Robot à base de Mini-ITX VIA + webcam + WiFi

[moon06]

Bonsoir tout le monde

J'ai une idée qui me trotte dans la tête depuis quelques mois maintenant : réaliser un "robot" autonome à base d'une carte mère Via Epia Mini-ITX (format 17x17 cm, de ce type : photo).

Ce que pour l'instant j'ai déjà défini :

- la carte mère est posée sur une plaque metallique de ~ 20 x 20 cm
- en dessous de la plaque, la/les batterie
- il y a, de chaque côté, à l'arrière, une roue controllée par un moteur
- à l'avant, une roue libre au milieu

Ma 1ère question est simple :

- est-il possible, via le port parallèle ou série ou USB de contrôler la puissance électrique délivrée aux moteurs qui font tourner les roues, et si possible pas seulement en ON / OFF (possibilité d'avoir les 2 moteurs tournant à vitesse différente pour tourner) ?

Le but de mon projet, vous l'aurez compris, c'est de faire un petit robot de surveillance, contrôlable à distance, avec une webcam intégrée.

Merci par avance pour vos réponses
-----

[invite87be5ae9]

Bonsoir

Je possède une carte mini-ITX qui tourne depuis presque deux ans dans un serveur perso.

Pour une application robotique le choix est justifié quoiqu'un peu discutable sur un point : la consommation.

Si tu veux parler des cartes mini-ITX les moins chères à case de processeurs C3/Eden allant de 500 à 1GHz, il s'agit là des modèles les plus gourmands en énergie !
Bien sûr, le constructeur ne manque pas de vanter une économie énergétique record... Pour un PC !!! Car consommant plus d'une dixaine de Watts ça demande un volume et un prix en batteries non négligeable !

Je pense qu'il faut donc y réfléchir...

Maintenant pour répondre à ta question, la commande de moteur pourra passer par les bus de sortie suivants :

- Ports RS232 (sur connecteur DB9 arrière ou sur connecteur HE10 sur la carte mère)
- Port SMBus (compatible avec l'I2C)
- Ports USB (sur connecteurs arrière ou HE10) (à utilisé si expérimenté)


Maintenant il s'agit de savoir comment commander tes moteurs :

- Par un microcontrôleur, doté de minimum deux sorties PWM :
Les 3 bus peuvent être utilisés pour envoyer une consigne qui commandera chaque sortie PWM afin de commander les moteurs.

- Par de l'électronique non programmable :
Si un contrôleur PWM existe sur bus SMBus ou I2C, c'est tout gagné !
Sinon il faudra ruser afin d'utiliser les nombreux composants commandables sur ces bus pour obtenir un signal modulable en puissance.


Enfin, certains fabricants proposent des solutions LINUX embarquées pourvues de ports USB, consommant très peu. C'est peut-être une piste à creuser.

Bonne continuation

[moon06]

Bonsoir et merci pour ta réponse lolomatic !

Concernant la consommation, je ne m'y suis effectivement pas assez intéressé ; si je calcule bien, il faudrait, pour 15 Watts en 12 Volts : 1.25 Ampères dont pour tenir ~ 10h (une nuit) il faudrait une batterie de 12500 mAh (ce qui me semble énorme !). Qu'en penses-tu ?

Mon autre possibilité est de laisser ce robot relié à un fil, il faut dans ce cas juste faire en sorte qu'il ne puisse pas s'emmeler dans les fils !

J'ai oublié de préciser un détail important : je souhaite faire tourner ce "robot" sous Linux (ça va de soi pour un si petit appareil !).

Donc, en admettant que j'utilise un microcontrôleur, il faudrait :

- que l'ordinateur envoie un ordre (I2C ?) via le port série au microcontrôleur
- en fonction de l'ordre reçu, celui-ci délivre + ou - de puissance aux moteurs ?

