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Avancement (24/12/2018)

Bonjour à tous !

Avant d’entamer le pentathlon foie gras – champagne – belle maman – petits fours – cadeaux… voilà quelques nouvelles du projet.

Un peu de retard

La fabrication du prototype a pris un petit poil de retard ces derniers temps: l’hiver est là et les imprimantes 3D ont trop froid pour imprimer. Elles hibernent, si on les laisse faire 🙂 Du coup, je n’ai pas pu faire les tests d’étanchéité, car il manquait les pièces de jonction entre les bouchons et le support d’électronique interne.

Heureusement, Brian (mon imprimeur en chef) a trouvé une solution et commence à bosser sur la prochaine série de pièces.

Braaaain !

Côté programmation, en revanche, il y a eu de gros progrès ces derniers temps : j’ai complètement ré-écrit les programmes pour l’Arduino et pour la Raspberry, avec pour objectif d’améliorer leur interface.

Et le résultat est plus que satisfaisant : j’ai réussi à les faire échanger des données et des instructions dans les deux directions, et à capturer un certain nombres d’erreurs, qui sont enregistrées sans impacter le fonctionnement du programme. La Raspberry collecte les données fournies par l’Arduino, les enregistre sur une carte SD, les analyse et prend des décisions en fonction, puis donne les instructions à l’Arduino, qui traduit les ordres pour les moteurs et actionneurs.

Ça ne parle pas à tout le monde, alors en résumé : cette étape était fondamentale pour le reste du projet, car c’est l’architecture du cerveau de la machine qui vient d’être validée. Je peux maintenant développer l’intelligence du robot et comment il va exécuter les missions et réagir à son environnement.

La comm’

Je ne suis qu’un ingénieur et pas forcément un bon communicant… Depuis le début du projet, je n’avais pris le temps de réaliser une plaquette de présentation du produit et des services. Mais, avec l’aide et les conseils de quelques amis, je m’y suis mis sérieusement et je ne suis pas mécontent du résultat.

J’espère pouvoir vous la présenter bientôt, n’hésitez pas à me faire part de vos idées et commentaires !

C’est tout pour aujourd’hui ! En attendant la suite, NAUVA vous souhaite à tous un très joyeux Noël, ainsi qu’une excellente fin d’année ! On se reverra en 2019 😉

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Avancement (04/12/2018)

Bonjour à tous !

On enlève son gilet jaune et on le range bien sagement dans sa boîte à gants. On réfléchira un peu plus tard pour savoir où faire le plein sur la Côte d’Azur aujourd’hui. Parce qu’aujourd’hui on parle… fabrication et assemblage.

Comme je l’avais évoqué dans les articles précédents, les pièces du nouveau prototype de l’AUV ont été complètement redessinées pour être plus jolies, plus fortes, plus fonctionnelles et moins nombreuses. On pourrait rajouter ‘plus chères’ aussi, mais qu’est ce qu’on ne ferait pas pour la science ?

 Une bonne impression

L’avantage indéniable de l’impression 3D est de pouvoir obtenir des pièces mécaniques complexes, dans un délai et un prix raisonnables. Ce procédé permet de se lâcher un peu et de regrouper des pièces ou des fonctionnalités en un seul morceau.

Par exemple, j’ai pu considérablement simplifier la conception des propulseurs latéraux, en regroupant l’enveloppe étanche du moteur (2 pièces), le support (2 pièces) et le cache (1 pièce)… Plutôt intéressant, donc !

En suivant cette même logique, j’ai donc pu considérablement simplifier l’assemblage du robot, en regroupant les assemblages autant que possible. Mais comme certains me l’ont fait remarquer : « Tu te marreras moins au moment de passer à l’industrialisation ! ». Eh… c’est pas faux.

Fraise et laser

Pour la réalisation des pièces de structure, j’ai fait appel à un usineur de la région pour tailler du plastique à grand coup de rayons laser. De même, les bouchons ont été usinés par un fraiseur-tourneur et le résultat final est impeccable !

