translate>* '''Rôle''' : Pilote le moteur triphasé 200–240V ; vitesse et sens de rotation.
* '''Connexion''' :
** '''Entrée AC''' : Phase + neutre (via relais statique sur la phase)
** '''Sortie moteur''' : vers les 3 phases du moteur.
** '''Commande vitesse (0–10V)''' : entrée analogique (AI1)
** '''Commande sens (RUN FWD / RUN REV)''' : entrée TOR (à activer avec un relais ou une sortie numérique et opto-coupleur)
* '''Précaution''' : Lire le manuel pour paramétrage des bornes, plages, sens.</translate>
|Step_Picture_00=Robot_nettoyeur_de_microbilles_plastiques_telemecanique-atv18u18m2-variateur-square-d-1hp-075kw-read-desc-b704.jpg
}}
{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>Commande sens de rotation</translate>
|Step_Content=<translate>* '''Rôle''' : Changer le sens du moteur (avant/arrière).
* '''Connexion''' :
** Utiliser une broche Arduino (ex : D7) → relais ou transistor → '''borne de commande REV''' du variateur.</translate>
}}
{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>Alimentation 12V externe (pour relais, module PWM, etc.)</translate>
|Step_Content=<translate>* '''Rôle''' : Fournit une tension stable pour les composants haute puissance.
* '''Connexion''' :
** GND doit être '''commun''' avec celui de l’Arduino.
** Ne jamais alimenter le relais 240V ou module DFR1036 depuis la carte Arduino directement !</translate>
}}
{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>Simulation</translate>
|Step_Content=<translate>Les simulations ont étaient réalisées sur SolidWorks avec comme matériau un acier inoxydable pour sécuriser l'intégrité de la structure en milieu humide..

'''Caractéristiques du matériau:'''

Module de Young: 2x10^11 N/m^2

limite d'élasticité: 1.72339x10^8 N/m^2</translate>
|Step_Picture_00=Robot_nettoyeur_de_microbilles_plastiques_simu_support.png
|Step_Picture_01=Robot_nettoyeur_de_microbilles_plastiques_simu_trommel.png
}}
{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>Prototype et test</translate>
|Step_Content=<translate>Impression 3D

Cablage

Assemblage

Validation

Test</translate>
|Step_Picture_00=Robot_nettoyeur_de_microbilles_plastiques_Capture_d_cran_2025-05-19_161528.png
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}}
{{Notes
|Notes=<translate></translate>
}}
{{PageLang
|Language=fr
|SourceLanguage=none
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}}
{{Tuto Status
|Complete=Draft
}}

Robot nettoyeur de microbilles plastiques

2025-05-26T14:09:58Z

Jzhangco :

{{Tuto Details
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|Licences=Attribution (CC BY)
|Description=<translate>Conception et réalisation d’un robot mobile autonome capable de collecter, trier et stocker les granulés sur une plage.</translate>
|Area=Electronics, Energy, Recycling and Upcycling, Robotics, Science and Biology
|Type=Technique
|Difficulty=Hard
|Duration=72
|Duration-type=hour(s)
|Cost=150
|Currency=EUR (€)
|Tags=Robot, Environnement, Dépollution, Nettoyage
}}
{{Introduction
|Introduction=<translate>La conception du robot se fait en 3 phases dinstinctes

'''Phase 1 : Conception mécanique'''

Dimensionnement

Schéma cinématique

Motorisation (roue,moteur)

Modelisation

Simulation (RDM)

Mise en plan

'''Phase 2 : Conception électrique'''

Évaluer les besoins énergétiques

Dimension de la batterie (tension, puissance, ca...

Réaliser un schéma électrique

Simulation Proteus

'''Phase 3 : Conception électronique'''

Réaliser un schéma électrique

Algorithme

Programmation

Simulation de la programmation</translate>
}}
{{Materials
|Material=<translate>Moteur, chassis, taule, relais statique</translate>
|Tools=<translate>Carte arduino, capteur de force, capteur d'humidité, led rgb, bouton poussoir, ecran oled, convertisseur pwm vers analogique, relais</translate>
|Tuto_Attachments={{Tuto Attachments
|Attachment=Robot_nettoyeur_de_microbilles_plastiques_Algorithme.PDF
}}
|ExternalAttachmentsLinks={{ExternalAttachmentsLinks
|ExternalAttachmentsLinks=https://pastebin.com/0PEzwPyA (lien programme robot)
}}{{ExternalAttachmentsLinks}}
}}
{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>Prise en main du projet</translate>
|Step_Content=<translate>Découverte du sujet

Cahiers des charges

Planification du projet

Réalisation du croquis

Mis en commun des idées

Choix des composants et matériaux</translate>
}}
{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>**Phase 1</translate>
|Step_Content=<translate></translate>
}}
{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>Les dimensions</translate>
|Step_Content=<translate>Chaques étapes serviront de tutoriel pour la conception de chaque pièce, on y retrouvera les dimensions, leur utilité etc...</translate>
}}
{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>Boitier bouton poussoir + capot</translate>
|Step_Content=<translate>'''Boitier du bouton poussoir d'arrêt d'urgence composé de :'''

 

*Une extrudage sur le dessus dimensionné pour le bouton [15mm x 15mm x 3mm].

*Une extrudage sur le dessous dimensionné de façon a pouvoir introduire l'entièreté du bouton (bouton + composant) [39mm x 33mm x 3mm].

*Une extrudage sur la face avant (fine et longue) pour y glisser le capot, à savoir qu'une gouttière parcoure le tour de l'intérieur de la boite pour le caler [42mm x 1.5mm x 3mm].

*Une extrudage sur la face droite et gauche pour les connecteurs (gauche [15mm x 3.5mm x 3mm] droite [13mm x 6mm x 3mm]).

'''Capot pour refermer la boite [41.7mm x 36.7mm x 1.3mm], avec un creux pour facilité le grip à l'ouverture/fermeture [10mm x 1.5mm x 0.5mm].'''</translate>
|Step_Picture_00=Robot_nettoyeur_de_microbilles_plastiques_boite_bouton_dims.png
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|Step_Picture_02=Robot_nettoyeur_de_microbilles_plastiques_capot_dims.png
}}
{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>Boitier capteur de force + pressoir</translate>
|Step_Content=<translate>'''Le boitier accueillera le capteur de force accompagné d'une pièce qui exercera une pression sur le capteur (pressoir)'''

 

* <nowiki>Dimension de la boite : [79mm x 29mm x 17mm] /</nowiki>

* L'extrudage dans le boitier ce compose en deux partie; la première avec une ouverture sur le dessus [25mm x 24mm x 15mm].

* Une autre qui est surélevé (de 6mm du fond de la première) et qui se prolonge sur la longueur du boitier [51mm x 25mm x 7mm].

* A l'autre extrémité nous avons de quoi guider et insérer un cylindre [diamètre interne = 15mm ; externe = 17mm]

'''Le cylindre pressoir [29.4mm] possède deux diamètres, un bout de 14mm pour s'introduire dans le boitier et l'autre 34mm où s'exercera la force.'''

 </translate>
|Step_Picture_00=Robot_nettoyeur_de_microbilles_plastiques_boitier_capteur_de_force_dims.png
|Step_Picture_01=Robot_nettoyeur_de_microbilles_plastiques_pr_ssoir_dims.png
}}
{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>Schéma de fonction</translate>
|Step_Content=<translate>'''Ces schémas représente le fonctionnement de notre projet.'''</translate>
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{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>Motorisation</translate>
|Step_Content=<translate></translate>
}}
{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>**Phase 3**</translate>
|Step_Content=<translate><nowiki>**</nowiki>Liste de matériaux**

- Carte Arduino Uno / Mega / Nano

- Écran OLED SSD1306 (128x64, I2C)

- Capteur de force FSR402

- Capteur d’humidité SEN0114

- LED RGB

- Module PWM vers analogique DFRobot DFR1036

- Relais statique WGA5-6D25Z (ou Omron G3NA)

- Variateur de fréquence Telemecanique ATV18U18M2

 </translate>
}}
{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>Algorithme et fonctionnement du programme</translate>
|Step_Content=<translate>Le fonctionnement du robot nettoyeur est basé sur un algorithme simple, structuré autour de la lecture de capteurs, l’analyse des données et le pilotage d’un moteur via un variateur de fréquence.

===1 Lecture et traitement des capteurs===
Le programme commence par la lecture de deux capteurs :

*'''Capteur de force FSR402''' : convertit une pression en une valeur analogique, ensuite traduite en kilogrammes via une formule calibrée.
*'''Capteur d’humidité SEN0114''' : donne une valeur analogique comprise entre 0 et 1023, convertie en pourcentage d’humidité par interpolation linéaire.

Ces données sont affichées en temps réel sur un écran '''OLED 128x64 pixels''', ce qui permet une visualisation continue des conditions de fonctionnement.

===2 Indication par LED RGB===
Le taux d’humidité mesuré est représenté visuellement grâce à une '''LED RGB''' :

*Vert : humidité faible (< 20 %)
*Orange : humidité modérée (20–60 %)
*Rouge : humidité élevée (> 60 %)

Cela permet un diagnostic rapide de l’environnement de travail du robot.

===3 Détection et activation du moteur===
Si le capteur de force détecte une masse supérieure à un certain seuil (ex. > 50 g), cela indique la présence de billes plastiques.

Le programme active alors un '''relais statique WGA5-6D25Z''' pour alimenter le variateur de fréquence '''Schneider ATV18U18M2''', qui pilote le moteur en 230 V.

===4 Contrôle de la vitesse et du sens===
La '''vitesse du moteur''' est contrôlée par un signal PWM généré par l’Arduino, converti en tension analogique 0–10 V à l’aide d’un '''convertisseur DFRobot DFR1036''', relié à l’entrée analogique du variateur.

Le '''sens de rotation''' est défini par l’état d’une broche numérique connectée à l’entrée logique du variateur (ex. « Forward/Reverse »). Ce sens est déterminé automatiquement en fonction du taux d’humidité : le moteur tourne dans un sens pour évacuer les billes en zone sèche, et dans l’autre pour les déplacer en zone humide.

===5 Boucle continue===
L’ensemble de ces étapes est répété en boucle dans la fonction loop() de l’Arduino, assurant un fonctionnement en continu tant que l’appareil est alimenté.</translate>
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{{Tuto Step
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|Step_Content=<translate>* '''Rôle''' : Cerveau du système, gère les capteurs, l'affichage, les LED et le moteur.
* '''Connexion''' :
** Alimentation via port USB ou régulateur externe (5V).
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{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>Écran OLED SSD1306 (128x64, I2C)</translate>
|Step_Content=<translate>*'''Rôle''' : Affiche les valeurs de force et d’humidité.
*'''Connexion I2C''' :
**'''VCC''' → 5V
**'''GND''' → GND
**'''SDA''' → A4 (UNO) / D20 (MEGA)
**'''SCL''' → A5 (UNO) / D21 (MEGA)
*'''Librairies nécessaires''' : <code data-start="975" data-end="993">Adafruit_SSD1306</code>, <code data-start="995" data-end="1009">Adafruit_GFX</code>.</translate>
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* '''Connexion''' :
** '''VCC''' → 12V (indépendant de l’Arduino !)
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** '''PWM IN''' → Broche '''D9''' de l’Arduino
** '''OUT''' (0–10V) → '''Entrée analogique du variateur ATV18''' (généralement borne A1 ou AI1 selon le bornier)
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{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>Relais statique WGA5-6D25Z (ou Omron G3NA)</translate>
|Step_Content=<translate>* '''Rôle''' : Active ou coupe l’alimentation du '''variateur''' (230V AC).
* '''Connexion''' :
** '''Entrée DC''' :
*** '''+ (Anode)''' → D8 (sortie numérique Arduino)
*** '''– (Cathode)''' → GND Arduino
** '''Sortie AC''' (attention secteur !) :
*** En série avec la phase d’alimentation du variateur (L).
*** Agit comme un interrupteur : coupe ou active la phase.
* '''Précaution''' : Bien isoler, prévoir radiateur si > 5 A. Ne jamais manipuler sous tension.</translate>
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{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>Variateur de fréquence Telemecanique ATV18U18M2</translate>
|Step_Content=<translate>* '''Rôle''' : Pilote le moteur triphasé 200–240V ; vitesse et sens de rotation.
* '''Connexion''' :
** '''Entrée AC''' : Phase + neutre (via relais statique sur la phase)
** '''Sortie moteur''' : vers les 3 phases du moteur.
** '''Commande vitesse (0–10V)''' : entrée analogique (AI1)
** '''Commande sens (RUN FWD / RUN REV)''' : entrée TOR (à activer avec un relais ou une sortie numérique et opto-coupleur)
* '''Précaution''' : Lire le manuel pour paramétrage des bornes, plages, sens.</translate>
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{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>Commande sens de rotation</translate>
|Step_Content=<translate>* '''Rôle''' : Changer le sens du moteur (avant/arrière).
* '''Connexion''' :
** Utiliser une broche Arduino (ex : D7) → relais ou transistor → '''borne de commande REV''' du variateur.</translate>
}}
{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>Alimentation 12V externe (pour relais, module PWM, etc.)</translate>
|Step_Content=<translate>* '''Rôle''' : Fournit une tension stable pour les composants haute puissance.
* '''Connexion''' :
** GND doit être '''commun''' avec celui de l’Arduino.
** Ne jamais alimenter le relais 240V ou module DFR1036 depuis la carte Arduino directement !</translate>
}}
{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>Simulation</translate>
|Step_Content=<translate>Les simulations ont étaient réalisées sur SolidWorks avec comme matériau un acier inoxydable pour sécuriser l'intégrité de la structure en milieu humide..

