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De nombreuses personnes croient qu’un robot est une machine autonome. Cependant, si on élargit légèrement la définition de ce terme, on peut aussi considérer comme des robots les machines télécommandées. Vous pourriez penser que la construction d’un tel appareil est quelque chose de compliqué, mais en fait, il n’y a rien de plus simple une fois que vous avez les connaissances nécessaires. Un tournevis, un soupçon de science et c’est parti !
Étapes
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Sachez ce que vous allez construire. Vous n’allez pas construire ici un humanoïde à taille humaine qui va faire toutes vos basses besognes. Vous n’allez pas non plus fabriquer un robot avec des pinces partout qui peut soulever 50 kg. Vous devez commencer par construire un robot qui peut se déplacer en avant, en arrière et sur les côtés lorsque vous actionnez la télécommande. Cependant, une fois que vous avez compris les bases de ces manœuvres et que vous avez fabriqué ce robot simple, vous pouvez le modifier et passer à des choses plus compliquées. Vous devez toujours garder en tête qu’un robot n’est jamais terminé. Vous pouvez toujours le modifier et l’améliorer.
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Planifiez le robot. Avant de commencer la construction, vous devez commander les éléments dont vous allez avoir besoin. Pour ce faire, vous devez réfléchir au design. Si c’est votre première création, choisissez quelque chose de simple avec deux servomoteurs sur une plaque en plastique. C’est quelque chose de très simple qui vous permet en plus d’ajouter d’autres éléments plus tard si vous le souhaitez. Vous allez alors obtenir quelque chose qui mesure 15 × 20 cm. Pour un robot aussi simple, il vous suffit de dessiner le design sur une feuille de papier avec une règle. Puisqu’il est petit, dessinez-le à l’échelle réelle sur le papier. Lorsque vous fabriquerez des machines plus complexes, vous pourrez apprendre à utiliser des logiciels de conception assistée par ordinateur (CAO) ou des programmes similaires comme Google Sketchup.
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Choisissez les éléments. Vous ne devez pas encore les commander, mais vous devez les choisir lors de cette étape et savoir où les acheter. Essayez de choisir le moins de sites Internet possible pour faire des économies sur les frais de transport. Vous avez besoin de matériaux pour le châssis, deux servomoteurs, une batterie, un émetteur et un récepteur.
- Choisissez le servomoteur. Pour faire bouger le robot, vous allez avoir besoin de moteurs. Vous devez en installer un pour chaque roue. De cette façon, vous pouvez utiliser la méthode de direction la plus simple, le différentiel. Cela signifie que pour avancer, les deux moteurs vont tourner en avant, pour reculer, ils vont tourner tous les deux en arrière et pour tourner, l’un d’entre eux va tourner pendant que l’autre ne bouge pas. Un servomoteur est un appareil différent du moteur DC de base, car il possède des roues dentées, il ne peut tourner qu’à 180 degrés et il peut indiquer sa position actuelle. Ce projet va faire appel à ce genre de moteur, car ils sont plus faciles à utiliser et vous n’aurez pas à acheter de boite de vitesse couteuse. Une fois que vous avez compris comment construire le robot télécommandé, vous pouvez en fabriquer un autre (ou modifier celui-ci) pour y installer des moteurs DC. Il y a quatre choses auxquelles vous devez réfléchir lorsque vous achetez des servomoteurs : la vitesse, le couple moteur, la taille et le poids ainsi que la rotation. Puisque les servomoteurs ne peuvent pas tourner à plus de 180 degrés, vous ne pourrez pas amener les vôtres bien loin. Il existe cependant des moteurs qui peuvent tourner à 360 degrés, ce qui vous permet de les faire tourner en continu. Assurez-vous que ceux que vous achetez font partie de cette catégorie. La taille et le poids ne sont pas des considérations vraiment importantes pour ce projet, car vous avez de toute façon beaucoup de place. Essayez d’en trouver de taille moyenne. Le couple moteur indique la force du moteur. C’est là que les roues dentées deviennent utiles. S’il n’y a pas de roues dentées et si le couple moteur est bas, le robot ne va pas pouvoir avancer, car il n’en aura pas la force. Vous devez trouver un couple moteur élevé, mais méfiez-vous, car plus il est élevé et plus la vitesse est basse. Pour ce projet, vous devez trouver un bon équilibre entre vitesse et couple. Plus, lorsque vous avez terminé, vous pouvez toujours acheter des servomoteurs plus puissants ou plus rapides. On recommande le Hitec HS-311 pour ce premier robot. C’est un moteur avec un bon rapport entre la vitesse et le couple, il ne coute pas cher et sa taille est parfaite pour ce projet. Faites une recherche en ligne pour trouver un magasin près de chez vous qui le propose.