Merci à ABA Production pour cette excellente réalisation ! Vous pouvez y aller les yeux fermés (enfin… regardez un peu la route quand même, hein ?).

Assemblage de la bête

Alors, en résumé je dispose à ce stade :

  • des pièces de structures en POM-C
  • des bouchons en PEHD
  • du tube en PMMA
  • d’une partie du support interne
  • d’une partie des support externe

Rien ne m’empêche d’assembler ces morceaux pour essayer ! Au lieu de regarder « L’Amour est dans le Pré« , je file à la cave et je m’y mets.

Pour commencer, la structure externe s’assemble sans aucun soucis ! Les plaques latérales se vissent sur les supports intermédiaires : là encore, ça se monte de manière impeccable, sans le moindre jeu. Mes plans étaient vraiment très bons 😅

J’installe les 11 presse-étoupes et les 2 joints toriques sur le bouchon arrière…

Mais là, je réalise que le diamètre interne réel du tube en PMMA ne correspond pas à ce qui est indiqué sur le descriptif technique. Le bouchon avec les joints est beaucoup trop ajusté et n’entre pas dans le tube… Je suis obligé d’en poncer l’intérieur, ce qui lui donne cet aspect laiteux pas super esthétique. Vu le prix des bouchons et le prix du tube, je n’ai pas réfléchi longtemps !

Et enfin… tadaaaam ! C’est juste pour essayer, parce que je n’ai pas encore toutes les pièces pour finaliser (notamment les supports internes / externes obtenus par impression 3D). Mais quand même, ça fait quelque chose de voir la bête prendre forme 😊

Et maintenant… il me reste encore beaucoup de choses à faire. Une fois que toutes les pièces mécaniques seront réalisées et que le tube pourra être fermé hermétiquement, je plongerai tout ça dans l’eau pour vérifier l’étanchéité ! En attendant, je vais continuer de travailler sur la partie programmation et l’interfaçage avec les différents instruments et contrôles. Mine de rien, ce n’est pas une mince affaire, vu la différence de logique entre la programmation d’un RaspBerry et d’une Arduino !

Une fois que ce sera fait… Hop, on remet tout ça dans l’eau et on voit si…  comment ça marche.

A très bientôt pour de nouvelles aventures !

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Avancement (13/11/2018)

On est déjà en Novembre, sérieusement ?

Bon d’accord, je me suis un peu laissé emporter par le boulot et je n’ai pas vu le temps passer. Oui, je sais, j’aurais pu appeler pour prévenir, mais je n’avais plus de batterie. C’est vrai, en plus !

Le plastique, c’est fantastique

Depuis plusieurs semaine, l’objectif est de finaliser la fabrication du second prototype. Comme je vous le disais dans mon précédent article (hum, cet été !), cette version bénéficie d’un bien meilleur traitement que le premier jet :  le tube est en plexiglas coupé à l’usine, les bouchons sont en PEHD et la structure externe est réalisée en plaques de POM-C noir, le tout découpé sur plans dans une usine près de la zone industrielle de Carros.

Les pièces spéciales, comme les supports moteurs, les caches d’hélices et autres supports sur mesure, sont réalisés en impression 3D. Certains designs évoluent encore, pour optimiser le nombre total de pièces et faciliter l’assemblage, tout en préservant la fonctionnalité.

Les premières pièces seront livrées avant fin Novembre, pour être assemblées courant Décembre.

Intelligence Naturelle

A l’intérieur de la bête, l’architecture a été revue pour permettre à la carte Raspberry de jouer le rôle de cerveau : elle prend toutes les décisions et gère la mémoire du robot. La carte Arduino exécute et sert d’interface avec les moteurs et les des instruments. Enorme avantage : le wifi intégré sur la Raspberry permet de prendre le contrôle du robot à distance depuis un PC portable, d’accéder à tous ses paramètres et même de le programmer en direct ! C’est un gros changement, qu’il faudra soigneusement protéger pour éviter qu’un petit rigolo parvienne à hacker le robot pour en faire un Terminator.

