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DETECTEURS : OBSTACLES, LUMIERE, LIGNE, COULEUR

Pour se déplacer de façon un peu autonome un robot doit disposer de détecteurs notamment pour: les obstacles, la lumière, éventuellement les couleurs.

Les principaux sont :

les détecteurs d' obstacles : détecteurs de contact , Infra rouges entre 10 et 60 cm de distance, ultrasons au delà .

les détecteurs de lumièrequi distinguent entre zones claires et zones sombres : photo diodes et phototransistrors

Détecteurs de contact appelés aussi "moustaches"

On en construit facilement en soudant une tige souple et mince sur le levier d'un petit interrupteur (microswitch) et en fixant l'ensemble a l'avant du robot (on en met un a droite et un a gauche).

Ces microswitch ont généralement 3 connecteurs:

Selon qu'on veut connecter au repos ou en appui on utilise la borne NO ou NC , donc seulement l'une des deux..

Nous utilisons généralement un montage avec:

Ces détecteurs fonctionnent lors du contact avec l'obstacle qui n'est donc pas vraiment évité : les trajets du robot se compliquent de nombreuses marche arriére.

Nous les trouvons assez simples et fiables, mais les moustaches risquent d'accrocher l'obstacle même si on les courbe pour limiter ce risque.

Détecteurs d'obstacle par infra rouges (on utilise souvent des détecteurs Sharp GP2D12 ou GPD2D02 )

Ils mesurent la réflexion de rayons infrarouges sur les obstacles : ils comportent donc une diode IR émettrice et un récepteur sensible aux IR.

Ces détecteurs ne sont précis que pour des obstacles situés entre 15 et 60 cm a partir de l'avant du détecteur (et non du robot ). Leur angle de détection est assez étroit : il peuvent donc ne pas déceler un obstacle étroit, situé hors de cet angle tel qu'un pied de chaise, d' ou l'intéret de les associer a des détecteurs de contact.

On peut aussi construire soi même un détecteur avec :

Sonars

Ils utilisent les utra sons comme le fait une chauve souris.

Comme dans le cas précédent ils associent un émetteur et un récepteur.

Ce sont des outils complémentaires des détecteurs IR : ils sont utiles pour détecter des obstacles plus éloignés (au delà de 70 cm environ)

Dans les plus urilisés en robotique : les SRF04 de Devantech (attention connectés sur bus I2C)

 

Photorésistances et phototransistors

On utilise une diode émettrice de lumière (qui est plus ou moins réfléchie selon la couleur de l' obstacle) et une photo résistance ou un photo transistor (qui en principe répond plus vite et mieux qu'une photorésistance) de détection de la lumière réfléchie. Généralement on les monte en série avec une résistance pour avoir des signaux acceptables en entrée par les pins du microprocesseur et on place deux de ces détecteurs sous le robot et on compare les signaux des détecteurs droit et gauche. C'est la base des robots suiveurs de ligne.

Il faut surtout protéger ces détecteurs des effets parasites de l'éclairage de la piéce ou évolue le robot : en les plaçant sous le robot , au fond d'un couvercle de boite peint en noir et tourné vers le sol on limite ces effets. Cependant il faut se méfier des sols avec un fond pas vraiment blanc ou recouverts d'une peinture réfléchissante et des éclairages trés violents (prévoir un potentiométre facilement accessible sur les émetteurs pour s'adapter et un programme sniffer d'interférences) .

Certains détecteurs doivent étre trop prés du sol (5mmm) : a éviter car la moindre bosse du terrain les abime et ils prennent de la poussiére ! Les sols irréguliers produisent aussi des vibrations et des variations de réponse des récepteurs dont l'angle de vision varie: bien fixer les connections et rendre la réponse plus robuste.

On peut aussi utiliser des détecteurs IR qui lisent vers 900 nmétres des émissions modulées a 38 Khz : a condition d'émettre a la même fréquence ça limite les interférences (attention c'est le type de détecteur utilisé sur les télécommandes de télé).

Voir l'angle de détection des capteurs : trop étroit il peut manquer une ligne , trop large il attrape des parasites !

Les mêmes détecteurs peuvent servir a repérer une source de lumière et a la faire suivre par un robot.

Pour tester ces détecteurs:

on peut leur associer provisoirement des LED qui allument quand le détecteur repére un obstacle