'''Caractéristiques du matériau:'''

Module de Young: 2x10^11 N/m^2

limite d'élasticité: 1.72339x10^8 N/m^2</translate>
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{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>Prototype et test</translate>
|Step_Content=<translate>Impression 3D

Cablage

Assemblage

Validation

Test</translate>
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|Notes=<translate></translate>
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Fichier:Robot nettoyeur de microbilles plastiques Capture d cran 2025-05-26 160913.png

2025-05-26T14:09:26Z

Jzhangco : Robot_nettoyeur_de_microbilles_plastiques_Capture_d_cran_2025-05-26_160913

Robot_nettoyeur_de_microbilles_plastiques_Capture_d_cran_2025-05-26_160913

Robot nettoyeur de microbilles plastiques

2025-05-26T14:08:30Z

Jzhangco :

{{Tuto Details
|Licences=Attribution (CC BY)
|Description=<translate>Conception et réalisation d’un robot mobile autonome capable de collecter, trier et stocker les granulés sur une plage.</translate>
|Area=Electronics, Energy, Recycling and Upcycling, Robotics, Science and Biology
|Type=Technique
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|Tags=Robot, Environnement, Dépollution, Nettoyage
}}
{{Introduction
|Introduction=<translate>La conception du robot se fait en 3 phases dinstinctes

'''Phase 1 : Conception mécanique'''

Dimensionnement

Schéma cinématique

Motorisation (roue,moteur)

Modelisation

Simulation (RDM)

Mise en plan

'''Phase 2 : Conception électrique'''

Évaluer les besoins énergétiques

Dimension de la batterie (tension, puissance, ca...

Réaliser un schéma électrique

Simulation Proteus

'''Phase 3 : Conception électronique'''

Réaliser un schéma électrique

Algorithme

Programmation

Simulation de la programmation</translate>
}}
{{Materials
|Material=<translate>Moteur, chassis, taule, relais statique</translate>
|Tools=<translate>Carte arduino, capteur de force, capteur d'humidité, led rgb, bouton poussoir, ecran oled, convertisseur pwm vers analogique, relais</translate>
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|ExternalAttachmentsLinks={{ExternalAttachmentsLinks
|ExternalAttachmentsLinks=https://pastebin.com/0PEzwPyA (lien programme robot)
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{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>Prise en main du projet</translate>
|Step_Content=<translate>Découverte du sujet

Cahiers des charges

Planification du projet

Réalisation du croquis

Mis en commun des idées

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{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>**Phase 1</translate>
|Step_Content=<translate></translate>
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{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>Les dimensions</translate>
|Step_Content=<translate>Chaques étapes serviront de tutoriel pour la conception de chaque pièce, on y retrouvera les dimensions, leur utilité etc...</translate>
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{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>Boitier bouton poussoir + capot</translate>
|Step_Content=<translate>'''Boitier du bouton poussoir d'arrêt d'urgence composé de :'''

 

*Une extrudage sur le dessus dimensionné pour le bouton [15mm x 15mm x 3mm].

*Une extrudage sur le dessous dimensionné de façon a pouvoir introduire l'entièreté du bouton (bouton + composant) [39mm x 33mm x 3mm].

*Une extrudage sur la face avant (fine et longue) pour y glisser le capot, à savoir qu'une gouttière parcoure le tour de l'intérieur de la boite pour le caler [42mm x 1.5mm x 3mm].

*Une extrudage sur la face droite et gauche pour les connecteurs (gauche [15mm x 3.5mm x 3mm] droite [13mm x 6mm x 3mm]).

'''Capot pour refermer la boite [41.7mm x 36.7mm x 1.3mm], avec un creux pour facilité le grip à l'ouverture/fermeture [10mm x 1.5mm x 0.5mm].'''</translate>
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{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>Boitier capteur de force + pressoir</translate>
|Step_Content=<translate>'''Le boitier accueillera le capteur de force accompagné d'une pièce qui exercera une pression sur le capteur (pressoir)'''

 

* <nowiki>Dimension de la boite : [79mm x 29mm x 17mm] /</nowiki>

* L'extrudage dans le boitier ce compose en deux partie; la première avec une ouverture sur le dessus [25mm x 24mm x 15mm].

* Une autre qui est surélevé (de 6mm du fond de la première) et qui se prolonge sur la longueur du boitier [51mm x 25mm x 7mm].

* A l'autre extrémité nous avons de quoi guider et insérer un cylindre [diamètre interne = 15mm ; externe = 17mm]

'''Le cylindre pressoir [29.4mm] possède deux diamètres, un bout de 14mm pour s'introduire dans le boitier et l'autre 34mm où s'exercera la force.'''

 </translate>
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{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>Schéma de fonction</translate>
|Step_Content=<translate>'''Ces schémas représente le fonctionnement de notre projet.'''</translate>
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{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>Motorisation</translate>
|Step_Content=<translate></translate>
}}
{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>**Phase 3**</translate>
|Step_Content=<translate><nowiki>**</nowiki>Liste de matériaux**

- Carte Arduino Uno / Mega / Nano

- Écran OLED SSD1306 (128x64, I2C)

- Capteur de force FSR402

- Capteur d’humidité SEN0114

- LED RGB

- Module PWM vers analogique DFRobot DFR1036

- Relais statique WGA5-6D25Z (ou Omron G3NA)

- Variateur de fréquence Telemecanique ATV18U18M2

 </translate>
}}
{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>Algorithme et fonctionnement du programme</translate>
|Step_Content=<translate>Le fonctionnement du robot nettoyeur est basé sur un algorithme simple, structuré autour de la lecture de capteurs, l’analyse des données et le pilotage d’un moteur via un variateur de fréquence.

===1 Lecture et traitement des capteurs===
Le programme commence par la lecture de deux capteurs :

*'''Capteur de force FSR402''' : convertit une pression en une valeur analogique, ensuite traduite en kilogrammes via une formule calibrée.
*'''Capteur d’humidité SEN0114''' : donne une valeur analogique comprise entre 0 et 1023, convertie en pourcentage d’humidité par interpolation linéaire.

Ces données sont affichées en temps réel sur un écran '''OLED 128x64 pixels''', ce qui permet une visualisation continue des conditions de fonctionnement.

===2 Indication par LED RGB===
Le taux d’humidité mesuré est représenté visuellement grâce à une '''LED RGB''' :

*Vert : humidité faible (< 20 %)
*Orange : humidité modérée (20–60 %)
*Rouge : humidité élevée (> 60 %)

Cela permet un diagnostic rapide de l’environnement de travail du robot.

===3 Détection et activation du moteur===
Si le capteur de force détecte une masse supérieure à un certain seuil (ex. > 50 g), cela indique la présence de billes plastiques.

Le programme active alors un '''relais statique WGA5-6D25Z''' pour alimenter le variateur de fréquence '''Schneider ATV18U18M2''', qui pilote le moteur en 230 V.

===4 Contrôle de la vitesse et du sens===
La '''vitesse du moteur''' est contrôlée par un signal PWM généré par l’Arduino, converti en tension analogique 0–10 V à l’aide d’un '''convertisseur DFRobot DFR1036''', relié à l’entrée analogique du variateur.

Le '''sens de rotation''' est défini par l’état d’une broche numérique connectée à l’entrée logique du variateur (ex. « Forward/Reverse »). Ce sens est déterminé automatiquement en fonction du taux d’humidité : le moteur tourne dans un sens pour évacuer les billes en zone sèche, et dans l’autre pour les déplacer en zone humide.

===5 Boucle continue===
L’ensemble de ces étapes est répété en boucle dans la fonction loop() de l’Arduino, assurant un fonctionnement en continu tant que l’appareil est alimenté.</translate>
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|Step_Picture_01=Robot_nettoyeur_de_microbilles_plastiques_image-20250415-132049-7750bba0.jpeg
}}
{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>Carte Arduino Uno / Mega / Nano</translate>
|Step_Content=<translate>* '''Rôle''' : Cerveau du système, gère les capteurs, l'affichage, les LED et le moteur.
* '''Connexion''' :
** Alimentation via port USB ou régulateur externe (5V).
** Toutes les E/S (entrées/sorties) passent par les broches de la carte.</translate>
|Step_Picture_00=Robot_nettoyeur_de_microbilles_plastiques_arduino.jpg
}}
{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>Écran OLED SSD1306 (128x64, I2C)</translate>
|Step_Content=<translate>*'''Rôle''' : Affiche les valeurs de force et d’humidité.
*'''Connexion I2C''' :
**'''VCC''' → 5V
**'''GND''' → GND
**'''SDA''' → A4 (UNO) / D20 (MEGA)
**'''SCL''' → A5 (UNO) / D21 (MEGA)
*'''Librairies nécessaires''' : <code data-start="975" data-end="993">Adafruit_SSD1306</code>, <code data-start="995" data-end="1009">Adafruit_GFX</code>.</translate>
|Step_Picture_00=Robot_nettoyeur_de_microbilles_plastiques_Utilisation-dun-ecran-OLED-SSD1306-096-_-sur-le-Raspberry.jpg
}}
{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>Capteur de force FSR402</translate>
|Step_Content=<translate>* '''Rôle''' : Détecte la pression exercée par les billes (convertie en poids).
* '''Connexion''' :
** Un côté du capteur → '''5V'''
** Autre côté → '''résistance de pull-down''' (10kΩ à la masse) + fil vers '''A0'''
* '''Broche Arduino''' : '''A0'''</translate>
|Step_Picture_00=Robot_nettoyeur_de_microbilles_plastiques_nm_capteur_de_force_grove-back.jpg
}}
{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>Capteur d’humidité SEN0114</translate>
|Step_Content=<translate>* '''Rôle''' : Mesure l'humidité du sable ou du sol.
* '''Connexion''' :
** '''VCC''' → 5V
** '''GND''' → GND
** '''SIG''' → A1
* '''Broche Arduino''' : '''A1'''</translate>
|Step_Picture_00=Robot_nettoyeur_de_microbilles_plastiques_8e2bbc915ef50ef16ebbd321b4c55ddb0831d18e.jpeg
}}
{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>LED RGB</translate>
|Step_Content=<translate>* '''Rôle''' : Indique le niveau d’humidité (vert, orange, rouge).
* '''Connexion (avec résistances de limitation ~220Ω)''' :
** '''Rouge''' → D5 (via résistance)
** '''Vert''' → D4 (via résistance)
** '''Bleu''' → D6 (via résistance)
* '''GND commun''' pour cathode commune / '''+5V commun''' pour anode commune.</translate>
|Step_Picture_00=Robot_nettoyeur_de_microbilles_plastiques_t1-4.jpg
}}
{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>Module PWM vers analogique DFRobot DFR1036</translate>
|Step_Content=<translate>* '''Rôle''' : Convertit un signal PWM de l'Arduino en '''tension analogique 0–10V''' pour piloter la vitesse du variateur.
* '''Connexion''' :
** '''VCC''' → 12V (indépendant de l’Arduino !)
** '''GND''' → GND commun avec Arduino
** '''PWM IN''' → Broche '''D9''' de l’Arduino
** '''OUT''' (0–10V) → '''Entrée analogique du variateur ATV18''' (généralement borne A1 ou AI1 selon le bornier)
* '''Important''' : Alimente ce module avec une source stable 12V. Ne pas brancher "VCC" au 5V de l'Arduino.</translate>
|Step_Picture_00=Robot_nettoyeur_de_microbilles_plastiques_DFR1036.jpg
}}
{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>Relais statique WGA5-6D25Z (ou Omron G3NA)</translate>
|Step_Content=<translate>* '''Rôle''' : Active ou coupe l’alimentation du '''variateur''' (230V AC).
* '''Connexion''' :
** '''Entrée DC''' :
*** '''+ (Anode)''' → D8 (sortie numérique Arduino)
*** '''– (Cathode)''' → GND Arduino
** '''Sortie AC''' (attention secteur !) :
*** En série avec la phase d’alimentation du variateur (L).
*** Agit comme un interrupteur : coupe ou active la phase.
* '''Précaution''' : Bien isoler, prévoir radiateur si > 5 A. Ne jamais manipuler sous tension.</translate>
|Step_Picture_00=Robot_nettoyeur_de_microbilles_plastiques_relais-statique-25a-600v-wga5-6d25z.jpg
}}
{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>Variateur de fréquence Telemecanique ATV18U18M2</translate>
|Step_Content=<translate>* '''Rôle''' : Pilote le moteur triphasé 200–240V ; vitesse et sens de rotation.
* '''Connexion''' :
** '''Entrée AC''' : Phase + neutre (via relais statique sur la phase)
** '''Sortie moteur''' : vers les 3 phases du moteur.
** '''Commande vitesse (0–10V)''' : entrée analogique (AI1)
** '''Commande sens (RUN FWD / RUN REV)''' : entrée TOR (à activer avec un relais ou une sortie numérique et opto-coupleur)
* '''Précaution''' : Lire le manuel pour paramétrage des bornes, plages, sens.</translate>
|Step_Picture_00=Robot_nettoyeur_de_microbilles_plastiques_telemecanique-atv18u18m2-variateur-square-d-1hp-075kw-read-desc-b704.jpg
}}
{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>Commande sens de rotation</translate>
|Step_Content=<translate>* '''Rôle''' : Changer le sens du moteur (avant/arrière).
* '''Connexion''' :
** Utiliser une broche Arduino (ex : D7) → relais ou transistor → '''borne de commande REV''' du variateur.</translate>
}}
{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>Alimentation 12V externe (pour relais, module PWM, etc.)</translate>
|Step_Content=<translate>* '''Rôle''' : Fournit une tension stable pour les composants haute puissance.
* '''Connexion''' :
** GND doit être '''commun''' avec celui de l’Arduino.
** Ne jamais alimenter le relais 240V ou module DFR1036 depuis la carte Arduino directement !</translate>
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{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>Simulation</translate>
|Step_Content=<translate>Les simulations ont étaient réalisées sur SolidWorks avec comme matériau un acier inoxydable pour sécuriser l'intégrité de la structure en milieu humide..

'''Caractéristiques du matériau:'''

Module de Young: 2x10^11 N/m^2

limite d'élasticité: 1.72339x10^8 N/m^2</translate>
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|Step_Title=<translate>Prototype et test</translate>
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Cablage

Assemblage

Validation

Test</translate>
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{{Notes
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Robot nettoyeur de microbilles plastiques

2025-05-26T14:07:10Z

Jzhangco :

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|Difficulty=Hard
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{{Introduction
|Introduction=<translate>La conception du robot se fait en 3 phases dinstinctes

'''Phase 1 : Conception mécanique'''

Dimensionnement

Schéma cinématique

Motorisation (roue,moteur)

Modelisation

Simulation (RDM)

Mise en plan

'''Phase 2 : Conception électrique'''

Évaluer les besoins énergétiques

Dimension de la batterie (tension, puissance, ca...

