]> 2026-04-12T04:09:15+02:00 Robot nettoyeur de microbilles plastiques 0 fr Electronics Energy Recycling and Upcycling Robotics Science and Biology Draft 150 EUR (€) Conception et réalisation d’un robot mobile autonome capable de collecter, trier et stocker les granulés sur une plage. Hard 72

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https://pastebin.com/0PEzwPyA (lien programme robot) 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 false fr Attribution (CC BY) Robot_nettoyeur_de_microbilles_plastiques_Capture_d_cran_2025-05-26_160913.png Moteur, chassis, taule, relais statique none Découverte du sujet Cahiers des charges Planification du projet Réalisation du croquis Mis en commun des idées Choix des composants et matériaux Impression 3D Cablage Assemblage Validation Test Chaques étapes serviront de tutoriel pour la conception de chaque pièce, on y retrouvera les dimensions, leur utilité etc... '''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].''' <nowiki>'''Le boitier accueillera le capteur de force accompagné d'une pièce qui exercera une pression sur le capteur (pressoir)''' * Dimension de la boite : [79mm x 29mm x 17mm] / * 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.''' </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 </nowiki> * '''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. * '''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''' * '''Rôle''' : Mesure l'humidité du sable ou du sol. * '''Connexion''' : ** '''VCC''' → 5V ** '''GND''' → GND ** '''SIG''' → A1 * '''Broche Arduino''' : '''A1''' * '''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. * '''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. * '''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. * '''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. * '''Rôle''' : Changer le sens du moteur (avant/arrière). * '''Connexion''' : ** Utiliser une broche Arduino (ex : D7) → relais ou transistor → '''borne de commande REV''' du variateur. * '''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 ! 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. *'''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>. '''Ces schémas représente le fonctionnement de notre projet.''' 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 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).. 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. . Prise en main du projet Prototype et test Les dimensions Motorisation Simulation **Phase 1 Boitier bouton poussoir + capot Boitier capteur de force + pressoir Algorithme et fonctionnement du programme 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 Commande sens de rotation Alimentation 12V externe (pour relais, module PWM, etc.) Schéma de fonction Schéma électrique **Phase 2 **Phase 3 Modélisation des engrenages Robot Environnement Dépollution Nettoyage Carte arduino, capteur de force, capteur d'humidité, led rgb, bouton poussoir, ecran oled, convertisseur pwm vers analogique, relais Technique 2025-05-26T15:10:17Z

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