Robot hexapode adaptation du terrain et capteur de courant

[invite3e67a7ec]

Bonjour,

Je vous sollicite suite à un projet d'hexapode plus précisément à l'adaptation du terrain.

J'ai remarqué que plusieurs personnes on fixé des boutons poussoirs sous les pattes pour connaître le point de contact avec le sol, cependant cette technique à un gros désavantage, l'angle entre la patte et le sol doit être proche de 90°.

J'ai donc eu l'idée de choisir une approche différente.
En connaissant l'intensité électrique que consomme mes servomoteurs je devrais pouvoir connaître le point de contact avec le sol.

1) Première question : Est-ce que cette approche vous semble correcte et réalisable ?

Si oui :
Je ne connait rien encore à l'électronique numérique.
J'ai vu les kits Arduino pour commencer en douceur, j'ai également trouvé des platines d'essai avec des capteur de courant à effet hall.

2) L'atmega équipant la plateforme Arduino pourrait-il fonctionner sur une carte de ma conception je pense que oui, confirmation ?

3) Ou trouver les circuits intégrés seuls sans la platine de test ?

4) Mon robot possède 18 moteurs et la carte Arduino que 6 entrées analogiques je pense qu'il faut creuser du coté des convertisseurs analogiques numériques plus de précision ? ou approche différente ?

Merci du temps que vous accordez à mes problématiques.
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[invite29971eb1]

J'ai remarqué que plusieurs personnes on fixé des boutons poussoirs sous les pattes pour connaître le point de contact avec le sol, cependant cette technique à un gros désavantage, l'angle entre la patte et le sol doit être proche de 90°.

Avec des astuces mécaniques comme les switchs à lamelle, il doit être possible d'obtenir une meilleure réponse. De plus à moins de faire du tout-terrain extrême, l'angle de contact ne doit pas dévier de beaucoup des 90°.

J'ai donc eu l'idée de choisir une approche différente.
En connaissant l'intensité électrique que consomme mes servomoteurs je devrais pouvoir connaître le point de contact avec le sol.

1) Première question : Est-ce que cette approche vous semble correcte et réalisable ?

J'en ai déjà entendu parler et je sais que certains l'ont fait avec succès. Maintenant il faudrait étudier le courant dans un servo pour voir si l'info est réellement exploitable.

Si oui :
Je ne connait rien encore à l'électronique numérique.

Avant de courir, on apprend à marcher, et s'attaquer à un tel sujet est certainement prématuré.

J'ai vu les kits Arduino pour commencer en douceur, j'ai également trouvé des platines d'essai avec des capteur de courant à effet hall.

Tes capteurs peuvent mesurer 30A....ça devient du gros servo à ce niveau-là. Fais déjà des essais à l'ampèremètre pour savoir quel courant tu as besoin de mesurer. Il y a fort à parier que tu n'auras pas besoin d'un tel monstre et qu'une simple résistance pourra tout aussi bien faire office de capteur.

2) L'atmega équipant la plateforme Arduino pourrait-il fonctionner sur une carte de ma conception je pense que oui, confirmation ?

Oui, mais il faudra reproduire le système minimum, alimentation, horloge et tirer les fils du port série vers ton micro. Le plus simple est de faire une carte-fille dans laquelle tu viens brancher directement ton Arduino.

3) Ou trouver les circuits intégrés seuls sans la platine de test ?

Dans toutes les bonnes épiceries. Si tu n'as pas de programmateur AVR, il te faudra un Atmega avec le firmware Arduino pré-programmé. Tu peux en trouver sur le site d'enchères bien connu. Pour d'autres adresses, voir l'annuaire en en-tête du forum.

4) Mon robot possède 18 moteurs et la carte Arduino que 6 entrées analogiques je pense qu'il faut creuser du coté des convertisseurs analogiques numériques plus de précision ? ou approche différente ?