Merci

[BastienBastien]

Bonsoir,

Je n'ai aucune expérience dans ce domaine. Simplement des connaissances théoriques. Mais je suis sûr et certain que ton projet ne nécessite pas de carte aussi... lourde et énorme. Prends une carte avec un Linux dedans, comme par exemple celle-ci :


http://www.hectronic.se/website1/1.0...prod_grp-s1/15
(clique sur la petite photo de droite pour voir comme c'est petit et LEGER)

23 Mo de RAM
USB
I²C
SPI
.......

Qu'en penses-tu ? Cette boîte propose d'autres produits, n'hésites pas à les découvrir.

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite87be5ae9]

Bonsoir et merci pour ta réponse lolomatic !

Concernant la consommation, je ne m'y suis effectivement pas assez intéressé ; si je calcule bien, il faudrait, pour 15 Watts en 12 Volts : 1.25 Ampères dont pour tenir ~ 10h (une nuit) il faudrait une batterie de 12500 mAh (ce qui me semble énorme !). Qu'en penses-tu ?

Pour une consommation de 15 Watts, je calcule la même valeur que toi, ce qui confirme mes craintes : il faut recourir à des batteries au plomb (vu que ton robot ne vole pas, ce n'est pas gênant )
Il ne faut pas oublier que la carte d'alimentation nécessaire (qui fournit les tensions sur le connecteur ATX) a aussi son rendement qui n'est pas négligeable !
Pour être à l'aise (carte mère + alim + webcam + moteurs) je compterait en moyenne 20 Watts (à la louche...).

Il est peut-être aussi nécessaire de prévoir un moyen automatique ou non de recharger cet accu...

Mon autre possibilité est de laisser ce robot relié à un fil, il faut dans ce cas juste faire en sorte qu'il ne puisse pas s'emmeler dans les fils !

Je penserais plutôt à ne pas m'emmêler moi-même ou à ne pas transformer mon appart' en toile d'araignée géante

Plus sérieusement, la puissance reste là aussi un souci : ton câble devra avoir une section (épaisseur) importante pour cette puissance, surtout s'il doit être long ! ça peut être vraiment gênant !

J'ai oublié de préciser un détail important : je souhaite faire tourner ce "robot" sous Linux (ça va de soi pour un si petit appareil !).

Là, tu peux compter sur mon aide à 100%... Ma mini-ITX n'a jamais tourné sous autre chose !

Donc, en admettant que j'utilise un microcontrôleur, il faudrait :

- que l'ordinateur envoie un ordre (I2C ?) via le port série au microcontrôleur
- en fonction de l'ordre reçu, celui-ci délivre + ou - de puissance aux moteurs ?

Exactement !
Enfin, via le port SMBus (semblable au port I2C) OU via le port série !

Bonsoir,

Je n'ai aucune expérience dans ce domaine. Simplement des connaissances théoriques. Mais je suis sûr et certain que ton projet ne nécessite pas de carte aussi... lourde et énorme. Prends une carte avec un Linux dedans, comme par exemple celle-ci :


http://www.hectronic.se/website1/1.0...prod_grp-s1/15
(clique sur la petite photo de droite pour voir comme c'est petit et LEGER)

23 Mo de RAM
USB
I²C
SPI
.......

Qu'en penses-tu ? Cette boîte propose d'autres produits, n'hésites pas à les découvrir.

Je suis à la recherche d'une telle carte à moins de 100 €, car on les voit souvent à d'excellents prix, mais à la revente ils deviennent moins intéressants !
Il me semble que ton modèle de carte est revendu à 40€ pour 1000 unités, ce qui peut revenir très facilement à plus du double à l'unité, taxes et frais de ports compris !

En effet, comme je le mentionnais dans mon premier message, je suis d'accord avec le fait que ces cartes sont plus adaptées !

A+

[moon06]

Merci encore pour ta réponse détaillée

Donc, ~ 20 Watts en 12V, ça fait du 1.7 A => pour tenir 10h il faut une batterie au plomb de 6 kg ! Ca me parait beaucoup pour mon petit robot.

Si je laisse un cable derrière, il faudrait selon mes calculs ~ 0.5 mm² (en étant large : 2.5 A) : selon toi est-ce assez souple ?
Ce que je n'ai pas dit, c'est que ce robot ne va se déplacer que dans une seule et unique pièce qui fait 4 x 5 m et qui a comme unique obstacle une table. Le robot resterait en fait dans le petit renfoncement qui lui est alloué, donc possibilité de faire qqch de propre s'il tire un fil derrière lui (dérouleur ...).