Réaliser un schéma électrique

Simulation Proteus

'''Phase 3 : Conception électronique'''

Réaliser un schéma électrique

Algorithme

Programmation

Simulation de la programmation</translate>
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Cahiers des charges

Planification du projet

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{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>Boitier bouton poussoir + capot</translate>
|Step_Content=<translate>'''Boitier du bouton poussoir d'arrêt d'urgence composé de :'''

 

*Une extrudage sur le dessus dimensionné pour le bouton [15mm x 15mm x 3mm].

*Une extrudage sur le dessous dimensionné de façon a pouvoir introduire l'entièreté du bouton (bouton + composant) [39mm x 33mm x 3mm].

*Une extrudage sur la face avant (fine et longue) pour y glisser le capot, à savoir qu'une gouttière parcoure le tour de l'intérieur de la boite pour le caler [42mm x 1.5mm x 3mm].

*Une extrudage sur la face droite et gauche pour les connecteurs (gauche [15mm x 3.5mm x 3mm] droite [13mm x 6mm x 3mm]).

'''Capot pour refermer la boite [41.7mm x 36.7mm x 1.3mm], avec un creux pour facilité le grip à l'ouverture/fermeture [10mm x 1.5mm x 0.5mm].'''</translate>
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* <nowiki>Dimension de la boite : [79mm x 29mm x 17mm] /</nowiki>

* L'extrudage dans le boitier ce compose en deux partie; la première avec une ouverture sur le dessus [25mm x 24mm x 15mm].

* Une autre qui est surélevé (de 6mm du fond de la première) et qui se prolonge sur la longueur du boitier [51mm x 25mm x 7mm].

* A l'autre extrémité nous avons de quoi guider et insérer un cylindre [diamètre interne = 15mm ; externe = 17mm]

'''Le cylindre pressoir [29.4mm] possède deux diamètres, un bout de 14mm pour s'introduire dans le boitier et l'autre 34mm où s'exercera la force.'''

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- Carte Arduino Uno / Mega / Nano

- Écran OLED SSD1306 (128x64, I2C)

- Capteur de force FSR402

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- LED RGB

- Module PWM vers analogique DFRobot DFR1036

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- Variateur de fréquence Telemecanique ATV18U18M2

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|Step_Content=<translate>Le fonctionnement du robot nettoyeur est basé sur un algorithme simple, structuré autour de la lecture de capteurs, l’analyse des données et le pilotage d’un moteur via un variateur de fréquence.

===1 Lecture et traitement des capteurs===
Le programme commence par la lecture de deux capteurs :

*'''Capteur de force FSR402''' : convertit une pression en une valeur analogique, ensuite traduite en kilogrammes via une formule calibrée.
*'''Capteur d’humidité SEN0114''' : donne une valeur analogique comprise entre 0 et 1023, convertie en pourcentage d’humidité par interpolation linéaire.

Ces données sont affichées en temps réel sur un écran '''OLED 128x64 pixels''', ce qui permet une visualisation continue des conditions de fonctionnement.

===2 Indication par LED RGB===
Le taux d’humidité mesuré est représenté visuellement grâce à une '''LED RGB''' :

*Vert : humidité faible (< 20 %)
*Orange : humidité modérée (20–60 %)
*Rouge : humidité élevée (> 60 %)

Cela permet un diagnostic rapide de l’environnement de travail du robot.

===3 Détection et activation du moteur===
Si le capteur de force détecte une masse supérieure à un certain seuil (ex. > 50 g), cela indique la présence de billes plastiques.

Le programme active alors un '''relais statique WGA5-6D25Z''' pour alimenter le variateur de fréquence '''Schneider ATV18U18M2''', qui pilote le moteur en 230 V.

===4 Contrôle de la vitesse et du sens===
La '''vitesse du moteur''' est contrôlée par un signal PWM généré par l’Arduino, converti en tension analogique 0–10 V à l’aide d’un '''convertisseur DFRobot DFR1036''', relié à l’entrée analogique du variateur.

Le '''sens de rotation''' est défini par l’état d’une broche numérique connectée à l’entrée logique du variateur (ex. « Forward/Reverse »). Ce sens est déterminé automatiquement en fonction du taux d’humidité : le moteur tourne dans un sens pour évacuer les billes en zone sèche, et dans l’autre pour les déplacer en zone humide.

===5 Boucle continue===
L’ensemble de ces étapes est répété en boucle dans la fonction loop() de l’Arduino, assurant un fonctionnement en continu tant que l’appareil est alimenté.</translate>
|Step_Picture_00=Algorithme.png
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{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>Carte Arduino Uno / Mega / Nano</translate>
|Step_Content=<translate>* '''Rôle''' : Cerveau du système, gère les capteurs, l'affichage, les LED et le moteur.
* '''Connexion''' :
** Alimentation via port USB ou régulateur externe (5V).
** Toutes les E/S (entrées/sorties) passent par les broches de la carte.</translate>
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}}
{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>Écran OLED SSD1306 (128x64, I2C)</translate>
|Step_Content=<translate>*'''Rôle''' : Affiche les valeurs de force et d’humidité.
*'''Connexion I2C''' :
**'''VCC''' → 5V
**'''GND''' → GND
**'''SDA''' → A4 (UNO) / D20 (MEGA)
**'''SCL''' → A5 (UNO) / D21 (MEGA)
*'''Librairies nécessaires''' : <code data-start="975" data-end="993">Adafruit_SSD1306</code>, <code data-start="995" data-end="1009">Adafruit_GFX</code>.</translate>
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{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>Capteur de force FSR402</translate>
|Step_Content=<translate>* '''Rôle''' : Détecte la pression exercée par les billes (convertie en poids).
* '''Connexion''' :
** Un côté du capteur → '''5V'''
** Autre côté → '''résistance de pull-down''' (10kΩ à la masse) + fil vers '''A0'''
* '''Broche Arduino''' : '''A0'''</translate>
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{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>Capteur d’humidité SEN0114</translate>
|Step_Content=<translate>* '''Rôle''' : Mesure l'humidité du sable ou du sol.
* '''Connexion''' :
** '''VCC''' → 5V
** '''GND''' → GND
** '''SIG''' → A1
* '''Broche Arduino''' : '''A1'''</translate>
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{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>LED RGB</translate>
|Step_Content=<translate>* '''Rôle''' : Indique le niveau d’humidité (vert, orange, rouge).
* '''Connexion (avec résistances de limitation ~220Ω)''' :
** '''Rouge''' → D5 (via résistance)
** '''Vert''' → D4 (via résistance)
** '''Bleu''' → D6 (via résistance)
* '''GND commun''' pour cathode commune / '''+5V commun''' pour anode commune.</translate>
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}}
{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>Module PWM vers analogique DFRobot DFR1036</translate>
|Step_Content=<translate>* '''Rôle''' : Convertit un signal PWM de l'Arduino en '''tension analogique 0–10V''' pour piloter la vitesse du variateur.
* '''Connexion''' :
** '''VCC''' → 12V (indépendant de l’Arduino !)
** '''GND''' → GND commun avec Arduino
** '''PWM IN''' → Broche '''D9''' de l’Arduino
** '''OUT''' (0–10V) → '''Entrée analogique du variateur ATV18''' (généralement borne A1 ou AI1 selon le bornier)
* '''Important''' : Alimente ce module avec une source stable 12V. Ne pas brancher "VCC" au 5V de l'Arduino.</translate>
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}}
{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>Relais statique WGA5-6D25Z (ou Omron G3NA)</translate>
|Step_Content=<translate>* '''Rôle''' : Active ou coupe l’alimentation du '''variateur''' (230V AC).
* '''Connexion''' :
** '''Entrée DC''' :
*** '''+ (Anode)''' → D8 (sortie numérique Arduino)
*** '''– (Cathode)''' → GND Arduino
** '''Sortie AC''' (attention secteur !) :
*** En série avec la phase d’alimentation du variateur (L).
*** Agit comme un interrupteur : coupe ou active la phase.
* '''Précaution''' : Bien isoler, prévoir radiateur si > 5 A. Ne jamais manipuler sous tension.</translate>
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{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>Variateur de fréquence Telemecanique ATV18U18M2</translate>
|Step_Content=<translate>* '''Rôle''' : Pilote le moteur triphasé 200–240V ; vitesse et sens de rotation.
* '''Connexion''' :
** '''Entrée AC''' : Phase + neutre (via relais statique sur la phase)
** '''Sortie moteur''' : vers les 3 phases du moteur.
** '''Commande vitesse (0–10V)''' : entrée analogique (AI1)
** '''Commande sens (RUN FWD / RUN REV)''' : entrée TOR (à activer avec un relais ou une sortie numérique et opto-coupleur)
* '''Précaution''' : Lire le manuel pour paramétrage des bornes, plages, sens.</translate>
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{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>Commande sens de rotation</translate>
|Step_Content=<translate>* '''Rôle''' : Changer le sens du moteur (avant/arrière).
* '''Connexion''' :
** Utiliser une broche Arduino (ex : D7) → relais ou transistor → '''borne de commande REV''' du variateur.</translate>
}}
{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>Alimentation 12V externe (pour relais, module PWM, etc.)</translate>
|Step_Content=<translate>* '''Rôle''' : Fournit une tension stable pour les composants haute puissance.
* '''Connexion''' :
** GND doit être '''commun''' avec celui de l’Arduino.
** Ne jamais alimenter le relais 240V ou module DFR1036 depuis la carte Arduino directement !</translate>
}}
{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>Simulation</translate>
|Step_Content=<translate>Les simulations ont étaient réalisées sur SolidWorks avec comme matériau un acier inoxydable pour sécuriser l'intégrité de la structure en milieu humide..

'''Caractéristiques du matériau:'''

Module de Young: 2x10^11 N/m^2

limite d'élasticité: 1.72339x10^8 N/m^2</translate>
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{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>Prototype et test</translate>
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Cablage

Assemblage

Validation

Test</translate>
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{{Notes
|Notes=<translate></translate>
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Fichier:Robot nettoyeur de microbilles plastiques Capture d cran 2025-05-26 160502.png

2025-05-26T14:05:15Z

Jzhangco : Robot_nettoyeur_de_microbilles_plastiques_Capture_d_cran_2025-05-26_160502

Robot_nettoyeur_de_microbilles_plastiques_Capture_d_cran_2025-05-26_160502

Fichier:Robot nettoyeur de microbilles plastiques Capture d cran 2025-05-26 160349.png

2025-05-26T14:04:36Z

Jzhangco : Robot_nettoyeur_de_microbilles_plastiques_Capture_d_cran_2025-05-26_160349

Robot_nettoyeur_de_microbilles_plastiques_Capture_d_cran_2025-05-26_160349

Robot nettoyeur de microbilles plastiques

2025-05-26T14:01:01Z

Jzhangco :

Fichier:Robot nettoyeur de microbilles plastiques image-20250415-132049-7750bba0.jpeg

2025-05-26T14:00:46Z

Jzhangco : Robot_nettoyeur_de_microbilles_plastiques_image-20250415-132049-7750bba0

Robot_nettoyeur_de_microbilles_plastiques_image-20250415-132049-7750bba0

Robot nettoyeur de microbilles plastiques

2025-05-26T13:58:33Z

Jzhangco :

{{Tuto Details
|Licences=Attribution (CC BY)
|Description=<translate>Conception et réalisation d’un robot mobile autonome capable de collecter, trier et stocker les granulés sur une plage.</translate>
|Area=Electronics, Energy, Recycling and Upcycling, Robotics, Science and Biology
|Type=Technique
|Difficulty=Hard
|Duration=72
|Duration-type=hour(s)
|Cost=150
|Currency=EUR (€)
|Tags=Robot, Environnement, Dépollution, Nettoyage
}}
{{Introduction
|Introduction=<translate>La conception du robot se fait en 3 phases dinstinctes

'''Phase 1 : Conception mécanique'''

Dimensionnement

Schéma cinématique

Motorisation (roue,moteur)

Modelisation

Simulation (RDM)

Mise en plan

'''Phase 2 : Conception électrique'''

Évaluer les besoins énergétiques

Dimension de la batterie (tension, puissance, ca...

Réaliser un schéma électrique

Simulation Proteus

'''Phase 3 : Conception électronique'''

Réaliser un schéma électrique

Algorithme

Programmation

Simulation de la programmation</translate>
}}
{{Materials
|Material=<translate>Moteur, chassis, taule, relais statique</translate>
|Tools=<translate>Carte arduino, capteur de force, capteur d'humidité, led rgb, bouton poussoir, ecran oled, convertisseur pwm vers analogique, relais</translate>
|Tuto_Attachments={{Tuto Attachments
|Attachment=Robot_nettoyeur_de_microbilles_plastiques_Algorithme.PDF
}}
|ExternalAttachmentsLinks={{ExternalAttachmentsLinks
|ExternalAttachmentsLinks=https://pastebin.com/0PEzwPyA (lien programme robot)
}}{{ExternalAttachmentsLinks}}
}}
{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>Prise en main du projet</translate>
|Step_Content=<translate>Découverte du sujet

Cahiers des charges

Planification du projet

Réalisation du croquis

Mis en commun des idées

Choix des composants et matériaux</translate>
}}
{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>**Phase 1</translate>
|Step_Content=<translate></translate>
}}
{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>Les dimensions</translate>
|Step_Content=<translate>Chaques étapes serviront de tutoriel pour la conception de chaque pièce, on y retrouvera les dimensions, leur utilité etc...</translate>
}}
{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>Boitier bouton poussoir + capot</translate>
|Step_Content=<translate>'''Boitier du bouton poussoir d'arrêt d'urgence composé de :'''

 

*Une extrudage sur le dessus dimensionné pour le bouton [15mm x 15mm x 3mm].

*Une extrudage sur le dessous dimensionné de façon a pouvoir introduire l'entièreté du bouton (bouton + composant) [39mm x 33mm x 3mm].

*Une extrudage sur la face avant (fine et longue) pour y glisser le capot, à savoir qu'une gouttière parcoure le tour de l'intérieur de la boite pour le caler [42mm x 1.5mm x 3mm].