- Puisque le servomoteur ne peut tourner qu’à 180 degrés, vous allez devoir modifier celui-ci pour qu’il tourne en continu. En le modifiant, vous allez annuler la garantie, mais c’est une étape essentielle dont dépend le reste.
- Choisissez une batterie. Vous devez alimenter le robot en électricité. N’utilisez pas de courant continu (c’est-à-dire de câble branché sur une prise), utilisez plutôt une batterie DC.
- Choisissez le type de batterie. Il existe trois types principaux de batteries que vous devriez envisager. Il y a celles au lithium (LiPo), les NiMH, les NiCad et les piles alcalines.
- Les batteries LiPo sont le type plus récent que vous pouvez acheter et elles sont extrêmement légères. Cependant, elles sont dangereuses, elles coutent cher et elles demandent un chargeur adapté. Vous ne devez les utiliser que si vous avez déjà de l’expérience dans la construction de robots et si vous êtes prêt à débourser un peu plus pour votre projet.
- Les piles NiCad sont des batteries rechargeables. On les utilise souvent pour les robots. Le problème majeur de ce modèle est qu’il va durer beaucoup moins longtemps si vous rechargez les batteries alors qu’elles ne sont pas complètement vides.
- Les piles NiMH ont une taille, un poids et un prix similaire aux piles NiCad, mais elles présentent de meilleures performances et c’est le modèle que l’on conseille généralement aux débutants.
- Les piles alcalines sont le type non rechargeable le plus répandu. On en trouve partout (vous en avez probablement à la maison), elles ne coutent pas cher et il est facile de s’en procurer. Cependant, leur durée de vie est courte et vous allez devoir en racheter en permanence. Ne vous en servez pas.
- Vérifiez les spécifications de la batterie. Vous devez choisir une tension pour votre batterie. En général, la plupart des robots de ce type fonctionnent sous une tension comprise entre 4,8 et 6 V. La plupart des servomoteurs fonctionneront bien sous ce type de tension. Il est généralement recommandé d’utiliser du 6 V (si vos servomoteurs peuvent le supporter, ce qui est le cas de la plupart), car cela permet de leur envoyer plus de puissance et de les faire tourner plus vite. Maintenant, vous devez réfléchir à la capacité de la batterie. Elle est indiquée en mAh (milliampère pendant une heure). Plus cette valeur est haute, plus la batterie sera couteuse et lourde. Pour un robot de la taille que vous prévoyez, il est recommandé d’utiliser une batterie de 1 800 mAh. Si vous hésitez entre une batterie de 1 4500 et de 2 000 mAh pour le même voltage et le même poids, choisissez celle de 2 000. Elle va couter à peine plus cher, mais elle sera meilleure que la précédente. Vous ne devez pas non plus oublier de vous procurer un chargeur pour la batterie que vous avez choisie. Faites une recherche en ligne pour trouver un chargeur adapté.
- Choisissez le type de batterie. Il existe trois types principaux de batteries que vous devriez envisager. Il y a celles au lithium (LiPo), les NiMH, les NiCad et les piles alcalines.