Pour ce qui est donc du point le plus important à mes yeux : la communication ordi <=> composants électroniques / électriques : peux-tu me donner un example concret de réalisation avec la carte Mini-ITX citée au dessus (avec ou sans µC), par le port série par ex ?

Merci !

[invite87be5ae9]

Donc, ~ 20 Watts en 12V, ça fait du 1.7 A => pour tenir 10h il faut une batterie au plomb de 6 kg ! Ca me parait beaucoup pour mon petit robot.

Cela dépend si la motorisation est adaptée !
Comme la pièce n'est pas très grande, inutile de pouvoir aller vite, donc avec une bonne démultiplication, même de petits moteurs pourraient convenir !
Pour le dimensionnement des moteurs, le sujet a été maintes fois traité sur ce forum, et j'en appelle aux connaisseurs pour se manifester...

Si je laisse un cable derrière, il faudrait selon mes calculs ~ 0.5 mm² (en étant large : 2.5 A) : selon toi est-ce assez souple ?

0,5 mm² ? Ca me paraît peu, vu la section du cordon de mon alim de portable ou de ma mini-ITX !
Es-tu sûr de ton calcul ?
En tout cas si celui-ci se vérifie, ce sera largement assez souple et fin pour ne pas te poser (trop) de problèmes. Le reste (l'enrouleur) c'est de la mécanique et du bricolage.

Pour ce qui est donc du point le plus important à mes yeux : la communication ordi <=> composants électroniques / électriques : peux-tu me donner un example concret de réalisation avec la carte Mini-ITX citée au dessus (avec ou sans µC), par le port série par ex ?

Je pourrais te trouver des exemples du pilotage du port SMBus de ta Mini-ITX sous Linux en début de semaine prochaine.

En attendant, une question importante reste à poser : as-tu déjà utilisé un microcontrôleur ? Le(s)quel(s) ?

Car je n'ai pas trouvé de contrôleur PWM sur bus I2C/SMBus destiné au contrôle de moteurs...
J'en appelle d'ailleurs encore aux connaisseurs pour des références qui m'intéresseraient également !

Pour moi, le plus simple serait de coller un PIC derrière la liaison série et de piloter le tout avec des commandes simples pour mettre à jour la consigne PWM de chaque moteur, et ainsi faire varier leur puissance.
Mais il faut pour cela s'y connaitre un minimum en PIC

Merci !

C'est toujours un plaisir (surtout si on touche à du Linux)

A+

[moon06]

Pour la section, non, je n'en suis pas certain, mais il est vrai que 6 kg ça peut toujours se déplacer

Pour les µC, non, jamais ! Cependant, je m'y intéresse de près, et je souhaiterais vivement m'y mettre. Pour cela, je dois pouvoir trouver de la doc via mon ami Google pour contrôler les moteurs ; là où je me pose des questions, c'est comment envoyer les infos au PIC via mon port série, et comment faire pour qu'il les interprête ?

Merci

[invite87be5ae9]

Pour les µC, non, jamais ! Cependant, je m'y intéresse de près, et je souhaiterais vivement m'y mettre. Pour cela, je dois pouvoir trouver de la doc via mon ami Google pour contrôler les moteurs

Tu es au bon endroit pour débuter
Mais avant, un peu de théorie est nécessaire :
Pour les µC PIC, les cours de l'excellentissime Bigonoff s'imposent :
http://www.abcelectronique.com/bigonoff/
(je lui ai déjà dit, mais le jour où il sort un livre, il a déjà un client )

Pour les µC Freescale, là, il faut voir avec thm, le spécialiste local de freescale qui ne manquera pas de te donner les bonnes adresses

D'autres µC 8 bits sont faciles à mettre en oeuvre : ceux d'Atmel, mais je ne connais aucun spécialiste...

là où je me pose des questions, c'est comment envoyer les infos au PIC via mon port série, et comment faire pour qu'il les interprête ?

