Catégorie : Prototype

Au programme aujourd’hui, pas mal d’améliorations et d’ajout de fonctionnalités nécessaires au fonctionnement du robot ! Parce qu’un sous marin autonome qui prend l’eau, ne sait pas où il est et qui en plus n’y voit rien, ça ne sert pas à grand chose, hein ?

Amélioration du bouchon pour la caméra

Commençons par la caméra… Jusqu’à présent, je n’avais pas pris la peine de faire un bouchon transparent. Par souci de simplicité et de temps, le bouchon avant du robot est plein et opaque. Autant dire que la caméra ne peut rien voire et le robot est aveugle !

Un premier changement simple a donc été de rajouter une bulle transparente en plexiglas, avec un diamètre externe suffisant pour pouvoir utiliser les vis du bouchon pour se fixer, avec un joint en caoutchouc pour l’étanchéité. Reste à faire fabriquer !

Amélioration du support de la caméra

La caméra de la Raspberry est fixée sur le support de l’électronique, ce qui lui permet de voir ce qui se passe directement en face du robot. Comme le robot peut pivoter facilement sur son axe, il peut regarder ce qu’il se passe à gauche comme à droite. Simple.

Mais si on veut regarder vers le haut et vers le bas ? Ah… oui, ben non, en fait.

Alors, me voilà parti pour designer un petit support articulé, dont l’orientation verticale est contrôlée par un micro servo 9g. Les pièces seront imprimées en 3D (merci Brian 🙂 ) et assemblées directement sur le support de l’électronique, de sorte à ce que la caméra se retrouve au centre de la bulle. Pratique, pour pouvoir regarder vers le haut et le bas sans être gêné par le bouchon !

Nouvelle centrale inertielle

Je dois avouer que la centrale inertielle (MPU 92/65 pour les intimes) m’a donné du fil à retordre. Le problème : combiner les 3×3 valeurs retournées par le magnétomètre, l’accéléromètre et le gyroscope, afin d’en déterminer une orientation. Elle m’a un peu énervé et je dirais même qu’elle m’a rendu dingue, tellement il est presque impossible d’obtenir quoi que ce soit d’exploitable sans être formé par la NASA.

Alors, un petit tour sur le dark web des makers et… voilà ! Une carte qui inclut une centrale inertielle 9 axes ET une puce qui fusionne les valeurs en un zoli vecteur tout bien formaté. Alléluia : grâce à cette carte, le robot saura à peu près dans quelle direction il regarde et même (avec un peu de programmation et pas mal de chance) savoir où il se trouve…

Enfin, dès que j’aurais réussi à la faire marcher : les dieux de Raspberry ne sont pas de mon côté, pour le moment.

Amélioration des propulseurs

La solution d’étanchéité des propulseurs est assez simple. Voire même, inexistante. J’ai donc décidé d’améliorer cette partie aussi, afin de mieux protéger les moteurs électriques et augmenter leur durée de vie.

L’étanchéité sur une partie tournante nécessite un roulement et pour faire bien, un joint tournant (joint Spi). Vu l’espace dont je dispose autour des carénages des propulseurs, je décide d’utiliser des roulements étanches, qui ne sont donc pas sensés laisser passer d’eau. Un capot amovible sert de logement pour le roulement et vient écraser un joint plat contre le moteur pour assurer l’étanchéité.

De l’autre côté, j’essaye de simplifier l’assemblage du bouchon du câble, en le combinant avec le presse étoupe. Ça permet de réduire le nombre de pièces à assembler et réduire par la même occasion une source de fuite, là où le presse étoupe traverse le bouchon. Malheureusement, le premier essai n’est pas concluant : les pinces qui servent à serrer le joint cylindrique sur le câble sont trop fines pour être imprimées et se cassent dès qu’on les comprime 🙁

« Cent fois sur le métier remettez votre ouvrage »

Entre la centrale inertielle et la solution d’étanchéité à affiner, j’ai encore du boulot. Alors… j’y retourne !

En ce début d’année, il est temps de vous donner quelques nouvelles sur l’état d’avancement du robot et les derniers développements…

Moteurs !

Pour commencer, il fallait déjà… terminer les moteurs pour les propulseurs latéraux.

Les moteurs sont insérés dans leur carénage étanche et enfin, installés au milieu des tubes de support. Mais là, petite surprise : les tubes sont 1cm trop long et je ne peux pas les monter. Allez, c’est pas grave, Brian s’est fait une joie d’en ré-imprimer 🙂

Montage…

Et voilà: tous les moteurs sont en place, alimentés par la batterie 12V, connectés à leur carte de contrôle, elles mêmes connectées à la carte Arduino, elle même contrôlée par la Raspberry…

Voilà, c’est très simple, et encore il n’y a pas encore les instruments 🙂
Les premiers tests sont lancés : tout fonctionne correctement !