Est-il nécessaire de mesurer les 18 servos ou seuls les 6 en bout de patte suffiront? Dans le second cas, ça rentre dans les specs sans modifs. Dans le premier cas, tu peux utiliser des CAN externes, mais aussi des multiplexeurs analogiques, te permettant de diriger tel ou tel capteur vers une entrée ADC.

Merci du temps que vous accordez à mes problématiques.

De rien, mais je ne saurais que trop te conseiller de commencer par les bases. Au prix ou sont les bases Lynxmotion, il vaut mieux ne pas se rater et être sur d'y arriver

[invite3e67a7ec]

Avec des astuces mécaniques comme les switchs à lamelle, il doit être possible d'obtenir une meilleure réponse. De plus à moins de faire du tout-terrain extrême, l'angle de contact ne doit pas dévier de beaucoup des 90°.

Il s'agirait justement de faire du tout-terrain extrême (monter descendre les escaliers serait l'idéal).

J'en ai déjà entendu parler et je sais que certains l'ont fait avec succès. Maintenant il faudrait étudier le courant dans un servo pour voir si l'info est réellement exploitable.

Je pense que mon robot est assez lourd pour ne pas confondre l'intensité demandée par un déplacement et l'intensité demandée pour maintenir le robot debout.
Mais tu as raison je devrais faire des tests.

Avant de courir, on apprend à marcher, et s'attaquer à un tel sujet est certainement prématuré.

D’où mon choix de l'Arduino pour apprendre et pouvoir quand même réaliser mon projet à moindre coût.

Tes capteurs peuvent mesurer 30A....ça devient du gros servo à ce niveau-là. Fais déjà des essais à l'ampèremètre pour savoir quel courant tu as besoin de mesurer. Il y a fort à parier que tu n'auras pas besoin d'un tel monstre et qu'une simple résistance pourra tout aussi bien faire office de capteur.

Je suis complétement d'accord avec toi mais je préfère ne pas mettre de composant entre l'alimentation et mes servomoteurs.
Un capteur de courant à effet hall me permet de séparer les 2 circuits quand penses tu ?

Oui, mais il faudra reproduire le système minimum, alimentation, horloge et tirer les fils du port série vers ton micro. Le plus simple est de faire une carte-fille dans laquelle tu viens brancher directement ton Arduino.

Pour les tests ça ne me pose pas de problème mais par souci de place je finirais par me créer une carte pour une meilleure intégration.

Est-il nécessaire de mesurer les 18 servos ou seuls les 6 en bout de patte suffiront? Dans le second cas, ça rentre dans les specs sans modifs. Dans le premier cas, tu peux utiliser des CAN externes, mais aussi des multiplexeurs analogiques, te permettant de diriger tel ou tel capteur vers une entrée ADC.

Non peut être pas mais si mon robot atteint une certaine inclinaison (monté d’escalier par exemple) les moteurs horizontaux seront sollicités.
Je vais me renseigner sur les multiplexeurs analogiques.

De rien, mais je ne saurais que trop te conseiller de commencer par les bases. Au prix ou sont les bases Lynxmotion, il vaut mieux ne pas se rater et être sur d'y arriver

J'ai déjà acheté la base Phoenix de chez lynxmotion et la RB-100 de chez roboard tous marche bien, j'aimerai maintenant ajouter l'adaptation du terrain.

Merci encore de la rapidité de vos réponses.

[invite3e67a7ec]

Je viens de me renseigner sur les multiplexeurs analogique cela semble une solution intéressante moin de composant que les can externe.
Néanmoins lorsque le multiplexeur commute cela ne produit-il pas du bruit sur le signal ?

Si non : Quel multiplexeur analogique me recommandez vous ?

Si oui : Quel can externe me recommandez vous ?

Je viens également de tester un de mes servomoteurs un hitec HS-645MG au repos l'intensité est de 0,17A et de 2,36A quand le moteur est stressé.

Quel capteur de courant a effet hall me recommandez vous ?

j'ai trouvé cette platine d'essai ou on peut régler le capteur via une résistance variable cela me permettrait de conditionner le signal par rapport à la plage d'intensité de mes moteurs (0-3A = 0-5V).

