Bras robotique

Université Mohammed I Ecole supérieure de technologie Oujda

Rapport de stage de fin d'études

Effectué à l’Ecole Supérieure de Technologie Oujda

Réalisé par :

Encadré par :

KOUSTA Ahmed

Dr-Ing BOURHALEB Mohammed

ZAHID Youssef

Option : Génie Appliqué 2éme

année

2011/2012

Filière : Mécatronique

Stage de Fin d’Etudes

Remerciements

Introduction

Chapitre 1 : bras robotique: 

Partie mécanique…….……………………………………….05



Capteur de courant pour la pince…………………………...06



Partie programme……………………………………………08



Interface PC…………………………………………………..09

Chapitre 2: des mini projets : 

Afficheur 7 segment………………………………………….12



Voltmètre……………………………………………………..14



Ampèremètre………………………………………………....14



Fréquence mètre……………………………………………...15



Afficheur LCD………………………………………………..17

Conclusion

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Remerciements

Avant d’entamer au vif de notre rapport, nous adressons nos sincères remerciements à notre encadrant Dr-Ing. Mohammed BOURHALEB qui réalise un grand effort pour la qualité de la formation qu’il nous a offrit et pour leur patience.

Nous tenons tout d’abord à remercier Mr LAHFAOUI, Mr BENSLIMAN, Mr KASSIMI, Mr RAHMANI, MR JDAYNI et HAMZA pour leurs conseils et collaborations durant toute la période de notre stage et leurs disponibilités.

On saisir cette occasion pour remercier nos professeurs au domaine de la formation de la mécatronique pour leur disponibilité tout au long de notre formation.

Enfin, nous formulons notre haute considération et notre gratitude à la direction de L’ESTO et à tout personnel du département de génie appliquée.

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Introduction

La mécatronique est l’intégration synergétique et systématique des trois disciplines : la mécanique, l’électronique et l’informatique industriel.

Etant que des étudiants à l’EST dans la filière mécatronique on avait l’opportunité de concevoir et réaliser un bras robotique représentant les 3 disciplines de la filière et d’autres mini projets auxiliaires (capteur de courant, voltmètre, afficheur LCD…) comme des thèmes de stage.

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Chapitre 1: bras robotique:

 Partie mécanique.  Conception. Dans la partie mécanique on a choisi SolidWorks pour concevoir les différents segments du bras robotique. Comme matière première notre choix tombait sur le Plexiglas pour sa facilité d’usinage, par sa Résistance importante a la corrosion et sa légèreté même vis-à-vis le verre.

 Réalisation. Pour l’usinage des segments du bras on a fait appel à divers méthodes d’usinage: tournage, fraisage, perçage… Le montage du bras robotique se manipulé avec des roulements, des vis de fixation, colle à chaud et des engrenages.

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 Capteur de courant pour la pince.

Pour maintenus notre système asservis on a associé un capteur de courant afin de savoir est ce qu’on a une charge qui entraine un certain couple résistant qui lui aussi influe sur l’augmentation du courant au niveau du servo de pince.  Schéma de fonctionnement :

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Stage de Fin d’Etudes Pour prélever le courant on utilise une résistance 0.1Ω qui donne une déférence de potentielle égale a « VB - VA = 0.1 *I » puis on utilise un soustracteur de l’équation suivante : V = [(R4*(R5+R6))/ (R5*(R3+R4))]*VB – ((R6/R5)* VA) Pour simplifier l’équation on a choisie R3=R5, R6=R4, V = (R6/R5)*(VB-VA) Pour avoir une tension par rapport à GND Par la suite une conversion AN intervient au niveau du microcontrôleur.

 Traitement informatique : Après la conversion, le programme est fait appel à une fonction qui calcule le courant pour le comparé avec une valeur prédéterminée.