Ça tourne !

La prochaine étape, c’est de développer un programme sur la Raspberry qui me permette de contrôler le robot:

• soit en lui fournissant des instructions en direct (avancer, tourner, etc..)
• soit de manière autonome (une fameuse intelligence artificielle)

Mais là, je ne suis pas un pro de Python… En fouillant un peu, j’ai trouvé la solution : la librairie pygame, qui sert à créer des jeux sur Raspberry, dispose de toutes les fonctionnalités dont j’ai besoin. On peut créer une interface visuelle, avec l’affichage de la vidéo, superposer des données d’instruments et gérer les interactions avec une souris, un clavier et même… un joystick.

Grâce à cette librairie et les nombreux exemples qui l’accompagnent, j’ai pu développer une interface de base, qui me permet de transmettre directement les instructions aux moteurs : je peux donc contrôler le robot en direct avec un cable, mais aussi à distance avec un ordinateur connecté au wifi ou à la 4G !

A terme, voilà à quoi devrait ressembler cette interface pour l’utilisateur :

Pour avoir accès à la vidéo en temps réel, je pense préparer dans un premier temps une version câblée, type ROV, pour ensuite y ajouter de l’intelligence artificielle qui permettra au robot de se réaliser des tâches en autonomie.

Mais tout ça, ça sera pour plus tard !

Quelques voies d’eau !

Décidément, on dirait que c’est une habitude… Avec tout ce qu’il est tombé ces dernières semaines, je m’en sors plutôt pas mal : à peine quelques gouttes ont trouvé leur chemin jusqu’au plafond de la cave, juste de quoi remplir un demi seau en 2 semaines.

Oui mais voilà, ces gouttes ont décidé d’un commun accord de tomber à quel endroit ? Au milieu ? Dans un coin ? Nenni : au beau milieu de l’établi, juste à la verticale du robot 🙁

Je sais, vous allez me dire que c’est normal pour un sous marin d’être mouillé. Mais en général, on ferme les écoutilles avant de plonger ! Heureusement, je m’en suis aperçu rapidement et je n’ai pas eu de dégâts…

En attendant…

Du coup, en attendant, j’en ai profité pour améliorer mon espace de travail ! Tout d’abord, un panneau mural pour y accrocher les outils. Notez, c’est pas mal aussi pour éviter de faire tomber des petites pièces derrière l’établi 🙂

Ensuite, une étagère par dessus. Ça dégage de l’espace pour le travail et je peux y ranger tout un tas de trucs plus utiles les uns que les autres. En gros, du vrac.

J’étais chaud, la perceuse était branchée, j’ai enchaîné avec une étagère qui vient combler l’espace entre l’établi et le mur. Là aussi, bien pratique pour éviter de perdre des machins de ce côté là, en plus de fournir un bel espace pour mettre l’électronique à portée de main !

Je dispose maintenant d’une solide réserve de trucs et de machins disposés (en vrac) dans des boîtes (bien rangées) ! En plus, la partie gauche est dédiée à l’électronique et la programmation, tandis que la partie droite sert plutôt à la mécanique. On peut dire que je suis bien installé.

C’est pas tout ça…

Oui bon, je ne suis là non plus pour faire du bricolage ! Alors, je remets la bête sur l’établi et on continue. Tout d’abord, je complète le câblage des propulseurs axiaux et verticaux.

Par la même occasion, j’ai fabriqué un support pour les nouvelles cartes de contrôle moteurs, plus grandes que les anciennes. Pour l’instant, c’est simplement des morceaux de plastiques collés, mais mon camarade Brian est déjà en train de l’imprimer 🙂

J’ai aussi décidé de changer de solution de ballast : cette fois ci, un ballast à piston de 200ml, en utilisant une… seringue. Oui, c’est low cost ! Le principe est simple : un moteur fait tourner un engrenage, qui fait avancer / reculer une tige filetée attachée au piston, qui va aspirer ou rejeter l’eau.

Cette solution prend un peu plus de place, surtout à cause de la tige filetée qui recule, mais ça tient mieux la pression et ça permet de mieux contrôler le niveau du ballast.

Il faut aussi fabriquer un nouveau support, sur lequel je fixerai les 2 batteries et qui laissera un peu plus d’espace pour faire passer les câbles entre l’avant et l’arrière de la partie étanche. Comme d’habitude, je commence par une version bricolée en collant et vissant des bouts de plastique découpés, en attendant de terminer le modèle 3D et d’en imprimer une version propre.