Côté instruments, le robot dispose d’une puce GPS pour obtenir sa position en surface, un gyro-compas pour dériver sa position par rapport à son accélération, ainsi qu’un sonar et un capteur de pression / température, pour déterminer sa profondeur. L’interface avec le gyro-compas est particulièrement compliquée et demande beaucoup de patience… Autant dire que j’ai failli le réduire en nano particules plus d’une fois.

Error 404

Les moteurs et la pompe de ballast fonctionnent maintenant en 12V, pour plus de performance. Mais, grâce au service Colissimo de la Poste, la nouvelle batterie 12V n’est jamais arrivée. C’est marrant, parce qu’ils prétendent ne pas me trouver à mon adresse, mais ils me trouvent sans difficulté pour m’apporter la facture. Sans parler du service client qui est simplement inexistant ou des agents qui se contentent de me répéter ce que je peux lire sur le site internet.

Vous voyez bien que je n’avais plus de batterie !

Je dois donc en recommander une nouvelle et espérer pouvoir me faire livrer par un corbeau.

Winter is coming

Pour couronner le tout, une canalisation d’eau s’est mise à fuir dans la cave, juste au-dessus de mon atelier.  Au final, j’ai réussi à tout sauver et à colmater la fuite, mais quand même, ça m’a fait perdre un temps précieux. Et voilà que l’hiver arrive bientôt… Ca va devenir marrant de bosser dans la cave, en doudoune avec des moufles.

Mais le plus marrant, ça va être de tester tout ça. Je crois que je vais m’arranger pour avoir suffisamment de retard pour réaliser les tests en été 🙂

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Avancement (26/07/2018)

Le travail sur la seconde version du prototype continue !

Améliorations du Prototype v2

Comme vous pouvez le voir, cette nouvelle version dispose de nombreuses améliorations par rapport à la précédente. Voilà un bref résumé :

Un nouveau cylindre étanche, plus large (120mm au lieu de 100mm), composé d’un tube en plexiglas et fermé par deux bouchons. Le système de fermeture a été complètement revu, avec double joint toriques pour l’étanchéité. Le tout sera plus simple et plus efficace, permettant aussi de faire passer plus de câbles au travers des bouchons de fermeture. Cette nouvelle solution laisse plus de liberté pour installer des instruments dans et en-dehors de la partie étanche.

La forme générale, la structure et le support des propulseur ont été complètement changés, avec pour objectifs de faciliter l’installation des composants (lampes, propulseurs, sonar…) et la manipulation du drone. Deux propulseurs latéraux ont été ajoutés, pour permettre au drone de se déplacer ‘en crabe’ et de pivoter sur place.

Pour ceux qui aiment les images qui bougent, voilà une animation du nouveau modèle 3D du prototype :

Télécommande

Du côté de la télécommande, j’ai enfin pris le temps de me débarrasser du montage expérimental, pour le remplacer par un circuit imprimé (soudé par mes soins…). La carte Arduino Uno a été remplacée par une Nano plus compacte. L’idéal serait de réaliser un boitier sur-mesure, probablement en impression 3D ! Pour l’instant, la carte est fixée de manière très professionnelle avec un élastique sur la manette, mais ça marche. Voilà déjà le résultat :

Electronique

L’image ci-dessous montre les nouveaux éléments en cours d’assemblage :

  • un sondeur à ultra-sons pour donner la distance par rapport au fond;
  • un capteur de pression pour déterminer la profondeur sous la surface de l’eau;
  • un RaspBerry Pi 3 B+, qui réalisera les calculs en temps réel des données transmises par les différents instruments;
  • une antenne GPS;
  • une centrale inertielle 9 axes;
  • de nouvelles hélices de 55mm de diamètre (les anciennes mesuraient 35mm), avec un adapteur d’axe pour les fixer sur les moteurs électriques;

Le module de positionnement combiné (GPS et centrale inertielle) est en cours de développement. Le GPS fonctionne correctement et s’interface sans trop de complication avec la carte Arduino ou RaspBerry. L’antenne servira pour obtenir une position absolue lorsque le robot sera en surface.