*Une extrudage sur la face droite et gauche pour les connecteurs (gauche [15mm x 3.5mm x 3mm] droite [13mm x 6mm x 3mm]).

'''Capot pour refermer la boite [41.7mm x 36.7mm x 1.3mm], avec un creux pour facilité le grip à l'ouverture/fermeture [10mm x 1.5mm x 0.5mm].'''</translate>
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|Step_Picture_01=Robot_nettoyeur_de_microbilles_plastiques_boitier_bouton_dims_2.png
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}}
{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>Boitier capteur de force + pressoir</translate>
|Step_Content=<translate>'''Le boitier accueillera le capteur de force accompagné d'une pièce qui exercera une pression sur le capteur (pressoir)'''

 

* <nowiki>Dimension de la boite : [79mm x 29mm x 17mm] /</nowiki>

* L'extrudage dans le boitier ce compose en deux partie; la première avec une ouverture sur le dessus [25mm x 24mm x 15mm].

* Une autre qui est surélevé (de 6mm du fond de la première) et qui se prolonge sur la longueur du boitier [51mm x 25mm x 7mm].

* A l'autre extrémité nous avons de quoi guider et insérer un cylindre [diamètre interne = 15mm ; externe = 17mm]

'''Le cylindre pressoir [29.4mm] possède deux diamètres, un bout de 14mm pour s'introduire dans le boitier et l'autre 34mm où s'exercera la force.'''

 </translate>
|Step_Picture_00=Robot_nettoyeur_de_microbilles_plastiques_boitier_capteur_de_force_dims.png
|Step_Picture_01=Robot_nettoyeur_de_microbilles_plastiques_pr_ssoir_dims.png
}}
{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>Schéma de fonction</translate>
|Step_Content=<translate>'''Ces schémas représente le fonctionnement de notre projet.'''</translate>
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|Step_Picture_01=Robot_nettoyeur_de_microbilles_plastiques_4A5BE744-E534-490B-BCF9-A41D3F990AE3.jpeg
}}
{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>Motorisation</translate>
|Step_Content=<translate></translate>
}}
{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>**Phase 3**</translate>
|Step_Content=<translate><nowiki>**</nowiki>Liste de matériaux**

- Carte Arduino Uno / Mega / Nano

- Écran OLED SSD1306 (128x64, I2C)

- Capteur de force FSR402

- Capteur d’humidité SEN0114

- LED RGB

- Module PWM vers analogique DFRobot DFR1036

- Relais statique WGA5-6D25Z (ou Omron G3NA)

- Variateur de fréquence Telemecanique ATV18U18M2

 </translate>
}}
{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>Algorithme et fonctionnement du programme</translate>
|Step_Content=<translate>Le fonctionnement du robot nettoyeur est basé sur un algorithme simple, structuré autour de la lecture de capteurs, l’analyse des données et le pilotage d’un moteur via un variateur de fréquence.

===1 Lecture et traitement des capteurs===
Le programme commence par la lecture de deux capteurs :

*'''Capteur de force FSR402''' : convertit une pression en une valeur analogique, ensuite traduite en kilogrammes via une formule calibrée.
*'''Capteur d’humidité SEN0114''' : donne une valeur analogique comprise entre 0 et 1023, convertie en pourcentage d’humidité par interpolation linéaire.

Ces données sont affichées en temps réel sur un écran '''OLED 128x64 pixels''', ce qui permet une visualisation continue des conditions de fonctionnement.

===2 Indication par LED RGB===
Le taux d’humidité mesuré est représenté visuellement grâce à une '''LED RGB''' :

*Vert : humidité faible (< 20 %)
*Orange : humidité modérée (20–60 %)
*Rouge : humidité élevée (> 60 %)

Cela permet un diagnostic rapide de l’environnement de travail du robot.

===3 Détection et activation du moteur===
Si le capteur de force détecte une masse supérieure à un certain seuil (ex. > 50 g), cela indique la présence de billes plastiques.

Le programme active alors un '''relais statique WGA5-6D25Z''' pour alimenter le variateur de fréquence '''Schneider ATV18U18M2''', qui pilote le moteur en 230 V.

===4 Contrôle de la vitesse et du sens===
La '''vitesse du moteur''' est contrôlée par un signal PWM généré par l’Arduino, converti en tension analogique 0–10 V à l’aide d’un '''convertisseur DFRobot DFR1036''', relié à l’entrée analogique du variateur.

Le '''sens de rotation''' est défini par l’état d’une broche numérique connectée à l’entrée logique du variateur (ex. « Forward/Reverse »). Ce sens est déterminé automatiquement en fonction du taux d’humidité : le moteur tourne dans un sens pour évacuer les billes en zone sèche, et dans l’autre pour les déplacer en zone humide.

===5 Boucle continue===
L’ensemble de ces étapes est répété en boucle dans la fonction loop() de l’Arduino, assurant un fonctionnement en continu tant que l’appareil est alimenté.</translate>
|Step_Picture_00=Algorithme.png
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{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>Carte Arduino Uno / Mega / Nano</translate>
|Step_Content=<translate>* '''Rôle''' : Cerveau du système, gère les capteurs, l'affichage, les LED et le moteur.
* '''Connexion''' :
** Alimentation via port USB ou régulateur externe (5V).
** Toutes les E/S (entrées/sorties) passent par les broches de la carte.</translate>
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{{Tuto Step
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|Step_Content=<translate>*'''Rôle''' : Affiche les valeurs de force et d’humidité.
*'''Connexion I2C''' :
**'''VCC''' → 5V
**'''GND''' → GND
**'''SDA''' → A4 (UNO) / D20 (MEGA)
**'''SCL''' → A5 (UNO) / D21 (MEGA)
*'''Librairies nécessaires''' : <code data-start="975" data-end="993">Adafruit_SSD1306</code>, <code data-start="995" data-end="1009">Adafruit_GFX</code>.</translate>
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* '''Connexion''' :
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** Autre côté → '''résistance de pull-down''' (10kΩ à la masse) + fil vers '''A0'''
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* '''Connexion''' :
** '''VCC''' → 12V (indépendant de l’Arduino !)
** '''GND''' → GND commun avec Arduino
** '''PWM IN''' → Broche '''D9''' de l’Arduino
** '''OUT''' (0–10V) → '''Entrée analogique du variateur ATV18''' (généralement borne A1 ou AI1 selon le bornier)
* '''Important''' : Alimente ce module avec une source stable 12V. Ne pas brancher "VCC" au 5V de l'Arduino.</translate>
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** '''Entrée DC''' :
*** '''+ (Anode)''' → D8 (sortie numérique Arduino)
*** '''– (Cathode)''' → GND Arduino
** '''Sortie AC''' (attention secteur !) :
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*** Agit comme un interrupteur : coupe ou active la phase.
* '''Précaution''' : Bien isoler, prévoir radiateur si > 5 A. Ne jamais manipuler sous tension.</translate>
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* '''Connexion''' :
** '''Entrée AC''' : Phase + neutre (via relais statique sur la phase)
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** '''Commande vitesse (0–10V)''' : entrée analogique (AI1)
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'''Caractéristiques du matériau:'''

Module de Young: 2x10^11 N/m^2

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Fichier:Robot nettoyeur de microbilles plastiques 4A5BE744-E534-490B-BCF9-A41D3F990AE3.jpeg

2025-05-26T13:57:12Z

Jzhangco : Robot_nettoyeur_de_microbilles_plastiques_4A5BE744-E534-490B-BCF9-A41D3F990AE3

Robot_nettoyeur_de_microbilles_plastiques_4A5BE744-E534-490B-BCF9-A41D3F990AE3

Robot nettoyeur de microbilles plastiques

2025-05-26T13:56:58Z

Jzhangco :

{{Tuto Details
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{{Introduction
|Introduction=<translate>La conception du robot se fait en 3 phases dinstinctes

'''Phase 1 : Conception mécanique'''

Dimensionnement

Schéma cinématique

Motorisation (roue,moteur)

Modelisation

Simulation (RDM)

Mise en plan

'''Phase 2 : Conception électrique'''

Évaluer les besoins énergétiques

Dimension de la batterie (tension, puissance, ca...

Réaliser un schéma électrique

Simulation Proteus

'''Phase 3 : Conception électronique'''

Réaliser un schéma électrique

Algorithme

Programmation

Simulation de la programmation</translate>
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|ExternalAttachmentsLinks=https://pastebin.com/0PEzwPyA (lien programme robot)
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}}
{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>Prise en main du projet</translate>
|Step_Content=<translate>Découverte du sujet

Cahiers des charges

Planification du projet

Réalisation du croquis

Mis en commun des idées

Choix des composants et matériaux</translate>
}}
{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>**Phase 1</translate>
|Step_Content=<translate></translate>
}}
{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>Les dimensions</translate>
|Step_Content=<translate>Chaques étapes serviront de tutoriel pour la conception de chaque pièce, on y retrouvera les dimensions, leur utilité etc...</translate>
}}
{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>Boitier bouton poussoir + capot</translate>
|Step_Content=<translate>'''Boitier du bouton poussoir d'arrêt d'urgence composé de :'''

 

*Une extrudage sur le dessus dimensionné pour le bouton [15mm x 15mm x 3mm].

*Une extrudage sur le dessous dimensionné de façon a pouvoir introduire l'entièreté du bouton (bouton + composant) [39mm x 33mm x 3mm].

*Une extrudage sur la face avant (fine et longue) pour y glisser le capot, à savoir qu'une gouttière parcoure le tour de l'intérieur de la boite pour le caler [42mm x 1.5mm x 3mm].

*Une extrudage sur la face droite et gauche pour les connecteurs (gauche [15mm x 3.5mm x 3mm] droite [13mm x 6mm x 3mm]).

'''Capot pour refermer la boite [41.7mm x 36.7mm x 1.3mm], avec un creux pour facilité le grip à l'ouverture/fermeture [10mm x 1.5mm x 0.5mm].'''</translate>
|Step_Picture_00=Robot_nettoyeur_de_microbilles_plastiques_boite_bouton_dims.png
|Step_Picture_01=Robot_nettoyeur_de_microbilles_plastiques_boitier_bouton_dims_2.png
|Step_Picture_02=Robot_nettoyeur_de_microbilles_plastiques_capot_dims.png
}}
{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>Boitier capteur de force + pressoir</translate>
|Step_Content=<translate>'''Le boitier accueillera le capteur de force accompagné d'une pièce qui exercera une pression sur le capteur (pressoir)'''

 

* <nowiki>Dimension de la boite : [79mm x 29mm x 17mm] /</nowiki>

* L'extrudage dans le boitier ce compose en deux partie; la première avec une ouverture sur le dessus [25mm x 24mm x 15mm].

* Une autre qui est surélevé (de 6mm du fond de la première) et qui se prolonge sur la longueur du boitier [51mm x 25mm x 7mm].

* A l'autre extrémité nous avons de quoi guider et insérer un cylindre [diamètre interne = 15mm ; externe = 17mm]

'''Le cylindre pressoir [29.4mm] possède deux diamètres, un bout de 14mm pour s'introduire dans le boitier et l'autre 34mm où s'exercera la force.'''

 </translate>
|Step_Picture_00=Robot_nettoyeur_de_microbilles_plastiques_boitier_capteur_de_force_dims.png
|Step_Picture_01=Robot_nettoyeur_de_microbilles_plastiques_pr_ssoir_dims.png
}}
{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>Schéma de fonction</translate>
|Step_Content=<translate>'''Ces schémas représente le fonctionnement de notre projet.'''</translate>
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}}
{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>Motorisation</translate>
|Step_Content=<translate></translate>
}}
{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>**Phase 3**</translate>
|Step_Content=<translate><nowiki>**</nowiki>Liste de matériaux**

- Carte Arduino Uno / Mega / Nano

- Écran OLED SSD1306 (128x64, I2C)

- Capteur de force FSR402

- Capteur d’humidité SEN0114

- LED RGB

- Module PWM vers analogique DFRobot DFR1036

- Relais statique WGA5-6D25Z (ou Omron G3NA)

- Variateur de fréquence Telemecanique ATV18U18M2

 </translate>
}}
{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>Algorithme et fonctionnement du programme</translate>
|Step_Content=<translate>Le fonctionnement du robot nettoyeur est basé sur un algorithme simple, structuré autour de la lecture de capteurs, l’analyse des données et le pilotage d’un moteur via un variateur de fréquence.

===1 Lecture et traitement des capteurs===
Le programme commence par la lecture de deux capteurs :

*'''Capteur de force FSR402''' : convertit une pression en une valeur analogique, ensuite traduite en kilogrammes via une formule calibrée.
*'''Capteur d’humidité SEN0114''' : donne une valeur analogique comprise entre 0 et 1023, convertie en pourcentage d’humidité par interpolation linéaire.

Ces données sont affichées en temps réel sur un écran '''OLED 128x64 pixels''', ce qui permet une visualisation continue des conditions de fonctionnement.

===2 Indication par LED RGB===
Le taux d’humidité mesuré est représenté visuellement grâce à une '''LED RGB''' :

*Vert : humidité faible (< 20 %)
*Orange : humidité modérée (20–60 %)
*Rouge : humidité élevée (> 60 %)

Cela permet un diagnostic rapide de l’environnement de travail du robot.

===3 Détection et activation du moteur===
Si le capteur de force détecte une masse supérieure à un certain seuil (ex. > 50 g), cela indique la présence de billes plastiques.

Le programme active alors un '''relais statique WGA5-6D25Z''' pour alimenter le variateur de fréquence '''Schneider ATV18U18M2''', qui pilote le moteur en 230 V.

===4 Contrôle de la vitesse et du sens===
La '''vitesse du moteur''' est contrôlée par un signal PWM généré par l’Arduino, converti en tension analogique 0–10 V à l’aide d’un '''convertisseur DFRobot DFR1036''', relié à l’entrée analogique du variateur.

Le '''sens de rotation''' est défini par l’état d’une broche numérique connectée à l’entrée logique du variateur (ex. « Forward/Reverse »). Ce sens est déterminé automatiquement en fonction du taux d’humidité : le moteur tourne dans un sens pour évacuer les billes en zone sèche, et dans l’autre pour les déplacer en zone humide.