- Choisissez le matériel pour votre robot. Il a besoin d’un châssis sur lequel vous allez installer le matériel électronique. La plupart des machines de cette taille sont faites de plastique ou d’aluminium. Pour un débutant, il est recommandé d’utiliser un type de plastique appelé polyéthylène haute densité (PE-HD). Il est facile à travailler et il ne coute pas cher. Lorsque vous décidez de l’épaisseur que vous voulez, optez pour 6 mm. Lorsque vous décidez de la largeur, vous devriez choisir une plaque plus grande que la machine que vous voulez construire au cas où vous vous tromperiez en la découpant. En général, il est recommandé d’en acheter une du double de la taille du robot. Cependant, vous devriez quand même en acheter plus. Faites des recherches en ligne pour acheter une plaque de PE-HD de 60 × 60 cm et de 6 mm d’épaisseur.
- Choisissez l’émetteur et le récepteur. C’est la partie la plus couteuse du robot. C’est aussi la plus importante, car sans celle-ci, vous ne pourrez pas le faire bouger. Il est vivement conseillé d’acheter un bon émetteur et un bon transmetteur dès le début, car ce sont les pièces qui vont limiter ce que vous pouvez faire avec votre création. Vous pouvez faire bouger votre machine avec un émetteur et un récepteur bon marché, mais vous ne pourrez rien y ajouter. En plus, vous pouvez réutiliser l’émetteur pour d’autres projets que vous monterez à l’avenir. Au lieu d’en acheter un bon marché maintenant et plus cher plus tard, achetez l’appareil plus cher maintenant. Cela vous permettra d’économiser de l’argent sur le long terme. Quoi qu’il en soit, vous allez devoir choisir les bonnes fréquences. 27 MHz, 72 MHz, 75 MHz et 2,4 GHz sont les fréquences les plus communes qu’on utilise. On utilise le 27 MHz pour les avions et les voitures. C’est la fréquence la plus souvent utilisée pour les jouets télécommandés bon marché. Elle n’est pas recommandée pour autre chose que de petits projets. On ne peut utiliser le 72 MHz que pour les avions. Puisque c’est une fréquence qui est utilisée d’habitude sur les modèles réduits d’avions, elle est interdite pour les appareils au sol. Si vous utilisiez le 72 MHz, vous pourriez enfreindre la loi de votre pays, mais vous pourriez aussi provoquer des interférences avec des modèles réduits près de vous. Cela pourrait les faire s’écraser et causer des frais importants en réparation, ou encore pire, l’avion pourrait frapper quelqu’un et le tuer. Le 75 MHz n’est utilisé que pour les modèles réduits au sol, c’est pourquoi vous pouvez l’utiliser. Cependant, de toutes ces fréquences, le 2,4 GHz est la meilleure. Il cause moins d’interférence que les autres fréquences. Il est vivement recommandé de dépenser quelques euros supplémentaires pour acheter un émetteur et un récepteur de 2,4 GHz. Une fois que vous avez décidé de la fréquence que vous voulez utiliser, vous devez décider des « canaux » que vous allez installer sur l’émetteur et le récepteur. En gros, ils désignent les choses que vous pouvez contrôler sur le robot. Pour ce projet, vous allez en avoir besoin de deux. Un canal va permettre à la machine d’avancer et de reculer et l’autre de tourner sur les côtés. Cependant, il est recommandé d’en avoir au moins trois. Une fois que vous avez terminé la construction, vous pourriez vouloir rajouter quelque chose. Si vous en installez quatre, vous devriez avoir deux manettes. Avec un couple émetteur/récepteur à quatre canaux, vous pourriez éventuellement rajouter une pince. Comme cela a été indiqué auparavant, achetez le meilleur couple possible pour votre budget pour ne pas avoir à en racheter un meilleur plus tard. Vous pouvez réutiliser l’émetteur et même le récepteur plus tard sur d’autres projets. Vous pouvez par exemple acheter le Spectrum DX5e 5-Channel 2,4Ghz Radio System Mode 2 et l’AR500.