La programmation du port série sous Linux n'est vraiment pas compliquée :
http://www.easysw.com/~mike/serial/serial.html#2_5
(Des sites plus simples sous forme de tutoriaux doivent pouvoir se trouver sous google).

Ensuite, l'utilisation du port série de ton µC dépend déjà de ton µC, mais consiste généralement à utiliser correctement quelques registres et le tour est joué !
Il ne reste plus qu'à toi de faire ton protocole de communication (j'envoie la consigne du moteur 1 sur 2 octets, puis celle du moteur 2 sur 2 octets...).

Tu as pas mal de choses à expérimenter, je sens que tu vas t'éclater

A+

[moon06]

^^ Je commence à regarder ça ce week end et je reviens ici dès que j'ai un peu avancé Merci encore lolo

[moon06]

Bon, 8 jours après, j'ai bien avancé dans les cours de Bigonoff (qui sont d'ailleurs excellents !), je commence donc à comprendre un petit peu le fonctionnement des PIC 16F84.

J'ai vu dans les exemples d'utilisateurs qu'il met à disposition quelqu'un qui donne ses sources pour faire sensiblement ce que je veux faire : contrôler des moteurs en utilisant un PIC 16F84 et l'I²C.

Après avoir parcouru le code source de cette application, il semble que j'en suis encore loin, mais je vais commencer par des applications plus simples avec mon PIC + sa carte de prog, fraîchement achetés chez Conrad !

[invite87be5ae9]

Salut !

Bon, 8 jours après, j'ai bien avancé dans les cours de Bigonoff (qui sont d'ailleurs excellents !), je commence donc à comprendre un petit peu le fonctionnement des PIC 16F84.

Si Bigonoff aurait révélé son adresse personnelle, je crois qu'elle serait devenue un lieu de pèlerinage pour beaucoup d'entre nous !

Un conseil cependant : une fois les bases acquises, passe vite à plus évolué, pour maitriser d'autres types de modules (PWM, SPI, ...) existant sur PIC.

J'ai vu dans les exemples d'utilisateurs qu'il met à disposition quelqu'un qui donne ses sources pour faire sensiblement ce que je veux faire : contrôler des moteurs en utilisant un PIC 16F84 et l'I²C.

Après avoir parcouru le code source de cette application, il semble que j'en suis encore loin, mais je vais commencer par des applications plus simples avec mon PIC + sa carte de prog, fraîchement achetés chez Conrad !

Pour programmer sur PIC, j'ai acquis un Pickit2 qui me satisfait plus que pleinement, tout en étant moins cher que de nombreuses solutions concurrentes.

Je te conseille vivement d'abandonner le pic 16f84 afin de recourir à un modèle disposant de deux modules CCP (pour le PWM), comme le 16f873 ou 16f876 (il y en a pleins... Ceux-là sont justes célèbres). Ainsi que d'utiliser le port série de ta mini-ITX et l'USART de ton PIC, bien plus faciles à manipuler !

Le bus I2C demande un peu plus d'expérience, et il me semble bien que sa manipulation sur mini-itx passe par le développement d'un driver ! De plus, à l'heure actuelle je crois bien que ce bus est utilisé en interne par les capteurs de température de la carte mère, donc même si ce ne sont que des suppositions, il faut être prudent !

Tu disposes de 2 ports série, ça devient de plus en plus rare alors profites-en

[moon06]

Aussitôt le cours sur le 16F84 terminé (et les applications réalisées : j'ai acheté le matériel nécessaire), je passerai aux cours suivants

Stay tuned !

[BastienBastien]

Hello,

Ouais c'est clair que le 16F84 ne fait pas grand chose. Mais une fois qu'on le maîtrise, on peut passer au 16F8xx et retrouver un 16F84 avec en plus le PWM, etc. La base reste identique et c'est pourquoi BigOnOff a commencé par celui-ci.

Perso, le truc chiant, vraiment chiant, en asm, c'est le PWM, je trouve. L'I2C, le SPI, les ADC ne sont pas chiants. L'utilisation des timers peut être très très pénibles aussi.

Bon courage à toi moon06 !

