Introduction
L'objectif de ce projet est de concevoir et réaliser un petit robot sympa, attractif, mignon, … un MINION 🤩 !!
Mais plus globalement, l’objectif de ce projet est de disposer d'une base robotique d’étude et de tests, simple, évolutive, et avec bien d'autres caractéristiques et fonctionnalités intéressantes :
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Robustesse , solidité
- châssis en fibre de bois médium facile à modifier et réaliser (Découpe Laser). Il pourra également être réalisé en aluminium
- pièces principales en impression 3D (en PLA ou PETG)
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Modularité
- utilisation de profilés en aluminium 15x15 qui permettent de positionner les plateaux et des accessoires à la hauteur souhaitée
- matrice de trous pré percés lors de la réalisation du châssis et des plateaux , permettant ainsi de positionner librement les différents éléments et évolutions
- les pièces 3D disponibles pour éventuellement être modifiées, adaptées (au format STL & Fusion360)
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Espace
- 54 cm séparent le châssis inférieur et le bas bas du chapeau ,
- les profilés alu verticaux sont espacés de 150 mm
- ce qui donne un volume utile intérieur de 15 x 15 x 54 cm , mais certains éléments peuvent être positionnés sur l’extérieur (comme les bras, par exemple)
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Puissance motrice
- motricité par l’utilisation de 2 moteurs CC à fort couple , qui pourront être remplacé par des modèles plus puissant si besoin
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Programmation et connectivité
- Une carte Raspberry PI 4 au coeur du robot 🥳 !!! ( pouvant évoluer vers une version 5, bien entendu 😁 )
- modules USB WiFi ou 4/5G
- développement en Python (ou autre langage)
- synthèse et reconnaissance vocal
- traitement et tracking vidéo , computer vision
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Evolutions
- on pourra greffer à souhait un certain nombre de capteurs, actionneurs, ou autres systèmes électroniques
- l’objectif est bien évidemment de faire évoluer les éléments du robot , bras, tête, motricité …
Le robot, dans cette version, mesure environ 70 cm de haut, le chapeau supérieur et les plateaux ont un diamètre de 250 mm, l'empattement des roues avant/arrière est d’environ 300 mm.
🤔 La ressemblance est toute relative, mais il y a bien un petit aire de famille !!! 😜
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 https://youtube.com/shorts/Kb3ByDOdsDA |
- Les pièces réalisées en impression 3D
- Les autres pièces
- L'oeil
- La bouche
- Le mécanisme de l'épaule
- Le support de batterie
- L'électronique de commande
- Présentation du projet lors de l'ApéroBot 0x90 - le 11 octobre 2023
- Le projet MINION au JT de France 3 Pays De La Loire
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(1) - L'oeil (voir plus bas) et la lunette (2) - La bouche (voir plus bas) (3) - Support du haut parleur (4) - Batterie et sa base d'acceuil (voir plus bas) (5) - Cheveux avec quelques bouts de TPU (6) - Chapeau & Couvercles (7) - Plateau_oeil (8) - Plateau 2 (9) - L'épaule (voir plus bas) (10) - Support Raspberry PI (11) - Plateau 3 (12) - Boutons de commande sur support (13) - Supports de moteur (14) - Support de roues libres droite et gauche |
- Fichiers STL pour l'impression 3D --> 3D_STL
- Fichiers sources, au format Fusion 360 --> 3D_Fusion360
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(1) - 4 profils en aluminium anodisé 1515 - 550mm de long aliexpress.com... (2) - Servos moteurs numériques 30/35Kg.cm 180 degrés aliexpress.com... (3) - Haut-parleur 20 watts RMS (norauto.fr...) (4) - Plateau de bois médium 6mm réalisé en découpe laser fichier svg & dxf (5) - Roulettes Luminescent Chaise Gamer amazon.fr... (6) - Bras en mousse (d'isolation thermique en plomberie) diam 35mm (7) - Regulateur UBEC 7A aliexpress.com... (8) - Petits gants pour les mains amazon.fr... (9) - Roues dim 125mm leroymerlin.fr... (10) - Moteurs D37 CC à Brosses 12V 100 RPM 166 oz-in robotshop.com... |
L'oeil est réalisé en impression 3D avec poncage, peinture, et protection à la résine époxy.
Il est articulé en X et Y autour d'un axe monté sur roulement.