Cependant, la centrale inertielle est moins coopérative et nécessite un filtrage des données mesurées (accélération, gyroscope et champ magnétique) très sensible. Il reste encore un peu de développement pour en tirer une position et une orientation satisfaisantes…

Fabrication

Pour fabriquer cette nouvelle version, je mettrai un peu moins de scotch, de colle et de pelletées de graisse pour que ça marche. Au revoir la cyanolit et la Dremel, bonjour impression 3D et usinage plastique.

Certaines pièces seront donc imprimées, comme les supports des propulseurs et des supports d’équipements internes, ce qui me permet d’utiliser des formes plus complexes et donc, de limiter les assemblages.

D’autres parties, notamment la structure et les bouchons, seront usinées en matière plastique (PEHD pour les intimes), puis assemblées avec de la visserie inox. Cela permettra de faciliter le montage et le démontage, tout en donnant une meilleure durée de vie à ce prototype.

Enfin, le nouveau tube en plexiglas a été réceptionné. Une fois que la structure et les bouchons seront usinés, l’assemblage pourra commencer !

En attendant, je vous souhaite à tous un excellent été et pour les plus chanceux, d’excellentes vacances !

A très bientôt !

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Nouvelles de l’engineering

Bonjour à tous !

Pour compléter la nouvelle précédente (voir ici), j’ai le plaisir de vous annoncer que j’ai commencé depuis le début du mois d’Avril une mission d’ingénierie à Monaco. Après 2 ans d’absence, je retrouve donc mes anciens collègues et amis, ainsi que la vue sur la mer, les voitures de luxe bloquées dans les embouteillages et les touristes. Ah, les joies de la Côte d’Azur !

On a fait pire comme conditions de travail.

Cette mission d’ingénierie (le E de NAUVA-E&R) me permettra de financer la campagne de test du prototype (le R !) ainsi que les développements nécessaires pour la prochaine version du prototype…  Parce que je pense déjà à l’étape suivante !

En effet, j’ai déjà commandé les composants pour donner des yeux, des oreilles et un cerveau au robot, afin de le rendre autonome. Et qui dit autonome, dit intelligence artificielle. Alors, j’ai commencé à développer le programme de l’IA, ainsi qu’un outil de simulation, afin de pouvoir le tester et régler les différents paramètres qui gouvernent son comportement. Il vaut toujours mieux se planter en simulation, que prendre conscience de ses erreurs en conditions réelles…

Ce machin gris est un AUV

J’utilise le moteur de jeu Unity pour sa facilité d’utilisation et de visualisation : en quelques minutes, on arrive à poser les bases du logiciel. J’ai reproduit la commande, le mouvement des vagues, la pression, la poussée d’Archimède, la poussée des moteurs, la consommation électrique… Et j’ajoute régulièrement des fonctionnalités, comme la détection d’obstacles et la perte de signal radio en plongée. De plus, Unity se code  facilement en C/C#, ce qui permet une excellente portabilité vers Arduino ou Raspberry Pi !

Autant dire que je suis bien occupé…

A bientôt !

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Avancement (15/04/2018)

Certains m’ont fait remarqué que je n’avais pas donné beaucoup de nouvelles ces derniers temps. En même temps, c’est pas faux. J’avais commencé à écrire cet article début Mars, et puis, une chose en entraînant une autre, voilà qu’on est déjà mi-Avril. C’est plutôt bon signe, non ?

Alors, je suis sûr que vous vous demandez tous si je suis parti en vacances ou si j’ai déjà abandonné. Même pas vrai ! Enfin, je suis quand même parti en vacances entre temps, mais… bon.

Prototype

Le prototype du robot a bien avancé !

Déjà, j’ai réalisé une erreur de conception : le cylindre étanche était positionné en partie basse. Pendant les premiers tests de flottaison et d’étanchéité, le robot n’était pas stable et penchait d’un côté ou de l’autre… Forcément, la partie qui flotte se trouve en bas ! C’était prévisible, mais bon voilà, je n’y avais pas pensé. Donc, un premier changement, relativement simple : renverser le cadre du robot et inverser les propulseur verticaux, pour que le cylindre étanche soit en partie haute du cadre, ce qui lui permet de trouver une position stable.