===5 Boucle continue===
L’ensemble de ces étapes est répété en boucle dans la fonction loop() de l’Arduino, assurant un fonctionnement en continu tant que l’appareil est alimenté.</translate>
|Step_Picture_00=Algorithme.png
}}
{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>Carte Arduino Uno / Mega / Nano</translate>
|Step_Content=<translate>* '''Rôle''' : Cerveau du système, gère les capteurs, l'affichage, les LED et le moteur.
* '''Connexion''' :
** Alimentation via port USB ou régulateur externe (5V).
** Toutes les E/S (entrées/sorties) passent par les broches de la carte.</translate>
|Step_Picture_00=Robot_nettoyeur_de_microbilles_plastiques_arduino.jpg
}}
{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>Écran OLED SSD1306 (128x64, I2C)</translate>
|Step_Content=<translate>*'''Rôle''' : Affiche les valeurs de force et d’humidité.
*'''Connexion I2C''' :
**'''VCC''' → 5V
**'''GND''' → GND
**'''SDA''' → A4 (UNO) / D20 (MEGA)
**'''SCL''' → A5 (UNO) / D21 (MEGA)
*'''Librairies nécessaires''' : <code data-start="975" data-end="993">Adafruit_SSD1306</code>, <code data-start="995" data-end="1009">Adafruit_GFX</code>.</translate>
|Step_Picture_00=Robot_nettoyeur_de_microbilles_plastiques_Utilisation-dun-ecran-OLED-SSD1306-096-_-sur-le-Raspberry.jpg
}}
{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>Capteur de force FSR402</translate>
|Step_Content=<translate>* '''Rôle''' : Détecte la pression exercée par les billes (convertie en poids).
* '''Connexion''' :
** Un côté du capteur → '''5V'''
** Autre côté → '''résistance de pull-down''' (10kΩ à la masse) + fil vers '''A0'''
* '''Broche Arduino''' : '''A0'''</translate>
|Step_Picture_00=Robot_nettoyeur_de_microbilles_plastiques_nm_capteur_de_force_grove-back.jpg
}}
{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>Capteur d’humidité SEN0114</translate>
|Step_Content=<translate>* '''Rôle''' : Mesure l'humidité du sable ou du sol.
* '''Connexion''' :
** '''VCC''' → 5V
** '''GND''' → GND
** '''SIG''' → A1
* '''Broche Arduino''' : '''A1'''</translate>
|Step_Picture_00=Robot_nettoyeur_de_microbilles_plastiques_8e2bbc915ef50ef16ebbd321b4c55ddb0831d18e.jpeg
}}
{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>LED RGB</translate>
|Step_Content=<translate>* '''Rôle''' : Indique le niveau d’humidité (vert, orange, rouge).
* '''Connexion (avec résistances de limitation ~220Ω)''' :
** '''Rouge''' → D5 (via résistance)
** '''Vert''' → D4 (via résistance)
** '''Bleu''' → D6 (via résistance)
* '''GND commun''' pour cathode commune / '''+5V commun''' pour anode commune.</translate>
|Step_Picture_00=Robot_nettoyeur_de_microbilles_plastiques_t1-4.jpg
}}
{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>Module PWM vers analogique DFRobot DFR1036</translate>
|Step_Content=<translate>* '''Rôle''' : Convertit un signal PWM de l'Arduino en '''tension analogique 0–10V''' pour piloter la vitesse du variateur.
* '''Connexion''' :
** '''VCC''' → 12V (indépendant de l’Arduino !)
** '''GND''' → GND commun avec Arduino
** '''PWM IN''' → Broche '''D9''' de l’Arduino
** '''OUT''' (0–10V) → '''Entrée analogique du variateur ATV18''' (généralement borne A1 ou AI1 selon le bornier)
* '''Important''' : Alimente ce module avec une source stable 12V. Ne pas brancher "VCC" au 5V de l'Arduino.</translate>
|Step_Picture_00=Robot_nettoyeur_de_microbilles_plastiques_DFR1036.jpg
}}
{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>Relais statique WGA5-6D25Z (ou Omron G3NA)</translate>
|Step_Content=<translate>* '''Rôle''' : Active ou coupe l’alimentation du '''variateur''' (230V AC).
* '''Connexion''' :
** '''Entrée DC''' :
*** '''+ (Anode)''' → D8 (sortie numérique Arduino)
*** '''– (Cathode)''' → GND Arduino
** '''Sortie AC''' (attention secteur !) :
*** En série avec la phase d’alimentation du variateur (L).
*** Agit comme un interrupteur : coupe ou active la phase.
* '''Précaution''' : Bien isoler, prévoir radiateur si > 5 A. Ne jamais manipuler sous tension.</translate>
|Step_Picture_00=Robot_nettoyeur_de_microbilles_plastiques_relais-statique-25a-600v-wga5-6d25z.jpg
}}
{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>Variateur de fréquence Telemecanique ATV18U18M2</translate>
|Step_Content=<translate>* '''Rôle''' : Pilote le moteur triphasé 200–240V ; vitesse et sens de rotation.
* '''Connexion''' :
** '''Entrée AC''' : Phase + neutre (via relais statique sur la phase)
** '''Sortie moteur''' : vers les 3 phases du moteur.
** '''Commande vitesse (0–10V)''' : entrée analogique (AI1)
** '''Commande sens (RUN FWD / RUN REV)''' : entrée TOR (à activer avec un relais ou une sortie numérique et opto-coupleur)
* '''Précaution''' : Lire le manuel pour paramétrage des bornes, plages, sens.</translate>
|Step_Picture_00=Robot_nettoyeur_de_microbilles_plastiques_telemecanique-atv18u18m2-variateur-square-d-1hp-075kw-read-desc-b704.jpg
}}
{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>Commande sens de rotation</translate>
|Step_Content=<translate>* '''Rôle''' : Changer le sens du moteur (avant/arrière).
* '''Connexion''' :
** Utiliser une broche Arduino (ex : D7) → relais ou transistor → '''borne de commande REV''' du variateur.</translate>
}}
{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>Alimentation 12V externe (pour relais, module PWM, etc.)</translate>
|Step_Content=<translate>* '''Rôle''' : Fournit une tension stable pour les composants haute puissance.
* '''Connexion''' :
** GND doit être '''commun''' avec celui de l’Arduino.
** Ne jamais alimenter le relais 240V ou module DFR1036 depuis la carte Arduino directement !</translate>
}}
{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>Simulation</translate>
|Step_Content=<translate>Les simulations ont étaient réalisées sur SolidWorks avec comme matériau un acier inoxydable pour sécuriser l'intégrité de la structure en milieu humide..

'''Caractéristiques du matériau:'''

Module de Young: 2x10^11 N/m^2

limite d'élasticité: 1.72339x10^8 N/m^2</translate>
|Step_Picture_00=Robot_nettoyeur_de_microbilles_plastiques_simu_support.png
|Step_Picture_01=Robot_nettoyeur_de_microbilles_plastiques_simu_trommel.png
}}
{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>Prototype et test</translate>
|Step_Content=<translate>Impression 3D

Cablage

Assemblage

Validation

Test</translate>
|Step_Picture_00=Robot_nettoyeur_de_microbilles_plastiques_Capture_d_cran_2025-05-19_161528.png
|Step_Picture_01=Robot_nettoyeur_de_microbilles_plastiques_Capture_d_cran_2025-05-19_161817.png
}}
{{Notes
|Notes=<translate></translate>
}}
{{PageLang
|Language=fr
|SourceLanguage=none
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{{Tuto Status
|Complete=Draft
}}

Fichier:Robot nettoyeur de microbilles plastiques 2A7F1B75-62D9-4BA3-BA78-95ECD3287450.jpeg

2025-05-26T13:54:40Z

Jzhangco : Robot_nettoyeur_de_microbilles_plastiques_2A7F1B75-62D9-4BA3-BA78-95ECD3287450

Robot_nettoyeur_de_microbilles_plastiques_2A7F1B75-62D9-4BA3-BA78-95ECD3287450

Fichier:Robot nettoyeur de microbilles plastiques simu trommel.png

2025-05-26T13:39:36Z

Jzhangco : Robot_nettoyeur_de_microbilles_plastiques_simu_trommel

Robot_nettoyeur_de_microbilles_plastiques_simu_trommel

Fichier:Robot nettoyeur de microbilles plastiques simu support.png

2025-05-26T13:06:22Z

Jzhangco : Robot_nettoyeur_de_microbilles_plastiques_simu_support

Robot_nettoyeur_de_microbilles_plastiques_simu_support

Robot nettoyeur de microbilles plastiques

2025-05-26T13:04:26Z

Jzhangco :

{{Tuto Details
|Licences=Attribution (CC BY)
|Description=<translate>Conception et réalisation d’un robot mobile autonome capable de collecter, trier et stocker les granulés sur une plage.</translate>
|Area=Electronics, Energy, Recycling and Upcycling, Robotics, Science and Biology
|Type=Technique
|Difficulty=Hard
|Duration=72
|Duration-type=hour(s)
|Cost=150
|Currency=EUR (€)
|Tags=Robot, Environnement, Dépollution, Nettoyage
}}
{{Introduction
|Introduction=<translate>La conception du robot se fait en 3 phases dinstinctes

'''Phase 1 : Conception mécanique'''

Dimensionnement

Schéma cinématique

Motorisation (roue,moteur)

Modelisation

Simulation (RDM)

Mise en plan

'''Phase 2 : Conception électrique'''

Évaluer les besoins énergétiques

Dimension de la batterie (tension, puissance, ca...

Réaliser un schéma électrique

Simulation Proteus

'''Phase 3 : Conception électronique'''

Réaliser un schéma électrique

Algorithme

Programmation

Simulation de la programmation</translate>
}}
{{Materials
|Material=<translate>Moteur, chassis, taule, relais statique</translate>
|Tools=<translate>Carte arduino, capteur de force, capteur d'humidité, led rgb, bouton poussoir, ecran oled, convertisseur pwm vers analogique, relais</translate>
|Tuto_Attachments={{Tuto Attachments
|Attachment=Robot_nettoyeur_de_microbilles_plastiques_Algorithme.PDF
}}
|ExternalAttachmentsLinks={{ExternalAttachmentsLinks
|ExternalAttachmentsLinks=https://pastebin.com/0PEzwPyA (lien programme robot)
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}}
{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>Prise en main du projet</translate>
|Step_Content=<translate>Découverte du sujet

Cahiers des charges

Planification du projet

Réalisation du croquis

Mis en commun des idées

Choix des composants et matériaux</translate>
}}
{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>**Phase 1</translate>
|Step_Content=<translate></translate>
}}
{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>Les dimensions</translate>
|Step_Content=<translate>Chaques étapes serviront de tutoriel pour la conception de chaque pièce, on y retrouvera les dimensions, leur utilité etc...</translate>
}}
{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>Boitier bouton poussoir + capot</translate>
|Step_Content=<translate>'''Boitier du bouton poussoir d'arrêt d'urgence composé de :'''

 

*Une extrudage sur le dessus dimensionné pour le bouton [15mm x 15mm x 3mm].

*Une extrudage sur le dessous dimensionné de façon a pouvoir introduire l'entièreté du bouton (bouton + composant) [39mm x 33mm x 3mm].

*Une extrudage sur la face avant (fine et longue) pour y glisser le capot, à savoir qu'une gouttière parcoure le tour de l'intérieur de la boite pour le caler [42mm x 1.5mm x 3mm].

*Une extrudage sur la face droite et gauche pour les connecteurs (gauche [15mm x 3.5mm x 3mm] droite [13mm x 6mm x 3mm]).

'''Capot pour refermer la boite [41.7mm x 36.7mm x 1.3mm], avec un creux pour facilité le grip à l'ouverture/fermeture [10mm x 1.5mm x 0.5mm].'''</translate>
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{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>Boitier capteur de force + pressoir</translate>
|Step_Content=<translate>'''Le boitier accueillera le capteur de force accompagné d'une pièce qui exercera une pression sur le capteur (pressoir)'''

 

* <nowiki>Dimension de la boite : [79mm x 29mm x 17mm] /</nowiki>

* L'extrudage dans le boitier ce compose en deux partie; la première avec une ouverture sur le dessus [25mm x 24mm x 15mm].

* Une autre qui est surélevé (de 6mm du fond de la première) et qui se prolonge sur la longueur du boitier [51mm x 25mm x 7mm].

* A l'autre extrémité nous avons de quoi guider et insérer un cylindre [diamètre interne = 15mm ; externe = 17mm]

'''Le cylindre pressoir [29.4mm] possède deux diamètres, un bout de 14mm pour s'introduire dans le boitier et l'autre 34mm où s'exercera la force.'''

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{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>**Phase 3**</translate>
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- Carte Arduino Uno / Mega / Nano

- Écran OLED SSD1306 (128x64, I2C)

- Capteur de force FSR402

- Capteur d’humidité SEN0114

- LED RGB

- Module PWM vers analogique DFRobot DFR1036

- Relais statique WGA5-6D25Z (ou Omron G3NA)

- Variateur de fréquence Telemecanique ATV18U18M2

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{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>Algorithme et fonctionnement du programme</translate>
|Step_Content=<translate>Le fonctionnement du robot nettoyeur est basé sur un algorithme simple, structuré autour de la lecture de capteurs, l’analyse des données et le pilotage d’un moteur via un variateur de fréquence.

===1 Lecture et traitement des capteurs===
Le programme commence par la lecture de deux capteurs :

*'''Capteur de force FSR402''' : convertit une pression en une valeur analogique, ensuite traduite en kilogrammes via une formule calibrée.
*'''Capteur d’humidité SEN0114''' : donne une valeur analogique comprise entre 0 et 1023, convertie en pourcentage d’humidité par interpolation linéaire.

Ces données sont affichées en temps réel sur un écran '''OLED 128x64 pixels''', ce qui permet une visualisation continue des conditions de fonctionnement.

===2 Indication par LED RGB===
Le taux d’humidité mesuré est représenté visuellement grâce à une '''LED RGB''' :

*Vert : humidité faible (< 20 %)
*Orange : humidité modérée (20–60 %)
*Rouge : humidité élevée (> 60 %)

Cela permet un diagnostic rapide de l’environnement de travail du robot.