Keep enjoying yourself !

[moon06]

Bonsoir

Bon, j'ai terminé la première partie de BigOnOff concernant les PIC16F84. Je vais donc commencer à mettre ça en pratique avec ma platine de test, ainsi que mon PIC et sa carte de prog.

Par contre j'ai l'impression que je vais - aussi - devoir reprendre les bases en électronique car impossible de comprendre l'utilité des condensateurs et de la résistance sur le premier schéma (que j'ai mis en route) de BigOnOff.

Sinon, quelqu'un saurait m'expliquer de la façon la plus simple possible, à quoi sert la résistance de rappel "au + 5V" ?

Merci

[invite87be5ae9]

Salut !

Bonsoir

Bon, j'ai terminé la première partie de BigOnOff concernant les PIC16F84. Je vais donc commencer à mettre ça en pratique avec ma platine de test, ainsi que mon PIC et sa carte de prog.

Ca, c'est un des moments que je préfère

Par contre j'ai l'impression que je vais - aussi - devoir reprendre les bases en électronique car impossible de comprendre l'utilité des condensateurs et de la résistance sur le premier schéma (que j'ai mis en route) de BigOnOff.

On pourrais plus te renseigner si tu nous en disais un peu plus, comme la page du cours ou simplement comment sont branchés ces composants ?!

Si ce sont les condensateurs autour du quartz, ils sont utiles à son bon fonctionnement avec le PIC, et leurs valeurs sont expliquées dans le datasheet de ton PIC (section "OSCILLATOR CONFIGURATIONS").

Si la résistance est celle reliée à la LED, elle sert à limiter le courant dans celle-ci et le port du PIC !
(afin qu'aucun des deux ne te fasse regretter le passage à la pratique sur platine )

Sinon, quelqu'un saurait m'expliquer de la façon la plus simple possible, à quoi sert la résistance de rappel "au + 5V" ?

Une résistance de rappel sert à imposer une tension sur une entrée lorsque rien n'y est relié !

Si on relie directement un bouton-poussoir, de la masse à une entrée, lorsqu'on appuie dessus on impose 0V à l'entrée (où on y lit la valeur '0').
Mais lorsqu'on relâche le bouton, c'est comme si l'entrée était reliée à absolument rien, et on y lira absolument n'importe quoi (soit '0', soit '1').
Maintenant, si on câble une résistance de rappel, lorsqu'on relâchera le bouton, la résistance imposera 5V sur l'entrée, et on y lira '1' !

Dans ce cas c'est une résistance de "pull-up",(ou "tirage vers le haut" avec haut=alim positive).
Il existe aussi le même principe qui fonctionne inversement, avec une résistance de "push-down" (j'ai lu également "pull-down")...

A+

[moon06]

Salut !



Ca, c'est un des moments que je préfère



On pourrais plus te renseigner si tu nous en disais un peu plus, comme la page du cours ou simplement comment sont branchés ces composants ?!

Si ce sont les condensateurs autour du quartz, ils sont utiles à son bon fonctionnement avec le PIC, et leurs valeurs sont expliquées dans le datasheet de ton PIC (section "OSCILLATOR CONFIGURATIONS").

Si la résistance est celle reliée à la LED, elle sert à limiter le courant dans celle-ci et le port du PIC !
(afin qu'aucun des deux ne te fasse regretter le passage à la pratique sur platine )

Effectivement les utilités étaient celles-ci ! Mais par exemple, pour la LED : si je la connecte directement à ma pile 4.5V, elle fonctionne parfaitement ; donc pourquoi avoir besoin de mettre une résistance ?

Une résistance de rappel sert à imposer une tension sur une entrée lorsque rien n'y est relié !

Si on relie directement un bouton-poussoir, de la masse à une entrée, lorsqu'on appuie dessus on impose 0V à l'entrée (où on y lit la valeur '0').
Mais lorsqu'on relâche le bouton, c'est comme si l'entrée était reliée à absolument rien, et on y lira absolument n'importe quoi (soit '0', soit '1').
Maintenant, si on câble une résistance de rappel, lorsqu'on relâchera le bouton, la résistance imposera 5V sur l'entrée, et on y lira '1' !