Ensuite, après avoir passé des semaines et beaucoup de patience pour maintenir l’eau en-dehors de mon cylindre étanche, j’ai décidé d’installer un ballast et donc de faire entrer de l’eau à l’intérieur du cylindre. Volontairement !

Forcément, j’ai du repenser la solution d’étanchéité, notamment au niveau du passage des câbles électrique et de la prise de la pompe de ballast. Alors, une application maîtrisée de colle sur le presse étoupe, de graisse sur les filets du bouchon et de silicone dans la gaîne des câbles a eu raison des dernières gouttes rebelles.

Tests

La solution a été testée plusieurs fois ‘à vide’, c’est à dire sans électronique dans le tube étanche, pour ne pas risquer de griller mes circuits bêtement. Et enfin, fin Février, le robot complet a pris ses premiers ‘bains’ avec succès ! J’ai pu tester le fonctionnement des moteurs, du ballast et de l’électronique.


Comme on peut le voir sur la vidéo… l’AUV n’était pas lesté et ne pouvait donc pas plonger, malgré le remplissage du ballast et les propulseurs verticaux. Sacré Archimède. Depuis, j’ai ajouté du lest sur la structure extérieure, pour l’alourdir et le stabiliser (il penchait vers l’arrière). Notez que j’ai utilisé des vis (on reste low tech…), bien pratiques pour leur poids de 25g chacune.

Mais aussi, quel est l’intérêt de faire plonger un sous marin si on ne peut même pas voir ce qu’il se passe ? Alors, j’ai vissé une caméra étanche à l’avant, juste sous le cylindre.

Tout ce petit monde devait se jeter dans une piscine, mais je n’ai pas encore pu réaliser ces fameux tests. Pour cause de : travaux de la piscine, de pluie diluvienne et de… travail !

Mais rassurez vous: ça ne saurait tarder et je ne manquerai pas de vous montrer ce que ça donne, avec un belle vidéo de la première plongée !

A très bientôt pour d’autres nouvelles…

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Bras Robot

Qui n’a jamais joué à se déguiser en robot quand il ou elle était enfant? Pour ma part, je récupérais les boîtes de lessive et de céréales en carton, je les enfilais sur les bras, les jambes et la tête : voilà, j’étais devenu une super machine. Je ressemblais carrément à ce petit garçon :

Quand on parle de robot, on pense souvent à un androïde articulé en métal et une voix synthétique. Un peu comme notre ami Atlas, qui ressemble de plus en plus à un T800.

Que serait un robot sans bras équipés de doigts, d’une pince ou d’un outil, qui lui permettrait d’interagir avec son environnement (comme éliminer l’espèce humaine) ? Pas de bras, pas de chocolat et pas de jugement dernier.

Les ROV (Remote Operated Vehicle) utilisent souvent un ou plusieurs bras pour manipuler des vannes ou attraper divers objets sous l’eau (voir cette vidéo, par exemple).
Alors, je vais commencer par concevoir un bras à mon robot ! Il ressemblera à quelque chose comme ça :

Modèle 3D avec Autodesk Fusion 360

Première étape : le dessin. Je vous épargnerai les ébauches au crayon sur mon cahier pour passer directement au modèle 3D. Je l’ai réalisé avec le logiciel Autodesk Fusion 360, qui est gratuit pour les étudiants et les start-ups.

Pour ce premier modèle, j’ai conçu un bras standard avec 5 degrés de libertés (DOF), en utilisant 3 servo-moteurs puissants (4kg.cm) et 2 micro-servos (1kg.cm). Le bras peut donc tourner autour de l’axe vertical, s’incliner, se plier. Il peut pivoter son poignet et ouvrir/fermer la pince pour attraper des objets.
Et pour faire le test, une vidéo du modèle 3D.