[A voir en vidéo sur Futura]

[Qristoff]

Bonsoir,
je ne pense pas que la mesure du courant ne soit pas nécessaire, une détection de sur-courant suffirait à partir des mesures que tu as fait. La différence entre le courant nominal et le courant de blocage du servo est suffisament significative pour être simplement traité par un comparateur de tension via un petit shunt en série avec le retour d'alimentation de tes servos.
Tu as juste besoin de détecter l'instant lorsque la patte se pose, n'est ce pas ? donc de façon binaire en quelque sorte.

[invite3e67a7ec]

Oui c'est bien cela mais je me dit que connaitre l'intensité me permettrait de compenser.
Je m’explique, mon robot est à l’arrêt mais une des pattes consomme un peu moin que les autres je peux l'abaisser un peu pour avoir une meilleure répartition.
Connaitre l'intensité me permet d'aller plus loin au niveau de la programmation.

[invite3e67a7ec]

Je pense également à l'auto-calibrage et puis si je branche le robot au secteur ou si je mets une batterie ce ne sera pas la même masse et donc l'intensité au repos changera

[Qristoff]

Oui c'est bien cela mais je me dit que connaitre l'intensité me permettrait de compenser.

si le cahier des charges change en cours de discussion...ça sera plus dur à suivre.
OK, donc il faut que tu évalues dans un premier temps le temps de réaction de ton systéme pour savoir à quelle vitesse tu as besoin de rafraichir les acquisitions pour chacune des six pattes.
Ensuite, tu pouras déterminer si tu as besoin d'un systéme d'acquisition série (les six pattes les unes après les autres) ou parallèle (coté droit et gauche en simultané par exemple ou bien les six pattes en même temps)
Il faut inclure le temps de calcul processeur et de réaction des servos aussi.

[invite3e67a7ec]

Excuser moi pour le cahier des charges

Le temps de calcul processeur ne devrait pas poser de problème.

Les servomoteurs c'est une autre affaire vu qu'ils sont pilotés par une onde carrée la réaction minimum sera de 20ms si je ne dit pas de bêtise.
Je pensais mettre un compteur pour recalculer la bonne position.

Pour ce qui concerne le rafraichissement des données d'intensité quelque chose de l'ordre de la ms me semble bien.
Évidemment les 6 pattes en même temps seraient le mieux.

[Qristoff]

Salut,
Il y a aussi la solution élegante des ADC externes intégrant le multiplexeur avec une liaison série vers le µC.
série MAX11600-11605 ou encore MAX1036-1039

[invite3e67a7ec]

Salut,

Il y a aussi la solution élegante des ADC externes intégrant le multiplexeur avec une liaison série vers le µC.

Je suis tombé la dessus dans ma recherche sur les multiplexeurs analogiques.

Je ne vois cependant pas de liaison série mais de l'I2C sur les broches SCL et SDA ce qui n'est pas un problème, préférant garder ma liaison série TTL pour la communication avec la RB-100.

J'ai entendu qu’avec l'I2C je pouvais mettre plusieurs périphériques esclaves en série mais je ne vois pas du tout comment récupérer les données et surtout les dissocier, une piste ?

[invite3e67a7ec]

J'ai été un peu rapide dans ma réponse après une lecture plus approfondit des spécifications du MAX11600 et une définition de l'I2C par wikipédia je comprends mieux.
Seulement le max11600 a déjà une adresse configuré sur 7 bits, comment la changer pour en faire fonctionner plusieurs sur le même bus I2C ?

[polo974]

commuter scl vers les différents périphs...

question: combien vaut la carte rb-100 (environ) ?

[invite3e67a7ec]

commuter scl vers les différents périphs...

Comment fait tu cela ?
Quel composant utilises tu ?
et puis logiquement on peut brancher 128 périphériques sur le même bus I2C la solution que tu me décris semble être du bricolage non ?

question: combien vaut la carte rb-100 (environ) ?