- Choisissez les roues. Lorsque vous choisissez les roues, il y a trois facteurs que vous devez prendre en compte : le diamètre, la traction et le système de fixation aux moteurs. Le diamètre correspond à la longueur de la roue, en partant du bord, en passant par le centre et en arrivant jusqu’au bord opposé. Plus le diamètre est grand, plus la roue est rapide et plus le robot peut monter facilement des pentes, mais moins elle possède de couple. Si vous avez une roue plus petite, il va avoir plus de mal à grimper ou à aller vite, mais il aura plus de puissance. La traction permet de savoir si la roue adhère bien aux surfaces sur lesquelles vous allez la poser. Vous devez vous procurer des roues avec un revêtement en caoutchouc ou en mousse pour qu’elles ne glissent pas. La plupart des roues sont conçues pour se fixer facilement aux servomoteurs, il suffit généralement de les visser directement dessus, c’est pourquoi vous ne devriez pas trop avoir à vous en inquiéter. Il est généralement recommandé de préférer une roue entre 8 et 12 cm de diamètre avec un revêtement en caoutchouc. Vous en aurez aussi besoin de deux. Renseignez-vous aussi sur les roues à disque de précision.
- Choisissez le servomoteur. Pour faire bouger le robot, vous allez avoir besoin de moteurs. Vous devez en installer un pour chaque roue. De cette façon, vous pouvez utiliser la méthode de direction la plus simple, le différentiel. Cela signifie que pour avancer, les deux moteurs vont tourner en avant, pour reculer, ils vont tourner tous les deux en arrière et pour tourner, l’un d’entre eux va tourner pendant que l’autre ne bouge pas. Un servomoteur est un appareil différent du moteur DC de base, car il possède des roues dentées, il ne peut tourner qu’à 180 degrés et il peut indiquer sa position actuelle. Ce projet va faire appel à ce genre de moteur, car ils sont plus faciles à utiliser et vous n’aurez pas à acheter de boite de vitesse couteuse. Une fois que vous avez compris comment construire le robot télécommandé, vous pouvez en fabriquer un autre (ou modifier celui-ci) pour y installer des moteurs DC. Il y a quatre choses auxquelles vous devez réfléchir lorsque vous achetez des servomoteurs : la vitesse, le couple moteur, la taille et le poids ainsi que la rotation. Puisque les servomoteurs ne peuvent pas tourner à plus de 180 degrés, vous ne pourrez pas amener les vôtres bien loin. Il existe cependant des moteurs qui peuvent tourner à 360 degrés, ce qui vous permet de les faire tourner en continu. Assurez-vous que ceux que vous achetez font partie de cette catégorie. La taille et le poids ne sont pas des considérations vraiment importantes pour ce projet, car vous avez de toute façon beaucoup de place. Essayez d’en trouver de taille moyenne. Le couple moteur indique la force du moteur. C’est là que les roues dentées deviennent utiles. S’il n’y a pas de roues dentées et si le couple moteur est bas, le robot ne va pas pouvoir avancer, car il n’en aura pas la force. Vous devez trouver un couple moteur élevé, mais méfiez-vous, car plus il est élevé et plus la vitesse est basse. Pour ce projet, vous devez trouver un bon équilibre entre vitesse et couple. Plus, lorsque vous avez terminé, vous pouvez toujours acheter des servomoteurs plus puissants ou plus rapides. On recommande le Hitec HS-311 pour ce premier robot. C’est un moteur avec un bon rapport entre la vitesse et le couple, il ne coute pas cher et sa taille est parfaite pour ce projet. Faites une recherche en ligne pour trouver un magasin près de chez vous qui le propose.
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Achetez le matériel. Maintenant que vous avez choisi le matériel qu’il vous faut, rendez-vous en ligne pour l’acheter. Essayez de le commander sur le moins de sites possible pour économiser de l’argent en frais de port.
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Mesurez et découpez le châssis. Prenez une règle et un marqueur et mesurez la longueur et la largeur du châssis sur la plaque que vous avez achetée. Envisagez de dessiner un châssis de 15 x 20 cm. Mesurez-le correctement et assurez-vous que les lignes que vous avez tracées ne sont pas tordues et sont de la longueur que vous voulez. N’oubliez pas cette règle : mesurez deux fois, coupez une fois. Maintenant, vous pouvez découper la plaque. Si vous avez acheté du PE-HD, vous pourrez le découper de la même façon qu’une planche de bois de la même taille.
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Assemblez le robot. Maintenant que vous avez tout le matériel nécessaire et que vous avez découpé le châssis, il est temps d’assembler les parties. Cela va en fait être l’étape la plus facile si vous avez bien réfléchi au design en amont.
