Généralités Electriques
Robin DUMONTIER - 26/02/2014
Introduction
A partir du cahier des charges et du diagramme FAST, plusieurs besoins sont apparus qui sont résolus grâce à de multiples composants physiques ou électroniques. La partie électrique développent toute ce qui est relatif à ces composants électroniques. Nous allons donc étudier dans cette partie, tous ce qui est en rapport avec la recherche, le choix, la conception et la réalisation du circuit électrique: d'une part les caractéristiques générales et d'autre part les différents types de composants et leur(s) fonction(s).
Caractéristiques Générales
Un circuit électrique possède des caractéristiques globales comme son alimentation, son type de courant, la tension délivrée par la source d'énergie choisie,...
Dans notre cas, DrawBot utilise les bases du chariot de golf disponible en classe. Il y a donc de nombreux points communs entre les deux appareils. En effet, nous allons utiliser la même batterie que celle du chariot, celle-ci définit ainsi plusieurs caractéristiques pour la partie électrique mais aussi pour le Robot:
- la tension d'alimentation du circuit sera du 12 V continu.
- Sa capacité de 24 A.h qui induit une limite d'utilisation (une autonomie) qui dépend également de la consommation de courant du robot.
De plus, le circuit électrique est divisé en deux parties distinctes:
- La carte de commande qui comporte les composants électroniques qui gèrent les informations et l'interface avec l'utilisateur, notamment le microprocesseur, ces entrées et sorties. Cette carte supporte un courant faible.
- La carte de puissance qui permet de gérer les composants puissants tels que les 2 moteurs principaux, l'électrovanne,...
Ces 2 cartes sont reliées entre elles par des transistors de puissances qui supportent un courant important et qui sont commandés suivant le type par une simple tension ou par un faible courant.
Les Composants
Ici, il est nécessaire de différencier deux types de composants électroniques: d'un côté il y a les composants qui ont une fonction dans le fonctionnement du robot et d'un autre côté les composants qui sont nécessaires au bon fonctionnement et à l'optimisation du circuit électrique/électronique comme une diode de roue libre pour protéger un relais par exemple ou bien encore le petit composant SerLCD Sparkfun qui permet de réduire le nombre de sorties sur le microprocesseur dédiées à l'écran LCD.
Est listé ci-après les composants de premier type ainsi que leur(s) fonction(s):
- 2 moteurs puissants (ceux du chariot de golf) : Déplacement du Robot. (cf. partie dédiée)
- Une électrovanne: Tracé du plan en ouvrant un robinet qui permet le dépôt de plâtre/chaux.
- Accumulateur: Batterie (celle du chariot): Alimentation du Robot
- Microprocesseur Arduino: Traitement de l'information
- Ecran LCD: Interagir avec l'utilisateur
- Lecteur de carte mini-SD: Rentrer le plan d'un bâtiment dans le système
- Capteurs/Récepteurs Lasers: Se géolocaliser
Enfin, concernant le deuxième type de composants, il est important de noter l'importance des transistors qui permettent l'interface entre les deux cartes et qui permettent l'utilisation de la MLI (modulation de largeur d'impulsion), très importante pour modifier la vitesse du moteur.