===3 Détection et activation du moteur===
Si le capteur de force détecte une masse supérieure à un certain seuil (ex. > 50 g), cela indique la présence de billes plastiques.

Le programme active alors un '''relais statique WGA5-6D25Z''' pour alimenter le variateur de fréquence '''Schneider ATV18U18M2''', qui pilote le moteur en 230 V.

===4 Contrôle de la vitesse et du sens===
La '''vitesse du moteur''' est contrôlée par un signal PWM généré par l’Arduino, converti en tension analogique 0–10 V à l’aide d’un '''convertisseur DFRobot DFR1036''', relié à l’entrée analogique du variateur.

Le '''sens de rotation''' est défini par l’état d’une broche numérique connectée à l’entrée logique du variateur (ex. « Forward/Reverse »). Ce sens est déterminé automatiquement en fonction du taux d’humidité : le moteur tourne dans un sens pour évacuer les billes en zone sèche, et dans l’autre pour les déplacer en zone humide.

===5 Boucle continue===
L’ensemble de ces étapes est répété en boucle dans la fonction loop() de l’Arduino, assurant un fonctionnement en continu tant que l’appareil est alimenté.</translate>
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{{Tuto Step
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|Step_Title=<translate>Écran OLED SSD1306 (128x64, I2C)</translate>
|Step_Content=<translate>*'''Rôle''' : Affiche les valeurs de force et d’humidité.
*'''Connexion I2C''' :
**'''VCC''' → 5V
**'''GND''' → GND
**'''SDA''' → A4 (UNO) / D20 (MEGA)
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*'''Librairies nécessaires''' : <code data-start="975" data-end="993">Adafruit_SSD1306</code>, <code data-start="995" data-end="1009">Adafruit_GFX</code>.</translate>
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** Autre côté → '''résistance de pull-down''' (10kΩ à la masse) + fil vers '''A0'''
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** '''Rouge''' → D5 (via résistance)
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|Step_Title=<translate>Module PWM vers analogique DFRobot DFR1036</translate>
|Step_Content=<translate>* '''Rôle''' : Convertit un signal PWM de l'Arduino en '''tension analogique 0–10V''' pour piloter la vitesse du variateur.
* '''Connexion''' :
** '''VCC''' → 12V (indépendant de l’Arduino !)
** '''GND''' → GND commun avec Arduino
** '''PWM IN''' → Broche '''D9''' de l’Arduino
** '''OUT''' (0–10V) → '''Entrée analogique du variateur ATV18''' (généralement borne A1 ou AI1 selon le bornier)
* '''Important''' : Alimente ce module avec une source stable 12V. Ne pas brancher "VCC" au 5V de l'Arduino.</translate>
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{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>Relais statique WGA5-6D25Z (ou Omron G3NA)</translate>
|Step_Content=<translate>* '''Rôle''' : Active ou coupe l’alimentation du '''variateur''' (230V AC).
* '''Connexion''' :
** '''Entrée DC''' :
*** '''+ (Anode)''' → D8 (sortie numérique Arduino)
*** '''– (Cathode)''' → GND Arduino
** '''Sortie AC''' (attention secteur !) :
*** En série avec la phase d’alimentation du variateur (L).
*** Agit comme un interrupteur : coupe ou active la phase.
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{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>Variateur de fréquence Telemecanique ATV18U18M2</translate>
|Step_Content=<translate>* '''Rôle''' : Pilote le moteur triphasé 200–240V ; vitesse et sens de rotation.
* '''Connexion''' :
** '''Entrée AC''' : Phase + neutre (via relais statique sur la phase)
** '''Sortie moteur''' : vers les 3 phases du moteur.
** '''Commande vitesse (0–10V)''' : entrée analogique (AI1)
** '''Commande sens (RUN FWD / RUN REV)''' : entrée TOR (à activer avec un relais ou une sortie numérique et opto-coupleur)
* '''Précaution''' : Lire le manuel pour paramétrage des bornes, plages, sens.</translate>
|Step_Picture_00=Robot_nettoyeur_de_microbilles_plastiques_telemecanique-atv18u18m2-variateur-square-d-1hp-075kw-read-desc-b704.jpg
}}
{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>Commande sens de rotation</translate>
|Step_Content=<translate>* '''Rôle''' : Changer le sens du moteur (avant/arrière).
* '''Connexion''' :
** Utiliser une broche Arduino (ex : D7) → relais ou transistor → '''borne de commande REV''' du variateur.</translate>
}}
{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>Alimentation 12V externe (pour relais, module PWM, etc.)</translate>
|Step_Content=<translate>* '''Rôle''' : Fournit une tension stable pour les composants haute puissance.
* '''Connexion''' :
** GND doit être '''commun''' avec celui de l’Arduino.
** Ne jamais alimenter le relais 240V ou module DFR1036 depuis la carte Arduino directement !</translate>
}}
{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>Simulation</translate>
|Step_Content=<translate></translate>
}}
{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>Prototype et test</translate>
|Step_Content=<translate>Impression 3D

Cablage

Assemblage

Validation

Test</translate>
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}}
{{Notes
|Notes=<translate></translate>
}}
{{PageLang
|Language=fr
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}}
{{Tuto Status
|Complete=Draft
}}

Robot nettoyeur de microbilles plastiques

2025-05-26T13:01:16Z

Jzhangco :

{{Tuto Details
|Licences=Attribution (CC BY)
|Description=<translate>Conception et réalisation d’un robot mobile autonome capable de collecter, trier et stocker les granulés sur une plage.</translate>
|Area=Electronics, Energy, Recycling and Upcycling, Robotics, Science and Biology
|Type=Technique
|Difficulty=Hard
|Duration=72
|Duration-type=hour(s)
|Cost=150
|Currency=EUR (€)
|Tags=Robot, Environnement, Dépollution, Nettoyage
}}
{{Introduction
|Introduction=<translate>La conception du robot se fait en 3 phases dinstinctes

'''Phase 1 : Conception mécanique'''

Dimensionnement

Schéma cinématique

Motorisation (roue,moteur)

Modelisation

Simulation (RDM)

Mise en plan

'''Phase 2 : Conception électrique'''

Évaluer les besoins énergétiques

Dimension de la batterie (tension, puissance, ca...

Réaliser un schéma électrique

Simulation Proteus

'''Phase 3 : Conception électronique'''

Réaliser un schéma électrique

Algorithme

Programmation

Simulation de la programmation</translate>
}}
{{Materials
|Material=<translate>Moteur, chassis, taule, relais statique</translate>
|Tools=<translate>Carte arduino, capteur de force, capteur d'humidité, led rgb, bouton poussoir, ecran oled, convertisseur pwm vers analogique, relais</translate>
|Tuto_Attachments={{Tuto Attachments
|Attachment=Robot_nettoyeur_de_microbilles_plastiques_Algorithme.PDF
}}
|ExternalAttachmentsLinks={{ExternalAttachmentsLinks
|ExternalAttachmentsLinks=https://pastebin.com/0PEzwPyA (lien programme robot)
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}}
{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>Prise en main du projet</translate>
|Step_Content=<translate>Découverte du sujet

Cahiers des charges

Planification du projet

Réalisation du croquis

Mis en commun des idées

Choix des composants et matériaux</translate>
}}
{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>**Phase 1</translate>
|Step_Content=<translate></translate>
}}
{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>Les dimensions</translate>
|Step_Content=<translate>Chaques étapes serviront de tutoriel pour la conception de chaque pièce, on y retrouvera les dimensions, leur utilité etc...</translate>
}}
{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>Boitier bouton poussoir + capot</translate>
|Step_Content=<translate>'''Boitier du bouton poussoir d'arrêt d'urgence composé de :'''

 

*Une extrudage sur le dessus dimensionné pour le bouton [15mm x 15mm x 3mm].

*Une extrudage sur le dessous dimensionné de façon a pouvoir introduire l'entièreté du bouton (bouton + composant) [39mm x 33mm x 3mm].

*Une extrudage sur la face avant (fine et longue) pour y glisser le capot, à savoir qu'une gouttière parcoure le tour de l'intérieur de la boite pour le caler [42mm x 1.5mm x 3mm].

*Une extrudage sur la face droite et gauche pour les connecteurs (gauche [15mm x 3.5mm x 3mm] droite [13mm x 6mm x 3mm]).

'''Capot pour refermer la boite [41.7mm x 36.7mm x 1.3mm], avec un creux pour facilité le grip à l'ouverture/fermeture [10mm x 1.5mm x 0.5mm].'''</translate>
|Step_Picture_00=Robot_nettoyeur_de_microbilles_plastiques_boite_bouton_dims.png
|Step_Picture_01=Robot_nettoyeur_de_microbilles_plastiques_boitier_bouton_dims_2.png
|Step_Picture_02=Robot_nettoyeur_de_microbilles_plastiques_capot_dims.png
}}
{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>Boitier capteur de force + pressoir</translate>
|Step_Content=<translate>'''Le boitier accueillera le capteur de force accompagné d'une pièce qui exercera une pression sur le capteur (pressoir)'''

 

* <nowiki>Dimension de la boite : [79mm x 29mm x 17mm] /</nowiki>

* L'extrudage dans le boitier ce compose en deux partie; la première avec une ouverture sur le dessus [25mm x 24mm x 15mm].

* Une autre qui est surélevé (de 6mm du fond de la première) et qui se prolonge sur la longueur du boitier [51mm x 25mm x 7mm].

* A l'autre extrémité nous avons de quoi guider et insérer un cylindre [diamètre interne = 15mm ; externe = 17mm]

'''Le cylindre pressoir [29.4mm] possède deux diamètres, un bout de 14mm pour s'introduire dans le boitier et l'autre 34mm où s'exercera la force.'''

 </translate>
|Step_Picture_00=Robot_nettoyeur_de_microbilles_plastiques_boitier_capteur_de_force_dims.png
|Step_Picture_01=Robot_nettoyeur_de_microbilles_plastiques_pr_ssoir_dims.png
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{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>Schéma cinématique</translate>
|Step_Content=<translate></translate>
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{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>Motorisation</translate>
|Step_Content=<translate></translate>
}}
{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>Modélisation</translate>
|Step_Content=<translate></translate>
}}
{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>**Phase 3**</translate>
|Step_Content=<translate><nowiki>**</nowiki>Liste de matériaux**

- Carte Arduino Uno / Mega / Nano

- Écran OLED SSD1306 (128x64, I2C)

- Capteur de force FSR402

- Capteur d’humidité SEN0114

- LED RGB

- Module PWM vers analogique DFRobot DFR1036

- Relais statique WGA5-6D25Z (ou Omron G3NA)

- Variateur de fréquence Telemecanique ATV18U18M2

 </translate>
}}
{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>Algorithme et fonctionnement du programme</translate>
|Step_Content=<translate>Le fonctionnement du robot nettoyeur est basé sur un algorithme simple, structuré autour de la lecture de capteurs, l’analyse des données et le pilotage d’un moteur via un variateur de fréquence.

===1 Lecture et traitement des capteurs===
Le programme commence par la lecture de deux capteurs :

*'''Capteur de force FSR402''' : convertit une pression en une valeur analogique, ensuite traduite en kilogrammes via une formule calibrée.
*'''Capteur d’humidité SEN0114''' : donne une valeur analogique comprise entre 0 et 1023, convertie en pourcentage d’humidité par interpolation linéaire.

Ces données sont affichées en temps réel sur un écran '''OLED 128x64 pixels''', ce qui permet une visualisation continue des conditions de fonctionnement.

===2 Indication par LED RGB===
Le taux d’humidité mesuré est représenté visuellement grâce à une '''LED RGB''' :

*Vert : humidité faible (< 20 %)
*Orange : humidité modérée (20–60 %)
*Rouge : humidité élevée (> 60 %)

Cela permet un diagnostic rapide de l’environnement de travail du robot.

===3 Détection et activation du moteur===
Si le capteur de force détecte une masse supérieure à un certain seuil (ex. > 50 g), cela indique la présence de billes plastiques.

Le programme active alors un '''relais statique WGA5-6D25Z''' pour alimenter le variateur de fréquence '''Schneider ATV18U18M2''', qui pilote le moteur en 230 V.

===4 Contrôle de la vitesse et du sens===
La '''vitesse du moteur''' est contrôlée par un signal PWM généré par l’Arduino, converti en tension analogique 0–10 V à l’aide d’un '''convertisseur DFRobot DFR1036''', relié à l’entrée analogique du variateur.

Le '''sens de rotation''' est défini par l’état d’une broche numérique connectée à l’entrée logique du variateur (ex. « Forward/Reverse »). Ce sens est déterminé automatiquement en fonction du taux d’humidité : le moteur tourne dans un sens pour évacuer les billes en zone sèche, et dans l’autre pour les déplacer en zone humide.