- Montez les servomoteurs au verso de la plaque en plastique vers l’avant. Vous devez les monter sur les côtés de façon à ce que la partie qui va tourner soit tournée vers l’extérieur. Assurez-vous de laisser suffisamment de place pour monter les roues.
- Fixez les roues sur les servomoteurs avec les vis vendues dans la boite des moteurs.
- Collez un bout de velcro sur le récepteur et sur la batterie.
- Mettez deux bouts de velcro sur le robot sur lesquels vous allez coller le récepteur et la batterie.
- Maintenant, votre robot devrait avoir deux roues à l’avant et le châssis devrait descendre en pente légère à l’arrière. Il n’y aura pas de troisième roue sur ce projet, l’arrière de la machine va seulement frotter sur le sol.
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Branchez les câbles. Maintenant que vous avez assemblé les éléments, vous devez faire les branchements au récepteur. Branchez la batterie à l’emplacement réservé sur le récepteur. Vérifiez à deux fois les branchements. Ensuite, branchez les servomoteurs sur les deux premiers canaux du récepteur, là où il est écrit « canal 1 » et « canal 2 ».
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Chargez la batterie. Débranchez la batterie du récepteur et branchez-la à son chargeur. Attendez que la batterie soit pleine. Cela pourrait prendre jusqu’à 24 heures, soyez patient.
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Le projet devrait maintenant être terminé. Appuyez sur la manette de l’émetteur pour faire bouger le robot en avant. Construisez un parcours d’obstacles, jouez avec votre chien et votre chat pour qu’il coure après le robot. Une fois que vous avez fini de vous amuser, vous pouvez améliorer votre robot !Publicité
Conseils
- Essayez d’installer votre vieux smartphone dessus et de vous servir de sa caméra pour vous envoyer les images. Vous pouvez par exemple utiliser Google Hangouts pour voir sur votre ordinateur les images retransmises par le smartphone afin de piloter le robot lorsqu’il se trouve hors de votre champ visuel !
- Si vous appuyez sur la droite et si le robot part sur la gauche, essayez d’inverser les branchements des servomoteurs sur le récepteur. Par exemple, si vous avez branché le servomoteur droit sur le canal 1 et le gauche sur le canal 2, inversez le branchement et branchez le moteur droit sur le canal 2 et le gauche sur le canal 1.
- Ajoutez d’autres éléments. Si vous avez un canal supplémentaire sur votre appareil, vous pouvez ajouter un servomoteur ou autre chose. Par exemple, si vous avez un canal disponible, essayez d’installer une pince. Si vous avez deux canaux supplémentaires, vous pouvez faire ouvrir et fermer la pince et la faire bouger sur la gauche et la droite. Faites parler votre imagination.
- Vous allez peut-être devoir acheter un adaptateur pour charger la batterie sur une prise murale.
- Si vous préférez, vous pouvez utiliser une batterie de 12 VDC pour obtenir plus de couple et de vitesse.
- Assurez-vous que le récepteur et l’émetteur que vous avez achetés marchent sur la même fréquence. Assurez-vous aussi qu’il y a le même nombre de canaux sur le récepteur et l’émetteur. S’il y a plus de canaux sur le récepteur que sur l’émetteur, vous ne pourrez utiliser que le nombre de canaux minimum.
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Avertissements
- N’utilisez pas la fréquence 72 MHz à moins que vous construisiez un avion. Vous n’avez généralement pas le droit d’utiliser cette fréquence sur un appareil au sol.
- L’utilisation de batteries de 12 V peut griller les moteurs s’ils ne fonctionnent pas sur ce type de tension.
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Éléments nécessaires
- Du matériel pour le châssis : une plaque de PE-HD plus grande que la taille nécessaire
- Deux servomoteurs (par exemple HiTec HS-311)
- Un récepteur et un émetteur
- Une batterie (par exemple une batterie NiMH 2 000 mAh de 6 V)
- Un chargeur pour la batterie
- 2 roues avec disque de précision de 12 cm de diamètre
- Du velcro
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