Avec un peu de montage, de câblage et d’assemblage, voilà ce que ça donne en situation… Ça commence à être bien rempli ! 😀

Il ne manque plus que les propulseurs latéraux, que Brian doit ré-imprimer suite à un léger problème de cote… fausse. Oups.

Je suis sur la bonne voie : quand le ballast sera prêt, le sous marin sera prêt à naviguer de nouveau ! Mais ça, c’est une autre histoire 😉

A bientôt !

Bonjour à tous,

Maintenant que NAUVA dispose d’un peu plus d’espace, je peux reprendre l’assemblage et les tests des différentes parties du robot.

Tests de la propulsion

Après tout ce temps passé dans une boîte, j’ai enfin assemblé les moteurs dans leur carénage. Auparavant, je colmatais les trous dans les moteurs avec du scotch et je complétais avec de la graisse. Du coup, j’en ai profité pour ajouter un joint plat, fabriqué main s’il vous plaît, pour assurer une meilleure étanchéité. Cette solution là est nettement plus propre et a l’avantage d’être facilement démontable / remontable. Notez que je me suis amélioré sur la précision de réalisation depuis ces photos 😉

Ensuite, j’ai procédé à quelques ajustements sur la longueur de câble, pour limiter les efforts et permettre de facilement les sécuriser sur la structure. Jusque là tout va bien !

Tout est en place : alimentation des cartes en 5V et alimentation des moteurs en 12V, l’interface Raspberry et Arduino fonctionne. Je peux enfin faire tourner les hélices !

Après quelques essais, je déchante un peu : la carte de contrôle des moteurs chauffe beaucoup… Au bout de quelques secondes de fonctionnement, les moteurs s’arrêtent et la carte est brûlante (>70°C). Oups ! Visiblement, la carte (à base de L298N) n’aime pas vraiment les démarrages et arrêts intempestifs, qui lui font voir des courants assez forts. Lorsqu’elle chauffe trop, elle se met en PLS et tout s’arrête : elle a besoin de quelques minutes pour refroidir.

Si ça ne faisait pas ça lors des tests précédents, c’est parce que je faisais tourner les moteurs un par un, avec suffisamment de temps entre chaque test de fonctionnement pour que la carte revienne à température ambiante. Après quelques recherches sur internet, je comprends que cette technologie n’est pas adaptée à la puissance et au fonctionnement des moteurs. Pas le choix, il faut changer de contrôleur.

Nouveaux contrôleurs

J’opte pour une carte permettant de faire passer 7 Ampères par moteur, mais qui présente l’avantage d’avoir le même principe de contrôle que la précédente. Je reçois ma commande en un temps record et je peux aussitôt les tester en conditions. Par contre, elle est légèrement plus grande, ce qui m’impose de redessiner et re-imprimer de nouveaux supports !

Le résultat est… surprenant : les moteurs n’ont jamais tournés aussi vite, et la carte ne semble même pas chauffer !  Je suis obligé de réduire la vitesse de rotation, simplement parce que les vibrations font trembler l’établi tout entier ! D’ailleurs, si je n’arrive pas à faire naviguer le robot, je pourrais tout à fait le transformer en drone aérien… 😀

Donc, c’est un mal pour un bien : j’ai enfin trouvé une solution simplement parfaitement adaptée pour cette utilisation. Le contrôle de la carte est simple, l’interface sans ambiguïté et les performances sans commune mesure avec celles qu’elles remplacent.

A très bientôt pour la suite de l’assemblage !

Depuis quelques mois, le projet était littéralement au fond d’une boîte.

Mais c’était pour une bonne raison : il attendait son déménagement 🙂
Finie, la toute petite cave de 8m² avec des tuyaux qui fuient juste au dessus de l’atelier… NAUVA a officiellement emménagé dans ses nouveaux locaux !

Après avoir monté quelques meubles et déballé les cartons, je me suis attelé à la création du nouvel atelier.

Comme vous pouvez le voir, avec quelques palettes et deux planches en pin, le tour est joué. Je dispose maintenant d’un super terrain de jeu pour bidouiller : un établi de 2m² et pas moins de 30m² pour ranger les outils, les pièces et les composants… Autant dire que je vais bien m’étaler ! Mais pour bien faire, je compléterai quand même avec quelques étagères et un panneau mural pour les outils.

Notez que le robot a aussitôt repris sa place : sur l’atelier, les tripes à l’air et les fils dénudés. C’est comme ça qu’il est à l’aise.

J’en ai profité pour reprendre là où je l’avais laissé : l’assemblage et les tests des différents ensembles. A commencer par la propulsion !

Le travail recommence : les affaires reprennent 😉

Je vous laisse, j’ai encore plein de boulot !

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 😉