===5 Boucle continue===
L’ensemble de ces étapes est répété en boucle dans la fonction loop() de l’Arduino, assurant un fonctionnement en continu tant que l’appareil est alimenté.</translate>
|Step_Picture_00=Algorithme.png
}}
{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>Carte Arduino Uno / Mega / Nano</translate>
|Step_Content=<translate>* '''Rôle''' : Cerveau du système, gère les capteurs, l'affichage, les LED et le moteur.
* '''Connexion''' :
** Alimentation via port USB ou régulateur externe (5V).
** Toutes les E/S (entrées/sorties) passent par les broches de la carte.</translate>
|Step_Picture_00=Robot_nettoyeur_de_microbilles_plastiques_arduino.jpg
}}
{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>Écran OLED SSD1306 (128x64, I2C)</translate>
|Step_Content=<translate>* '''Rôle''' : Affiche les valeurs de force et d’humidité.
* '''Connexion I2C''' :
** '''VCC''' → 5V
** '''GND''' → GND
** '''SDA''' → A4 (UNO) / D20 (MEGA)
** '''SCL''' → A5 (UNO) / D21 (MEGA)
* '''Librairies nécessaires''' : <code data-start="975" data-end="993">Adafruit_SSD1306</code>, <code data-start="995" data-end="1009">Adafruit_GFX</code>.</translate>
|Step_Picture_00=Robot_nettoyeur_de_microbilles_plastiques_Utilisation-dun-ecran-OLED-SSD1306-096-_-sur-le-Raspberry.jpg
}}
{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>Capteur de force FSR402</translate>
|Step_Content=<translate>* '''Rôle''' : Détecte la pression exercée par les billes (convertie en poids).
* '''Connexion''' :
** Un côté du capteur → '''5V'''
** Autre côté → '''résistance de pull-down''' (10kΩ à la masse) + fil vers '''A0'''
* '''Broche Arduino''' : '''A0'''</translate>
|Step_Picture_00=Robot_nettoyeur_de_microbilles_plastiques_nm_capteur_de_force_grove-back.jpg
}}
{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>Capteur d’humidité SEN0114</translate>
|Step_Content=<translate>* '''Rôle''' : Mesure l'humidité du sable ou du sol.
* '''Connexion''' :
** '''VCC''' → 5V
** '''GND''' → GND
** '''SIG''' → A1
* '''Broche Arduino''' : '''A1'''</translate>
|Step_Picture_00=Robot_nettoyeur_de_microbilles_plastiques_8e2bbc915ef50ef16ebbd321b4c55ddb0831d18e.jpeg
}}
{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>LED RGB</translate>
|Step_Content=<translate>* '''Rôle''' : Indique le niveau d’humidité (vert, orange, rouge).
* '''Connexion (avec résistances de limitation ~220Ω)''' :
** '''Rouge''' → D5 (via résistance)
** '''Vert''' → D4 (via résistance)
** '''Bleu''' → D6 (via résistance)
* '''GND commun''' pour cathode commune / '''+5V commun''' pour anode commune.</translate>
|Step_Picture_00=Robot_nettoyeur_de_microbilles_plastiques_t1-4.jpg
}}
{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>Module PWM vers analogique DFRobot DFR1036</translate>
|Step_Content=<translate>* '''Rôle''' : Convertit un signal PWM de l'Arduino en '''tension analogique 0–10V''' pour piloter la vitesse du variateur.
* '''Connexion''' :
** '''VCC''' → 12V (indépendant de l’Arduino !)
** '''GND''' → GND commun avec Arduino
** '''PWM IN''' → Broche '''D9''' de l’Arduino
** '''OUT''' (0–10V) → '''Entrée analogique du variateur ATV18''' (généralement borne A1 ou AI1 selon le bornier)
* '''Important''' : Alimente ce module avec une source stable 12V. Ne pas brancher "VCC" au 5V de l'Arduino.</translate>
|Step_Picture_00=Robot_nettoyeur_de_microbilles_plastiques_DFR1036.jpg
}}
{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>Relais statique WGA5-6D25Z (ou Omron G3NA)</translate>
|Step_Content=<translate>* '''Rôle''' : Active ou coupe l’alimentation du '''variateur''' (230V AC).
* '''Connexion''' :
** '''Entrée DC''' :
*** '''+ (Anode)''' → D8 (sortie numérique Arduino)
*** '''– (Cathode)''' → GND Arduino
** '''Sortie AC''' (attention secteur !) :
*** En série avec la phase d’alimentation du variateur (L).
*** Agit comme un interrupteur : coupe ou active la phase.
* '''Précaution''' : Bien isoler, prévoir radiateur si > 5 A. Ne jamais manipuler sous tension.</translate>
|Step_Picture_00=Robot_nettoyeur_de_microbilles_plastiques_relais-statique-25a-600v-wga5-6d25z.jpg
}}
{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>Variateur de fréquence Telemecanique ATV18U18M2</translate>
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* '''Précaution''' : Lire le manuel pour paramétrage des bornes, plages, sens.</translate>
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Robot nettoyeur de microbilles plastiques

2025-05-26T12:59:28Z

Jzhangco :

{{Tuto Details
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{{Introduction
|Introduction=<translate>La conception du robot se fait en 3 phases dinstinctes

'''Phase 1 : Conception mécanique'''

Dimensionnement

Schéma cinématique

Motorisation (roue,moteur)

Modelisation

Simulation (RDM)

Mise en plan

'''Phase 2 : Conception électrique'''

Évaluer les besoins énergétiques

Dimension de la batterie (tension, puissance, ca...

Réaliser un schéma électrique

Simulation Proteus

'''Phase 3 : Conception électronique'''

Réaliser un schéma électrique

Algorithme

Programmation

Simulation de la programmation</translate>
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|Step_Content=<translate>'''Boitier du bouton poussoir d'arrêt d'urgence composé de :'''

 

*Une extrudage sur le dessus dimensionné pour le bouton [15mm x 15mm x 3mm].

*Une extrudage sur le dessous dimensionné de façon a pouvoir introduire l'entièreté du bouton (bouton + composant) [39mm x 33mm x 3mm].

*Une extrudage sur la face avant (fine et longue) pour y glisser le capot, à savoir qu'une gouttière parcoure le tour de l'intérieur de la boite pour le caler [42mm x 1.5mm x 3mm].

*Une extrudage sur la face droite et gauche pour les connecteurs (gauche [15mm x 3.5mm x 3mm] droite [13mm x 6mm x 3mm]).

'''Capot pour refermer la boite [41.7mm x 36.7mm x 1.3mm], avec un creux pour facilité le grip à l'ouverture/fermeture [10mm x 1.5mm x 0.5mm].'''</translate>
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|Step_Content=<translate>'''Le boitier accueillera le capteur de force accompagné d'une pièce qui exercera une pression sur le capteur (pressoir)'''

 

* <nowiki>Dimension de la boite : [79mm x 29mm x 17mm] /</nowiki>

* L'extrudage dans le boitier ce compose en deux partie; la première avec une ouverture sur le dessus [25mm x 24mm x 15mm].

* Une autre qui est surélevé (de 6mm du fond de la première) et qui se prolonge sur la longueur du boitier [51mm x 25mm x 7mm].

* A l'autre extrémité nous avons de quoi guider et insérer un cylindre [diamètre interne = 15mm ; externe = 17mm]

'''Le cylindre pressoir [29.4mm] possède deux diamètres, un bout de 14mm pour s'introduire dans le boitier et l'autre 34mm où s'exercera la force.'''

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- Carte Arduino Uno / Mega / Nano

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===1 Lecture et traitement des capteurs===
Le programme commence par la lecture de deux capteurs :

*'''Capteur de force FSR402''' : convertit une pression en une valeur analogique, ensuite traduite en kilogrammes via une formule calibrée.
*'''Capteur d’humidité SEN0114''' : donne une valeur analogique comprise entre 0 et 1023, convertie en pourcentage d’humidité par interpolation linéaire.

Ces données sont affichées en temps réel sur un écran '''OLED 128x64 pixels''', ce qui permet une visualisation continue des conditions de fonctionnement.

===2 Indication par LED RGB===
Le taux d’humidité mesuré est représenté visuellement grâce à une '''LED RGB''' :

*Vert : humidité faible (< 20 %)
*Orange : humidité modérée (20–60 %)
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Cela permet un diagnostic rapide de l’environnement de travail du robot.

===3 Détection et activation du moteur===
Si le capteur de force détecte une masse supérieure à un certain seuil (ex. > 50 g), cela indique la présence de billes plastiques.

Le programme active alors un '''relais statique WGA5-6D25Z''' pour alimenter le variateur de fréquence '''Schneider ATV18U18M2''', qui pilote le moteur en 230 V.

===4 Contrôle de la vitesse et du sens===
La '''vitesse du moteur''' est contrôlée par un signal PWM généré par l’Arduino, converti en tension analogique 0–10 V à l’aide d’un '''convertisseur DFRobot DFR1036''', relié à l’entrée analogique du variateur.

Le '''sens de rotation''' est défini par l’état d’une broche numérique connectée à l’entrée logique du variateur (ex. « Forward/Reverse »). Ce sens est déterminé automatiquement en fonction du taux d’humidité : le moteur tourne dans un sens pour évacuer les billes en zone sèche, et dans l’autre pour les déplacer en zone humide.

===5 Boucle continue===
L’ensemble de ces étapes est répété en boucle dans la fonction loop() de l’Arduino, assurant un fonctionnement en continu tant que l’appareil est alimenté.</translate>
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* '''Connexion (avec résistances de limitation ~220Ω)''' :
** '''Rouge''' → D5 (via résistance)
** '''Vert''' → D4 (via résistance)
** '''Bleu''' → D6 (via résistance)
* '''GND commun''' pour cathode commune / '''+5V commun''' pour anode commune.</translate>
|Step_Picture_00=Robot_nettoyeur_de_microbilles_plastiques_t1-4.jpg
}}
{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>Module PWM vers analogique DFRobot DFR1036</translate>
|Step_Content=<translate>* '''Rôle''' : Convertit un signal PWM de l'Arduino en '''tension analogique 0–10V''' pour piloter la vitesse du variateur.
* '''Connexion''' :
** '''VCC''' → 12V (indépendant de l’Arduino !)
** '''GND''' → GND commun avec Arduino
** '''PWM IN''' → Broche '''D9''' de l’Arduino
** '''OUT''' (0–10V) → '''Entrée analogique du variateur ATV18''' (généralement borne A1 ou AI1 selon le bornier)
* '''Important''' : Alimente ce module avec une source stable 12V. Ne pas brancher "VCC" au 5V de l'Arduino.</translate>
|Step_Picture_00=Robot_nettoyeur_de_microbilles_plastiques_DFR1036.jpg
}}
{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>Relais statique WGA5-6D25Z (ou Omron G3NA)</translate>
|Step_Content=<translate>* '''Rôle''' : Active ou coupe l’alimentation du '''variateur''' (230V AC).
* '''Connexion''' :
** '''Entrée DC''' :
*** '''+ (Anode)''' → D8 (sortie numérique Arduino)
*** '''– (Cathode)''' → GND Arduino
** '''Sortie AC''' (attention secteur !) :
*** En série avec la phase d’alimentation du variateur (L).
*** Agit comme un interrupteur : coupe ou active la phase.
* '''Précaution''' : Bien isoler, prévoir radiateur si > 5 A. Ne jamais manipuler sous tension.</translate>
|Step_Picture_00=Robot_nettoyeur_de_microbilles_plastiques_relais-statique-25a-600v-wga5-6d25z.jpg
}}
{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>Variateur de fréquence Telemecanique ATV18U18M2</translate>
|Step_Content=<translate>* '''Rôle''' : Pilote le moteur triphasé 200–240V ; vitesse et sens de rotation.
* '''Connexion''' :
** '''Entrée AC''' : Phase + neutre (via relais statique sur la phase)
** '''Sortie moteur''' : vers les 3 phases du moteur.
** '''Commande vitesse (0–10V)''' : entrée analogique (AI1)
** '''Commande sens (RUN FWD / RUN REV)''' : entrée TOR (à activer avec un relais ou une sortie numérique et opto-coupleur)
* '''Précaution''' : Lire le manuel pour paramétrage des bornes, plages, sens.</translate>
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{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>Commande sens de rotation</translate>
|Step_Content=<translate>* '''Rôle''' : Changer le sens du moteur (avant/arrière).
* '''Connexion''' :
** Utiliser une broche Arduino (ex : D7) → relais ou transistor → '''borne de commande REV''' du variateur.</translate>
}}
{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>Alimentation 12V externe (pour relais, module PWM, etc.)</translate>
|Step_Content=<translate>* '''Rôle''' : Fournit une tension stable pour les composants haute puissance.
* '''Connexion''' :
** GND doit être '''commun''' avec celui de l’Arduino.
** Ne jamais alimenter le relais 240V ou module DFR1036 depuis la carte Arduino directement !</translate>
}}
{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>Simulation</translate>
|Step_Content=<translate></translate>
}}
{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>Prototype et test</translate>
|Step_Content=<translate>Impression 3D

Cablage

Assemblage

Validation

Test</translate>
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{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>edouard et milan et elouann et projet</translate>
|Step_Content=<translate></translate>
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{{Notes
|Notes=<translate></translate>
}}
{{PageLang
|Language=fr
|SourceLanguage=none
|IsTranslation=0
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{{Tuto Status
|Complete=Draft
}}

Robot nettoyeur de microbilles plastiques

2025-05-26T12:58:48Z

Jzhangco :

{{Tuto Details
|Licences=Attribution (CC BY)
|Description=<translate>Conception et réalisation d’un robot mobile autonome capable de collecter, trier et stocker les granulés sur une plage.</translate>
|Area=Electronics, Energy, Recycling and Upcycling, Robotics, Science and Biology
|Type=Technique
|Difficulty=Hard
|Duration=72
|Duration-type=hour(s)
|Cost=150
|Currency=EUR (€)
|Tags=Robot, Environnement, Dépollution, Nettoyage
}}
{{Introduction
|Introduction=<translate>La conception du robot se fait en 3 phases dinstinctes

'''Phase 1 : Conception mécanique'''

Dimensionnement

Schéma cinématique

Motorisation (roue,moteur)

Modelisation

Simulation (RDM)

Mise en plan

'''Phase 2 : Conception électrique'''

Évaluer les besoins énergétiques

Dimension de la batterie (tension, puissance, ca...

Réaliser un schéma électrique

Simulation Proteus

'''Phase 3 : Conception électronique'''

Réaliser un schéma électrique

Algorithme

Programmation

Simulation de la programmation</translate>
}}
{{Materials
|Material=<translate>Moteur, chassis, taule, relais statique</translate>
|Tools=<translate>Carte arduino, capteur de force, capteur d'humidité, led rgb, bouton poussoir, ecran oled, convertisseur pwm vers analogique, relais</translate>
|Tuto_Attachments={{Tuto Attachments
|Attachment=Robot_nettoyeur_de_microbilles_plastiques_Algorithme.PDF
}}
|ExternalAttachmentsLinks={{ExternalAttachmentsLinks
|ExternalAttachmentsLinks=https://pastebin.com/0PEzwPyA (lien programme robot)
}}{{ExternalAttachmentsLinks}}
}}
{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>Prise en main du projet</translate>
|Step_Content=<translate>Découverte du sujet

Cahiers des charges

Planification du projet

Réalisation du croquis

Mis en commun des idées

Choix des composants et matériaux</translate>
}}
{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>**Phase 1</translate>
|Step_Content=<translate></translate>
}}
{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>Les dimensions</translate>
|Step_Content=<translate>Chaques étapes serviront de tutoriel pour la conception de chaque pièce, on y retrouvera les dimensions, leur utilité etc...</translate>
}}
{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>Boitier bouton poussoir + capot</translate>
|Step_Content=<translate>'''Boitier du bouton poussoir d'arrêt d'urgence composé de :'''

 

*Une extrudage sur le dessus dimensionné pour le bouton [15mm x 15mm x 3mm].