Pour la RB-100 je les trouvé ici.

[polo974]

Comment fait tu cela ?
Quel composant utilises tu ?
et puis logiquement on peut brancher 128 périphériques sur le même bus I2C la solution que tu me décris semble être du bricolage non ?

Si tu as 3 ports dispos, tu mets un 74hc138.
les 3 ports sur les adresses, scl sur un en/
selon l'adresse, tu actives une des sorties au rythme de scl, donc tu dispose de 8 sous-bus i2c sur les quels tu peux réutiliser les mêmes adresses.

Pour la RB-100 je les trouvé ici.

ouch...
il y a des cartes à base d'arm moins cher... (dont la classique mini2440)

[invite3e67a7ec]

Si tu as 3 ports dispos, tu mets un 74hc138.
les 3 ports sur les adresses, scl sur un en/
selon l'adresse, tu actives une des sorties au rythme de scl, donc tu dispose de 8 sous-bus i2c sur les quels tu peux réutiliser les mêmes adresses.

Dans ce cas autant utiliser un multiplexeur analogique sans ADC quand penses tu ?

il y a des cartes à base d'arm moins cher... (dont la classique mini2440)

Oui tu as raison mais la puissance des roboard c'est le processeur VortexX86 qui permet de l'utiliser comme n'importe quel ordinateur.

[invite29971eb1]

Oui tu as raison mais la puissance des roboard c'est le processeur VortexX86 qui permet de l'utiliser comme n'importe quel ordinateur.

+1 avec Polo974

La Mini2440 se trouve autour de 60 euros, une Beagleboard autour de 100 euros et ça s'utilise aussi comme des ordis, avec ligne de commande ou interface graphique.

Si on est pas trop regardant sur les licences, il est même possible de mettre Windows CE sur la Mini2440. L'alim de base est une 5V 1A, mais la carte consomme bien moins (je n'ai plus les chiffres en tête.

Mettre Windows XP sur un robot n'a aucun intérêt, sauf à vouloir user la batterie en 3 minutes, sans compter que ce n'est pas un OS spécialement adapté à la commande de hardware (même si je suppose que les drivers qui vont bien sont fournis)

[invite3e67a7ec]

J'ai des doutes sur l'utilisation de certaines bibliothèques sur des plateformes ARM mais je n'ai jamais essayé.

Je fais également du traitement d'images (détection faciale, couleur , forme)
je ne sais pas si les plateformes que tu cite sont assez péchu.

Je ne sais pas pour windowsXP je suis sous Debian pour l'instant et j'ai bien l'intention de passer à Xlinux après.

[polo974]

Au prix où c'est, tu peux mettre 4 Mini2440 à la place de ta RB-100
Tu peux te payer le luxe de faire un robot à tolérance de panne...

Pour le multiplexage ou décodage, tout dépend des ressources dispos, moi, j'aime bien les 4051, c'est du classique de chez classique. ça fait au moins 30 ans qu'on nous annonce leur disparition, mais ils tiennent la rampe et font des petits...

muxer du numérique est par contre plus facile pour celui qui n'aime pas l'analogique...
question de gout.

sinon, tu peux essayer avec une tablet androïd 7 pouces à 70 dollar sur ebay...

[invite3e67a7ec]

Au prix où c'est, tu peux mettre 4 Mini2440 à la place de ta RB-100

ça me poserait des problèmes d'intégration mais oui.

Tu peux te payer le luxe de faire un robot à tolérance de panne...

Tolérance de panne ? Un watchdog ne suffirait pas ?

Pour le multiplexage ou décodage, tout dépend des ressources dispos, moi, j'aime bien les 4051, c'est du classique de chez classique. ça fait au moins 30 ans qu'on nous annonce leur disparition, mais ils tiennent la rampe et font des petits...

Alors là vraiment merci c'est exactement ce dont j'ai besoin.