Il embarque une camera pour la carte Raspberry PI
L'oeil est composé de plusieurs pièces :
- la sphere de diamètre 130mm - Oeil_130.stl
- un support pour la caméra - Oeil_Support_Cam.stl
- le support de l'oeil - Oeil_Support.stl
- l'axe - Oeil_Axe.stl
- le raccordement au plateau - Oeil_Raccord_Plateau.stl
- 3 roulements 608ZZ 8x22x7 amazon.fr...
- une camera RPI grand angle 175° aliexpress.com...
- 2 Servos moteurs numériques 30/35Kg.cm 180 degrés aliexpress.com...
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- Piéces imprimées --> 3D_STL
- Fichiers sources, au format Fusion 360 --> 3D_Fusion360
La bouche est réalisée avec 2 servos moteurs, quelques pièces imprimées, et un petit "boudin" de silicone
- Piéces imprimées
- support pour les 2 moteurs --> Bouche_1.stl
- 2 tiges --> Bouche_2.stl
- le couvercle --> Bouche_Couvercle.stl
- Fichiers sources, au format Fusion 360 --> 3D_Fusion360
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L'épaule est réalisée en impression 3D avec un servo moteur 30/35Kg et 2 roulements
- Servos moteurs numériques 30/35Kg.cm 180 degrés aliexpress.com...
- Roulements 30x37x4mm amazon.fr...
- 3 piéces imprimées --> 3D_STL
- Fichiers sources, au format Fusion 360 --> 3D_Fusion360
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Liens & info :
- Batterie Parkside PAP 20 B3 - 20 V 4000mAh 80wh
- Chargeur Parkside PLG 20 C3
- petites lamelles en cuivre étamées ( réalisé avec un vieux tube de cuivre de plomberie )
- quelques vis M4
Fichiers 3D :
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L'électronique embarquée est composée principalement :
- d'une carte Raspberry PI équipée d'une carte d'extension(*) (un HAT) pour la commande moteur https://github.com/FredJ21/Raspberry_PI_MotorDriverHat#readme
- d'un amplificateur audio
- d'un module WiFi USB
- de 2 regulateurs 5V afin séparer l'alimentation du RPI et des servos moteurs
Important : Le projet peut également être réalisé sans cette carte d'extension "maison". Il suffira juste de choisir des drivers moteurs adaptés
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(1) - Une carte Raspberry PI 4 (ou 5 ! ) www.kubii.com... (2) - Une carte d'amplificateur numérique amazon.fr... (3) - Une carte WiFi USB (amazon.fr...) (4) - 2 Régulateurs UBEC 7A aliexpress.com... |
Schéma global
Schéma de principe avec la carte Raspberry PI, la carte d'extension (HAT drivers moteurs), et les éléments périphériques.
Schéma de raccordement
La carte d'extention permet de raccorder 3 alimentations distinctes :
- la tension directe de la batterie ~ 20V , pour l'alimentation des moteurs
- une tention régulée de 5V pour les servos moteurs
- une tention régulée de 5V pour la carte Raspberry PI
Les 2 moteurs CC ( pour le déplacement du robot ) sont raccordées à la carte d'extention
- GPIO 24 & 25 --> Mosfets moteur droit
- GPIO 26 & 27 --> Mosfets moteur gauche
Les servos moteurs sont raccordés aux sorties :
- GPIO 5 --> Oeil X
- GPIO 6 --> Oeil Y
- GPIO 12 --> Bras Droit
- GPIO 13 --> Bras Gauche
- GPIO 7 --> Bouche moteur Droit
- GPIO 8 --> Bouche moteur Gauche
De plus, la carte dispose d'autres GPIO libres , et de :
- GPIO 18 --> buzzer
- GPIO 19 --> Bouton poussoir
Raspberry PI - PinOut
Le programme de gestion et son interface Web sont toujours en cours de développement ... ... mais je tente de stabliser et simplifier l'installation, ainsi que le packaging .... dans en autre Repos Git : ( actuellement en cours de construction )
https://github.com/FredJ21/Robot_Minion_Dev
- https://youtu.be/tXXc-RWyAaM
- Slides de présentation: 202310_Caliban_Robot_MINION.pptx
- JT du 7 Juillet 2023 - Nantes Maker Campus 2023
Frederic JELMONI
https://www.youtube.com/@fred-robotic
https://www.facebook.com/fredrobotic
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