*Une extrudage sur le dessous dimensionné de façon a pouvoir introduire l'entièreté du bouton (bouton + composant) [39mm x 33mm x 3mm].

*Une extrudage sur la face avant (fine et longue) pour y glisser le capot, à savoir qu'une gouttière parcoure le tour de l'intérieur de la boite pour le caler [42mm x 1.5mm x 3mm].

*Une extrudage sur la face droite et gauche pour les connecteurs (gauche [15mm x 3.5mm x 3mm] droite [13mm x 6mm x 3mm]).

'''Capot pour refermer la boite [41.7mm x 36.7mm x 1.3mm], avec un creux pour facilité le grip à l'ouverture/fermeture [10mm x 1.5mm x 0.5mm].'''</translate>
|Step_Picture_00=Robot_nettoyeur_de_microbilles_plastiques_boite_bouton_dims.png
|Step_Picture_01=Robot_nettoyeur_de_microbilles_plastiques_boitier_bouton_dims_2.png
|Step_Picture_02=Robot_nettoyeur_de_microbilles_plastiques_capot_dims.png
}}
{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>Boitier capteur de force + pressoir</translate>
|Step_Content=<translate>'''Le boitier accueillera le capteur de force accompagné d'une pièce qui exercera une pression sur le capteur (pressoir)'''

 

* <nowiki>Dimension de la boite : [79mm x 29mm x 17mm] /</nowiki>

* L'extrudage dans le boitier ce compose en deux partie; la première avec une ouverture sur le dessus [25mm x 24mm x 15mm].

* Une autre qui est surélevé (de 6mm du fond de la première) et qui se prolonge sur la longueur du boitier [51mm x 25mm x 7mm].

* A l'autre extrémité nous avons de quoi guider et insérer un cylindre [diamètre interne = 15mm ; externe = 17mm]

'''Le cylindre pressoir [29.4mm] possède deux diamètres, un bout de 14mm pour s'introduire dans le boitier et l'autre 34mm où s'exercera la force.'''

 </translate>
|Step_Picture_00=Robot_nettoyeur_de_microbilles_plastiques_boitier_capteur_de_force_dims.png
|Step_Picture_01=Robot_nettoyeur_de_microbilles_plastiques_pr_ssoir_dims.png
}}
{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>Schéma cinématique</translate>
|Step_Content=<translate></translate>
}}
{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>Motorisation</translate>
|Step_Content=<translate></translate>
}}
{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>Modélisation</translate>
|Step_Content=<translate></translate>
}}
{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>**Phase 3**</translate>
|Step_Content=<translate><nowiki>**</nowiki>Liste de matériaux**

- Carte Arduino Uno / Mega / Nano

- Écran OLED SSD1306 (128x64, I2C)

- Capteur de force FSR402

- Capteur d’humidité SEN0114

- LED RGB

- Module PWM vers analogique DFRobot DFR1036

- Relais statique WGA5-6D25Z (ou Omron G3NA)

- Variateur de fréquence Telemecanique ATV18U18M2

 </translate>
}}
{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>Algorithme et fonctionnement du programme</translate>
|Step_Content=<translate>Le fonctionnement du robot nettoyeur est basé sur un algorithme simple, structuré autour de la lecture de capteurs, l’analyse des données et le pilotage d’un moteur via un variateur de fréquence.

=== 1 Lecture et traitement des capteurs ===
Le programme commence par la lecture de deux capteurs :

* '''Capteur de force FSR402''' : convertit une pression en une valeur analogique, ensuite traduite en kilogrammes via une formule calibrée.
* '''Capteur d’humidité SEN0114''' : donne une valeur analogique comprise entre 0 et 1023, convertie en pourcentage d’humidité par interpolation linéaire.

Ces données sont affichées en temps réel sur un écran '''OLED 128x64 pixels''', ce qui permet une visualisation continue des conditions de fonctionnement.

=== 2 Indication par LED RGB ===
Le taux d’humidité mesuré est représenté visuellement grâce à une '''LED RGB''' :

* Vert : humidité faible (< 20 %)
* Orange : humidité modérée (20–60 %)
* Rouge : humidité élevée (> 60 %)

Cela permet un diagnostic rapide de l’environnement de travail du robot.

=== 3 Détection et activation du moteur ===
Si le capteur de force détecte une masse supérieure à un certain seuil (ex. > 50 g), cela indique la présence de billes plastiques.

Le programme active alors un '''relais statique WGA5-6D25Z''' pour alimenter le variateur de fréquence '''Schneider ATV18U18M2''', qui pilote le moteur en 230 V.

=== 4 Contrôle de la vitesse et du sens ===
La '''vitesse du moteur''' est contrôlée par un signal PWM généré par l’Arduino, converti en tension analogique 0–10 V à l’aide d’un '''convertisseur DFRobot DFR1036''', relié à l’entrée analogique du variateur.

Le '''sens de rotation''' est défini par l’état d’une broche numérique connectée à l’entrée logique du variateur (ex. « Forward/Reverse »). Ce sens est déterminé automatiquement en fonction du taux d’humidité : le moteur tourne dans un sens pour évacuer les billes en zone sèche, et dans l’autre pour les déplacer en zone humide.

=== 5 Boucle continue ===
L’ensemble de ces étapes est répété en boucle dans la fonction <code data-start="2204" data-end="2212">loop()</code> de l’Arduino, assurant un fonctionnement en continu tant que l’appareil est alimenté.</translate>
|Step_Picture_00=Algorithme.png
}}
{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>Carte Arduino Uno / Mega / Nano</translate>
|Step_Content=<translate>* '''Rôle''' : Cerveau du système, gère les capteurs, l'affichage, les LED et le moteur.
* '''Connexion''' :
** Alimentation via port USB ou régulateur externe (5V).
** Toutes les E/S (entrées/sorties) passent par les broches de la carte.</translate>
|Step_Picture_00=Robot_nettoyeur_de_microbilles_plastiques_arduino.jpg
}}
{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>Écran OLED SSD1306 (128x64, I2C)</translate>
|Step_Content=<translate>* '''Rôle''' : Affiche les valeurs de force et d’humidité.
* '''Connexion I2C''' :
** '''VCC''' → 5V
** '''GND''' → GND
** '''SDA''' → A4 (UNO) / D20 (MEGA)
** '''SCL''' → A5 (UNO) / D21 (MEGA)
* '''Librairies nécessaires''' : <code data-start="975" data-end="993">Adafruit_SSD1306</code>, <code data-start="995" data-end="1009">Adafruit_GFX</code>.</translate>
|Step_Picture_00=Robot_nettoyeur_de_microbilles_plastiques_Utilisation-dun-ecran-OLED-SSD1306-096-_-sur-le-Raspberry.jpg
}}
{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>Capteur de force FSR402</translate>
|Step_Content=<translate>* '''Rôle''' : Détecte la pression exercée par les billes (convertie en poids).
* '''Connexion''' :
** Un côté du capteur → '''5V'''
** Autre côté → '''résistance de pull-down''' (10kΩ à la masse) + fil vers '''A0'''
* '''Broche Arduino''' : '''A0'''</translate>
|Step_Picture_00=Robot_nettoyeur_de_microbilles_plastiques_nm_capteur_de_force_grove-back.jpg
}}
{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>Capteur d’humidité SEN0114</translate>
|Step_Content=<translate>* '''Rôle''' : Mesure l'humidité du sable ou du sol.
* '''Connexion''' :
** '''VCC''' → 5V
** '''GND''' → GND
** '''SIG''' → A1
* '''Broche Arduino''' : '''A1'''</translate>
|Step_Picture_00=Robot_nettoyeur_de_microbilles_plastiques_8e2bbc915ef50ef16ebbd321b4c55ddb0831d18e.jpeg
}}
{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>LED RGB</translate>
|Step_Content=<translate>* '''Rôle''' : Indique le niveau d’humidité (vert, orange, rouge).
* '''Connexion (avec résistances de limitation ~220Ω)''' :
** '''Rouge''' → D5 (via résistance)
** '''Vert''' → D4 (via résistance)
** '''Bleu''' → D6 (via résistance)
* '''GND commun''' pour cathode commune / '''+5V commun''' pour anode commune.</translate>
|Step_Picture_00=Robot_nettoyeur_de_microbilles_plastiques_t1-4.jpg
}}
{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>Module PWM vers analogique DFRobot DFR1036</translate>
|Step_Content=<translate>* '''Rôle''' : Convertit un signal PWM de l'Arduino en '''tension analogique 0–10V''' pour piloter la vitesse du variateur.
* '''Connexion''' :
** '''VCC''' → 12V (indépendant de l’Arduino !)
** '''GND''' → GND commun avec Arduino
** '''PWM IN''' → Broche '''D9''' de l’Arduino
** '''OUT''' (0–10V) → '''Entrée analogique du variateur ATV18''' (généralement borne A1 ou AI1 selon le bornier)
* '''Important''' : Alimente ce module avec une source stable 12V. Ne pas brancher "VCC" au 5V de l'Arduino.</translate>
|Step_Picture_00=Robot_nettoyeur_de_microbilles_plastiques_DFR1036.jpg
}}
{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>Relais statique WGA5-6D25Z (ou Omron G3NA)</translate>
|Step_Content=<translate>* '''Rôle''' : Active ou coupe l’alimentation du '''variateur''' (230V AC).
* '''Connexion''' :
** '''Entrée DC''' :
*** '''+ (Anode)''' → D8 (sortie numérique Arduino)
*** '''– (Cathode)''' → GND Arduino
** '''Sortie AC''' (attention secteur !) :
*** En série avec la phase d’alimentation du variateur (L).
*** Agit comme un interrupteur : coupe ou active la phase.
* '''Précaution''' : Bien isoler, prévoir radiateur si > 5 A. Ne jamais manipuler sous tension.</translate>
|Step_Picture_00=Robot_nettoyeur_de_microbilles_plastiques_relais-statique-25a-600v-wga5-6d25z.jpg
}}
{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>Variateur de fréquence Telemecanique ATV18U18M2</translate>
|Step_Content=<translate>* '''Rôle''' : Pilote le moteur triphasé 200–240V ; vitesse et sens de rotation.
* '''Connexion''' :
** '''Entrée AC''' : Phase + neutre (via relais statique sur la phase)
** '''Sortie moteur''' : vers les 3 phases du moteur.
** '''Commande vitesse (0–10V)''' : entrée analogique (AI1)
** '''Commande sens (RUN FWD / RUN REV)''' : entrée TOR (à activer avec un relais ou une sortie numérique et opto-coupleur)
* '''Précaution''' : Lire le manuel pour paramétrage des bornes, plages, sens.</translate>
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{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>Commande sens de rotation</translate>
|Step_Content=<translate>* '''Rôle''' : Changer le sens du moteur (avant/arrière).
* '''Connexion''' :
** Utiliser une broche Arduino (ex : D7) → relais ou transistor → '''borne de commande REV''' du variateur.</translate>
}}
{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>Alimentation 12V externe (pour relais, module PWM, etc.)</translate>
|Step_Content=<translate>* '''Rôle''' : Fournit une tension stable pour les composants haute puissance.
* '''Connexion''' :
** GND doit être '''commun''' avec celui de l’Arduino.
** Ne jamais alimenter le relais 240V ou module DFR1036 depuis la carte Arduino directement !</translate>
}}
{{Tuto Step
|Step_Title=<translate>Simulation</translate>
|Step_Content=<translate></translate>
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|Step_Title=<translate>Prototype et test</translate>
|Step_Content=<translate>Impression 3D

Cablage

Assemblage

Validation

Test</translate>
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{{Notes
|Notes=<translate></translate>
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{{Tuto Status
|Complete=Draft
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Fichier:Robot nettoyeur de microbilles plastiques 8e2bbc915ef50ef16ebbd321b4c55ddb0831d18e.jpeg

2025-05-26T12:58:14Z

Jzhangco : Robot_nettoyeur_de_microbilles_plastiques_8e2bbc915ef50ef16ebbd321b4c55ddb0831d18e

Robot_nettoyeur_de_microbilles_plastiques_8e2bbc915ef50ef16ebbd321b4c55ddb0831d18e

Fichier:Robot nettoyeur de microbilles plastiques arduino.jpg

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Robot_nettoyeur_de_microbilles_plastiques_arduino

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Robot_nettoyeur_de_microbilles_plastiques_t1-4

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Robot_nettoyeur_de_microbilles_plastiques_nm_capteur_de_force_grove-back

Fichier:Robot nettoyeur de microbilles plastiques Utilisation-dun-ecran-OLED-SSD1306-096- -sur-le-Raspberry.jpg

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Jzhangco : Robot_nettoyeur_de_microbilles_plastiques_Utilisation-dun-ecran-OLED-SSD1306-096-_-sur-le-Raspberry

Robot_nettoyeur_de_microbilles_plastiques_Utilisation-dun-ecran-OLED-SSD1306-096-_-sur-le-Raspberry

Fichier:Robot nettoyeur de microbilles plastiques DFR1036.jpg

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Robot_nettoyeur_de_microbilles_plastiques_DFR1036

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Robot_nettoyeur_de_microbilles_plastiques_relais-statique-25a-600v-wga5-6d25z

Fichier:Robot nettoyeur de microbilles plastiques telemecanique-atv18u18m2-variateur-square-d-1hp-075kw-read-desc-b704.jpg

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Robot_nettoyeur_de_microbilles_plastiques_telemecanique-atv18u18m2-variateur-square-d-1hp-075kw-read-desc-b704

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Algorithme

Robot nettoyeur de microbilles plastiques

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Robot_nettoyeur_de_microbilles_plastiques_boitier_capteur_de_force_dims

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Robot nettoyeur de microbilles plastiques

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2025-05-20T07:14:03Z

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Robot_nettoyeur_de_microbilles_plastiques_boitier_bouton_dims_2