SE3Binome2023-4

Sujet : voiture commandée par USB

Cahier des Charges

Le projet consiste à concevoir une voiture autonome en terme d'énergie, avec l'utilisation d'une batterie au lithium ainsi que la mise en place d'une alimentation intégrée sur la carte.

Cette voiture sera équipée de deux moteurs continus de petite taille (2 cm) situés au niveau des roues avant. Cette configuration présente plusieurs avantages, notamment la réduction des contraintes mécaniques grâce à l'utilisation d'un pont en H et l'inversion des sens de rotation des roues. De plus, cela permet de diminuer le poids de la voiture, ce qui se traduit par moins de contraintes sur la taille de la carte électronique.

Le système comprendra également quatre leds de surface, dont deux seront placées à l'avant et deux à l'arrière de la voiture. Ces leds serviront à indiquer le sens de déplacement de la voiture, par exemple en allumant la led gauche avant pour tourner à gauche en avançant.

L'utilisateur pourra choisir le programme de déplacement de la voiture grâce à un logiciel implanté sur un ordinateur, qui sera ensuite transféré sur la carte via le port USB.

Concernant la carte électronique, elle sera équipée d'un microcontrôleur ATmega16u4 ou ATmega32u4 (différence en fonction de l'espace dédié à la flash).

Optimisation : detecteur d'obstacles.

Lien GIT

https://archives.plil.fr/sdeparis/projet_voiture_sd_ah.git

Partie électronique

Schématique Kicad

Schématique voiture

ATMEGA16U4

NOM	PIN
LED1	PF7
LED2	PB7
LED3	PD2
LED4	PC7
LED5	PE6
PWMA	PD1
PWMB	PD0
AIN1	PF4
AIN2	PF5
BIN1	PF1
BIN2	PF0
capteur	PF6

SENS DU MOTEUR

NOM	PIN
M1+	A01
M1-	A02
M2+	B01
M2-	B02

Routage

Routage du PCB

On place des vias afin d'uniformiser le plan de masse.

Vue 3D

Visualisation carte PCB

Brasure

PCB sans composants

PCB  sans composants

Brasure des principaux composants

Carte brasée avec quelques composants

On doit ensuite braser les moteurs à l'avant de la voiture. Problème : après avoir brasé le premier moteur, la carte n'est plus reconnue en mode DFU.

Par conséquent, il est inutile de braser le deuxième moteur et le détecteur d'obstacle.

Il faudrait recommencer une carte mais nous manquons maintenant de temps pour braser à nouveau tous les composants sur une nouvelle carte.

Nous avons donc préféré avancer sur le projet de la manette.

premier moteur brasé

Vue du dessus : premier moteur brasé

Détecteur d'obstacles

Le OPB733TR est un interrupteur photoélectrique réflectif. Il intègre un émetteur infrarouge et un phototransistor dans un boîtier en plastique compact.

L'émetteur infrarouge (LED) émet de la lumière infrarouge lorsqu'un courant passe à travers lui. Cette lumière est ensuite réfléchie par un objet situé à proximité du capteur.

Le phototransistor détecte la lumière réfléchie ; lorsqu'il la capte, il se met en conduction, permettant ainsi de détecter la présence de l'objet.

Attention, d'après la datasheet de OPB33TR, il ne doit pas être exposé à une température de plus de 260°C pendant plus de 10 secondes (voir datasheet),

donc lors du brasage de ce détecteur il faut être rapide et précis.

Partie programmation

Détection du mode DFU sur notre carte

Utilisation de la carte Arduino Uno afin de détecter le mode DFU

Le mode DFU de notre carte n'étant pas détecté, comme pour notre manette : https://projets-se.plil.fr/mediawiki/index.php/SE3_PSE_Binome2023-2#D%C3%A9tection_du_mode_DFU_sur_notre_carte, nous avons utiliser un Arduino en lançant les commandes suivantes :

• avrdude -c stk500v1 -p atmega32u4 -P /dev/ttyACM0 -b 19200 -U lfuse:w:0xFF:m -U efuse:w:0xF7:m
• avrdude -c stk500v1 -p atmega32u4 -P /dev/ttyACM0 -b 19200 -U flash:w:ATMega32U4-usbdevice_dfu-1_0_0.hex

Programmation des leds

Le programme ci-dessous nous permet de faire clignoter les leds de la voiture.

Programmation des moteurs

Nous avons ensuite implémenté un programme afin de faire tourner les moteurs mais celui-ci n'a pas pu être testé à cause de l’absence de détection du mode DFU.

Programmation du détecteur d'obstacle

Voici le programme implémenté pour le détecteur d'obstacles :

Programmation d'un trajet prédéfini pour la voiture

Le but est d'implémenter un programme sur la carte qui fait fonctionner les leds et les moteurs de la voiture. Cependant n'ayant plus le mode DFU nous n'avons pas pu tester notre programme.

Voici notre programme :

Remarque : lorsque un obstacle est détecté par le détecteur d'obstacle, les moteurs cessent de fonctionner.

Partie Énergie

Mise en place de la batterie au Lithium

La batterie au Lithium sera placée sur le connecteur J10.

Partie mécanique

Cette partie pourra être utile pour fixer les moteurs et la batterie sur la carte.

Nous avons fixé les roues sur la carte, l'une d'entre elle est fixée sur le moteur. N'ayant pour l'instant pas de 2ème moteur nous avons mis temporairement une roue à la place.

Roues installées