Nous allons construire une station spatiale en forme de roue et voir comment contrôler et suivre avec précision sa rotation.Ce serra occasion d' aborder de nombreux problèmes fréquents en robotique.
Découpée dans une plaque de plastique rigide elle a la forme d' une roue de 36 centimètres de diamètre , avec un gros moyeu central , 16 larges rayons et un couloir circulaire en périphérie.
Un moteur électrique a courant continu alimenté en 9 volts assure sa rotation: nous avons utilisé successivement un moteur FischerTechnik puis un moteur GM25 ) . Pour obtenir une vitesse lente on utilise une vis sans fin suivie d' une boite de 3 engrenages (soit FischerTechnik soit Meccano) ce qui aboutit a une vitesse de 3 a 5 tours minute (c'est lent mais très suffisant ici).
Nous utilisons un circuit SN754410 qui contient 2 ponts H et supporte 1 Ampère par moteur . On ajoute 2 condensateurs sur les alimentations électronique et moteurs du SN75 (un 220 microfarad et un 0,1 microfarad pour gommer respectivement les variations lentes et rapides de tension).Les liaisons avec le microcontrolleur comportent toutes une résistance de 10 K).
La vitesse précédente peut être modulée en alimentant la voie Enable du pont H par un courant pulsé qui n'est positif que pendant une partie du temps (Modulation par largeur d' impulsions = MLI ou PWM en anglais). Dans le cas présent la fréquence des impulsions est de l' ordre de 1 000 hertz.
Pour cette modulation nous utilisons un programme dérivé de celui utilisé pour produire des notes de musique (voir ce chapitre).
Nous utilisons l'interruption d'un faisceau de rayons infra rouges par la passage des rayons de la roue. Une diode IR placée sous la roue émet en continu un signal pulsé a 38 500 hertz . Un détecteur infra rouge TSPO placé au dessus de la roue et tourné vers le bas détecte le passage des rayons de la roue .La modulation limite les interférences de lumière ambiante.Le montage est voisin de celui décrit pour le suivi de ligne sauf qu 'au lieu de travailler sur un faisceau réfléchi par le sol on détecte ou non un faisceau transmis.
Pour obtenir un déplacement précis de la station il faut prévoir des périodes d' accélération et de freinage progressif pour ne pas dépasser la distance cible.
Les résultats de l'odométrie peuvent être envoyés a un ordinateur directement par le câble série qui sert a charger les programmes (on peut aussi le faire par liaison radio mais on est limité en vitesse).
Au niveau de l' ordinateur nous avons choisi d' utiliser un programme de capture et de représentation graphique écrit en langage Processing (en fait ce langage utilise du Java en masquant les difficultés et en fournissant des outils graphiques très pratiques.
Pour animer un peu l' ensemble on y ajoute 3 LED bleues clignotantes et un Buzzer .