Façon de calcul de courant :

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Stage de Fin d’Etudes  Partie programme.  Environnement de travaille Pour la partie intelligente du bras robotique on a travaillé avec l’environnement suivant: 1. Le Cour de ce projet est un Microcontrôleur Atmega16. 2. Comme environnement de programmation on a employé l’AVR studio 4 adapté pour cette Famille. 3. Pour le téléchargement du programme dans le microcontrôleur on a exploité STK500. 4. Pour La communication entre PC est microcontrôleur on a créé et programmé un logiciel comme interface

 Structure du programme Voici un schéma de fonctionnement pour le contrôle du bras robotique

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Stage de Fin d’Etudes Langage C avec 480 Lignes de code. Pour pouvoir contrôler les 4 Moteurs avec grande précision (environ 1,8 dégrée) de divers composants internes du mC ont était utiliser:  Convertisseur Analogique Numérique 

communication USART



Interface de programmation ISP6



3 TIMERs

6.5 K byte mémoire Flash (30% du mémoire totale du microcontrôleur).

 Interface PC.  Environnement de travaille Pour logiciel de commande du bras on a créer notre propre interface avec l’environnement suivant : 1. Langage : C Sharp. 2. Software : visuel C# pour construire la liaison avec USART du microcontrôleur (ATmega16).

 Schéma de fonctionnement

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 La page principale

 Page de control du bras robotique

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 Page de travail bouclé

 Mémoire totale de programme Le programme est de taille totale : 3Mo de la mémoire PC.

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Chapitre 2 : des mini projets:  Afficheur 7 segment.  Fonctionnement d’afficheur

Afficheur 7 segments commandé par 7 bits, (segment G correspondant à bit 7 et A à bit 1) :

La fonction reçoit un variable « a » entre 0 et 9 et le codé sur un nombre de 7 bit.

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Stage de Fin d’Etudes  Le principe de fonctionnement : Le principe c’est commander les trois afficheurs avec 7 fil d’information et trois fil de commande. Lorsque l’information a affichée est arrive au niveau des entrées des afficheurs on active l’afficheur concerné à partir de leur Anode. Cette opération est faite de manière que les trois afficheurs sont activés l’un après l’autre avec une grande fréquence (comme les trois sont activés on même temps).

 Test sur plaque lab.

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Stage de Fin d’Etudes  Voltmètre. Le schéma contient généralement un soustracteur et un diviseur de tension :  Le Soustracteur : pour posséder une tension par rapport à GND.  Le Deviseur de tension : pour avoir une tension varie entre 0V et 5V.

 Partie programme : A partir de la valeur d’ADC on calcule la tension V, donc on déduire la tension U, puis l’affichage de cette valeur.

 Ampèremètre. On applique le même principe utilisé pour le capteur de courant :

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Stage de Fin d’Etudes  1 MHz fréquence mètre. Ce programme est adapté pour calculer la fréquence d’un signale carré et autre sinusoïdal :

 Le principe de fonctionnement pour un signal carré :

Chaque fois l’interruption INT1 interrompt le programme, le compteur TIMER1A démarre, à la deuxième interruption on détermine la fréquence à partir de la valeur du TIMER1A.

 Principe de fonctionnement pour un signal sinusoïdal On compare le signal sinusoïdal, qu’on veut définit sa fréquence, avec une tension continue 2.5V pour avoir un signal carrée de même fréquence.

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 La fréquence maximale Ainsi que le compteur interne est dépend de la fréquence du microcontrôleur, donc la valeur max que l’ ATmega16 peut mesurée est 1Mhz

C’est on veut augmenter la marge de mesure on ajoute un oscillateur externe pour augmenter la fréquence du microcontrôleur

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Stage de Fin d’Etudes  Afficheur LCD Pour l’amélioration du système on remplace l’afficheur 7 segment par un afficheur LCD (liquide Crystal display).

 Schéma électronique

 Partie programme.

Le programme est représente 60% du mémoire totale de microcontrôleur.

 Etude pratique On a choisi l’afficheur LCD du Nokia 3310. (38 _ 35 mm, 84 _ 48 pixel…)

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Conclusion : Après avoir acquis deux ans de formation à l’ESTO et au terme de cette formation, les étudiants sont tenus de présenter un projet résultant le minimum de bagage possible.

Les différents étapes de réalisation de notre projet nous a permis l’acquisition d’autre points essentielle et bénéfique pouvant être essentielle et importantes dans notre vie professionnelle à savoir :  L’organisation du temps  Chercher à travailler d’avantage pour avoir des bons résultats de production  L’esprit du travail en groupe

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