Malheureusement, Fusion 360 ne permet pas encore d’animer les articulations pour générer une vidéo. Je peux juste tourner autour, faire bouger / apparaître / disparaître les pièces, mais sans tenir compte des contraintes. Il faudra attendre une éventuelle mise à jour, ou alors, que j’en fasse une animation image par image, en bougeant chaque pièce séparément. Je vous aime bien, mais y’a des limites !

Création

Passons maintenant à la réalisation. Pour ce premier essai, je vais me contenter de carton et de plasticard : c’est facile à travailler et je peux me permettre de me tromper plus que de raison. J’ai défini les formes et les dimensions de chaque pièce, je peux donc facilement découper et assembler au fur et à mesure.

 

Fixation de la base tournante et du bras
Fixation de l’avant bras
Collage du support pour le poignet
Préparation de la pince
Le bras est complet !

Test et vidéo

Maintenant que tout est assemblé, j’ai envie de le tester !
Le contrôle se fait avec la commande de la PS2, en utilisant les joysticks pour contrôler les mouvements des servos :
– Gauche X : rotation de la base
– Gauche Y : inclinaison du bras
– Droite X : rotation de la pince
– Droite Y :  flexion de l’avant bras
– Bouton X : ouverture / fermeture de la pince
Comme on peut le voir, les mouvements sont encore un peu saccadés, mais j’arrive à résoudre ce problème en installant des condensateurs sur l’alimentation des servos et en réduisant la vitesse dans le code. En tous cas, ça marche

Améliorations

Parmi les améliorations possibles, je pense ajouter un degré de liberté : la flexion du poignet pour faciliter la préhension d’objets et avoir ainsi 6 degrés de liberté.

De plus, je pense à terme réaliser les éléments en plastique, par exemple en impression 3D. Ca me permettra de tester cette méthode de fabrication, qui me sera sûrement utile pour plein d’autres applications.

A très bientôt pour de nouvelles aventures !

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NAUVA-ER

Bonjour à tous !

Je vous souhaite à tous une excellent année 2018 !

Qu’elle soit pleine de projets passionnants, de réussites et de bonheur.
Et surtout, comme on dit à Nice : « A l’an que ven, se li siam pas mai, que li siguèm pas mens ! »

Pour ma part, j’ai une bonne nouvelle pour commencer l’année : l’entreprise NAUVA – E&R SAS est maintenant immatriculée au R.C.S. de Nice ! Deux raisons de sortir le Champagne !

Le ‘E & R‘ représente les deux activités principales :
– Engineering : la sous-traitance d’études d’ingénierie pour les entreprises.
– Robotics : la conception et la fabrication de robots sous-marins pour les particuliers et les entreprises, ainsi que les services associés.

Enfin, c’était aussi parce que d’autres ont été plus rapides que moi et ont déposé le nom NAUVA avant moi… Il fallait bien que je me démarque !

Les bénéfices de l’activité d’ingénierie me serviront à financer les développements de l’activité robotique, afin de limiter le besoin de financement extérieur ou d’emprunt auprès des banques.

Ce n’est donc plus un ‘projet‘, mais bel et bien une entreprise. Ce qui fait de moi un chef d’entreprise !
Je dispose maintenant d’une nouvelle adresse email pro : gael.debressy@nauva-er.com et par la même occasion, ce ‘blog’ migrera à terme vers un site dédié, avec plus de fonctionnalités (version en anglais et en français, catégories bien distinctes, interfaces).

Je tiens à remercier tous ceux qui me soutiennent dans cette aventure et qui, je l’espère, continueront à me soutenir pour la suite ! Parce que les choses sérieuses commencent… maintenant !

Je ne pouvais terminer ce post sans saluer au passage notre fabuleuse administration française, qui transforme chaque étape de la vie d’un entrepreneur en une superbe expérience orwellienne.

A très bientôt pour quelques nouvelles sur l’avancement du prototype… qui fait la tête après la fête. On dirait que l’électronique n’a pas aimé le foie gras et le champagne, ou c’est le fait de changer d’année. Allez savoir !