Dans ce cas c'est une résistance de "pull-up",(ou "tirage vers le haut" avec haut=alim positive).
Il existe aussi le même principe qui fonctionne inversement, avec une résistance de "push-down" (j'ai lu également "pull-down")...

A+

Aaaaaaahhhhhhhhhhhhhhhh !

Si tout le monde sur le net pouvait être aussi clair que tu l'es ! J'ai lu un topic d'une page entière sur ce forum à ce sujet et j'étais toujours pas plus avancé ... là j'ai compris Enfin ... je crois : quand tu dis "on lit la valeur" c'est PORTB,x ?

Merci encore lolomatic

[invite87be5ae9]

Effectivement les utilités étaient celles-ci ! Mais par exemple, pour la LED : si je la connecte directement à ma pile 4.5V, elle fonctionne parfaitement ; donc pourquoi avoir besoin de mettre une résistance ?

Justement non ! Tu as l'impression qu'elle fonctionne parfaitement, mais en reliant directement ta LED à une source de tension, tu la brutalise et tu raccourcis sa durée de vie !

Une LED ne se relie surtout pas directement à une source de tension (pile, transfo, sortie de PIC,...)

Une LED s'alimente avec une source de courant, et pour faire simple, il convient de placer systématiquement une résistance de limitation entre ta source de tension et ta LED.
Pour cela, tu dois connaître la tension de seuil de ta LED, son courant nominal, ainsi que la tension de ton alimentation, et pour le reste, c'est de la loi des mailles !

Exemple rapide :
On a une LED rouge dont la tension de seuil est de 1,8 V et son courant de fonctionnement est de 20 mA, et on a ta pile de 4,5 V :

R = U/I
R = (4,5 - 1,8) / 0,02
R = 135 Ohms

C'est la résistance que tu aurais dû placer pour alimenter correctement ta LED avec ta pile de 4,5 V.
Le calcul est rapide et dépourvu d'explications. Ainsi, n'hésites pas à le faire savoir si tu n'as pas compris la démarche, le forum sert à ça

La tension de seuil de ta LED, ainsi que son courant nominal font partie de ses caractéristiques. La seule manière d'avoir les bonnes informations est de te renseigner sur le site du constructeur directement si c'est possible (avec les datasheets).

Cependant, tu peux accepter une certaine marge de tolérance (on est pas à 1mA près, le but n'est pas que ton montage fonctionne 20 ans !), et faire confiance aux valeurs générales que tu peux trouver sur internet :
http://www.led-fr.net/experiences_le...sion_seuil.htm

Si tout le monde sur le net pouvait être aussi clair que tu l'es ! J'ai lu un topic d'une page entière sur ce forum à ce sujet et j'étais toujours pas plus avancé ... là j'ai compris

Merci

quand tu dis "on lit la valeur" c'est PORTB,x ?

Oui, c'est exactement ça

Bonne continuation

A+

[invite408059eb]

Salut tout le monde j'ai un projet ou je vais réaliser un robot a deux, roue a base de pic 16f877 je commande ce robot avec un pc via,
rs232 une foi sa marche je supprime le rs232 et je le commande via, le wifi et j'ajoute une cam pour voire la position du robot,
je suis nulle en réalisation et en programmation si vous voulez, m'aidez je serais très reconnaissant,
et merci mon mail c djth6@yahoo.fr

[invite87be5ae9]

Salut titou !

Conseil très important : ne laisses jamais ton mail comme ça sur un forum, du moins si tu tiens à pouvoir l'utiliser longtemps.

Pour ton robot, saches d'entrée que le PIC 16F877 n'est largement pas suffisant pour gérer une connexion Wifi et une Webcam !
Des kits ou montages supplémentaires peuvent gérer le Wifi, ou gérer ta webcam, et ton PIC peut servir de "chef d'orchestre".
Ceci dit, je ne penses pas honnêtement que ce soit la meilleure solution.

Expliques nous plus en détail ton projet, et on pourrait t'orienter vers des solutions adaptées !

A+