Tests en piscine

A l’eau !

Le robot prêt à être mis à l’eau

Après avoir plusieurs fois reporté l’événement pour diverses causes (pas assez d’eau, trop d’eau, trop froid, manque de temps…), j’ai finalement réussi à réunir les conditions nécessaires pour réaliser les tests en piscine du robot !

Je tiens donc tout d’abord à remercier Albin et Julia pour le prêt de leur piscine, et surtout à Marc, pour avoir réussi à me motiver et avoir accepté de se mouiller pendant que je restais bien au sec… Pour info, l’eau était à 12°C !

C’est donc avec grand plaisir et un peu d’appréhension que j’ai mis le robot dans l’eau pour la première fois, Jeudi 19 Avril. J’avais passé en revue les différentes catastrophes qui pouvaient en découler (il ne marche pas, il prend l’eau, il reste bloqué au fond, il s’enfuit, il attaque les gens et déclenche le soulèvement des machines…), mais j’ai du me rendre à l’évidence : on était prêt à le faire et il fallait simplement accepter le risque.

Lestage / équilibrage

Après avoir résolu les quelques fuites récalcitrantes (« La graisse, c’est la vie » disait Caradoc), on a put ajuster le lestage et l’équilibrage. Les quelques 500g de lest que j’avais déjà fixé sur le cadre ne suffisaient pas à le rendre neutre en plongée : il manquait encore 1.5kg de plomb ! On a donc attaché une ceinture de plongée, positionnée au 3/4 avant du robot.

Avec ce réglage, le robot plonge et remonte sans aucun effort, avec une assiette bien à plat.

Tests en surface

Il flotte !

On a pu procéder au tests de navigation en surface. Le robot répond bien aux ordres transmis par la télécommande, même si le lest additionnel le ralentit considérablement… En surface, on arrive à le contrôler sans trop de difficulté sur toute la longueur de la piscine, sans perte du signal radio. Ça, c’est fait !

Tests en plongée

Avec la ceinture de lestage en place, le robot s’éloigne doucement du bord de la piscine et rejoint le milieu, accompagné par Marc qui le surveille. Une petite impulsion sur les propulseurs verticaux et, hop !, il disparaît sous la surface quelques secondes, avant de remonter lentement.

Il plonge…

Le ballast interne est vide, donc le robot est légèrement positif : il a tendance à remonter tout seul. Je remplis le ballast et là, le voilà qui se stabilise sans difficulté à 30 centimètres sous la surface. Je me sers alors des propulseurs verticaux pour régler sa profondeur, mais j’atteins rapidement une limite : le signal radio ne porte pas loin sous l’eau !

En effet, à 2 mètres du bord, le robot reste contrôlable en plongée, jusqu’à 1.5m de profondeur. Par contre, dès qu’il s’éloigne, le signal perd en intensité, limitant la profondeur maximum où il reste sous contrôle : à 6m du bord, il ne peut plonger qu’à 50cm avant de perdre le contact.

L’eau est un mauvais isolant pour le courant électrique, ce qui fait que le signal radio est partiellement diffusé par le milieu, en fonction de la fréquence du signal et la concentration en sels et minéraux. Ainsi, dans l’eau douce d’une piscine, mon signal 433MHz arrive à atteindre le fond de la piscine à quelques mètres de l’émetteur, là où un signal à 2.4GHz (typiquement le WiFi ou le Bluetooth) ne dépasseraient pas quelques centimètres. Un signal en 27MHz (typique des amateurs de CB ou de modélisme) est capable de traverser environ 10m d’eau douce ! Mais en eau de mer (donc, conductrice…), c’est une autre affaire !

Vidéo des tests

Vous avez été sages, alors voilà une vidéos des tests réalisés !

 Bilan

Le robot a donc correctement réagi aux instructions que je lui ai transmis par radio, même à 1.5m de profondeur. Le ballast a parfaitement joué son rôle d’équilibrage en permettant de régler la densité et de monter / descendre naturellement. Ces test m’ont permis de déterminer le bon lestage à appliquer pour obtenir une flottabilité neutre et un bon équilibrage.

En revanche, il y a un temps de latence dans le programme pour limiter la consommation électrique, ce qui fait que les instructions de déplacements manquent de précision. Avec le lestage, les propulseurs peinent à faire avancer ou tourner le robot : des hélices plus grandes (55mm au lieu de 35mm) pourraient améliorer les performances.

De plus, le principe de contrôle des propulseurs peut être amélioré pour permettre de tourner plus facilement lorsque le robot est en mouvement : actuellement, le robot marque une pause avant d’exécuter l’instruction de tourner.

On a pu se rendre compte que la solution de fermeture avec un bouchon à visser fonctionne, mais… qu’elle n’est pas très pratique ! A chaque test, on devait ouvrir le robot pour vérifier l’électronique et chaque ouverture / fermeture prend du temps. Sans compter qu’il faut vérifier l’étanchéité après chaque ouverture du cylindre, le plus souvent en remplissant les filetages avec de la graisse. Caradoc serait fier de nous !

Et la suite…

Les prochaines étapes pour le robot seront donc :
– une nouvelle solution de fermeture du tube
– des hélices plus grandes pour une meilleure propulsion
– une logique revue pour un meilleur contrôle
– de nouveaux composants pour le rendre autonome (GPS, gyrocompas, pression, sonar…)
– un nouvel agencement des moteurs pour permettre les mouvements latéraux (peut être avec des pods orientables)
– un tube plus grand… pour faire entrer les nouveaux composants !

Je vous remercie d’avoir lu jusque là !
La campagne de tests n’est pas finie : on y retournera à chaque fois qu’un nouveau composant sera ajouté et pour tester le programme autonome.  Et pourquoi pas un test en mer ?

A très bientôt pour de nouvelles aventures sous-marines…

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 !

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…