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"Phoenix" Carré 92 [Tiny TRR 2023]


5 réponses à ce sujet

#1 pat92fr

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Posté 04 juin 2023 - 06:59

Voici quelques informations au sujet de la voiture "Phoenix" qui a participée à la Tiny TRR 2023 dans la catégorie Roulant. Ce robot a obtenu le second temps, et il s'agit d'une évolution de la mini-traction rouge de l'année 2022 (voir https://www.robot-ma...-tiny-trr-2022/).

 

Avant la course : 

IMG20230504231041.jpg

IMG20230603090452.jpg

 

Fin de la course :

IMG20230603165358.jpg

 

Par rapport à la mini-traction de l'année précédente, le chrono s'est légèrement amélioré avec un gain de l'ordre 0.5 sec par tour (9 secondes en moyenne), à puissance moteur égale.

 

Pour le châssis, il s'agit d'un kit 1/10eme piste semi compétition "Schumacher Mission FT S2", traction avant, équipé d'un moteur à charbons "Tamiya Torque Tuned" et d'un variateur gaz/frein de base. L'objectif est toujours de maximiser l'agilité dans les virages et lacets de la Tiny TRR.

k187_11.jpg k187_12.jpg k187_13.jpg k187_14.jpg

 

Quelques astuces sur les réglages mécaniques sur une piste dure en intérieur :

- Garde au sol réduite,

- Pignon moteur avec un nombre de dents intermédiaire à petit (le couple au détriment de la vitesse de pointe)

- Pneus à picots gomme medium

- Pincement du train avant réglé sur une légère ouverture (angle négatif) pour les performances en virage au détriment de la stabilité en ligne droite,

-  Points d'ancrage des biellettes de direction les plus proches de l'axe de rotation des fusées (braquage maximum)

- Servo direction ultra-rapide HV, branché directement sur le 7.4V de l'accus de propulsion (ex. : SRT Servo Coreless Low-Profile 12Kg 0.06sec CH6012)

- Parechoc avant "maison" doté de roulettes.

 

IMG20230604065640.jpg IMG20230604072329.jpg IMG20230604072356.jpg IMG20230604065652.jpg

 

On obtient un rayon de braquage de 40 cm a basse vitesse. La masse totale avec l'électronique et les accus est de 1.6Kg avec un centre de gravité légèrement porté sur la droite du robot. La vitesse de pointe est de l'ordre 4.5m/s avec une accélération (réelle sur la piste en course) de 2.5m/s² et une décélération de 4m/s. La commande de direction est quasi instantanée. Enfin, le parechoc sauve le robot en cas de collision quasi frontale et c'est arrivé pendant l'épreuve.

 

Avec cette configuration mécanique, le robot parvient à prendre l'intérieur des virages. Sur la vidéo suivante, on voit le robot en évolution, et je m'aperçois que l'algorithme de conduite est vraiment perfectible avec notamment un gros soucis pour négocier correctement le dernier virage (et ca ne vient pas d'un probleme d'adhérence ou mécanique).

 

https://youtu.be/tgbvUe_GUMU

 

Voila pour la mécanique ! En échangeant avec les Mike notamment pendant la course, il m'a semblé utile de donner quelques détails sur les réglages de la voiture. Je ne suis pas bon pilote de voiture R/C et le sujet est assez complexe. La meilleure solution est donc de chercher les fiches de réglages de son modèle, proposées par des passionnés et des compétiteurs et de s'en inspirer pour régler au mieux sa voiture pour la piste de la TRR (rapport de transmission, huiles différentiel et amortisseur, réglages de pincement, carrossage...). Exemple : https://site.petitrc...afford20220522/

 

D'autres évolutions aux niveaux électronique et logiciel seront décrites dans les messages suivantes.

 

A suivre !



#2 Oracid

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Posté 04 juin 2023 - 07:25

Trop fort, le caméraman !



#3 Atmos

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Posté 05 juin 2023 - 12:40

Bravo pour ce rover, c'est vraiment magnifique, suberbe travail, vous êtes vraiment de pros



#4 pat92fr

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Posté 05 juin 2023 - 11:04

Merci Atmos !

 

Au niveau de l'électronique et notamment des capteurs, deux améliorations :

 

1) Le robot est doté de 6 télémètres infrarouges TF Mini Plus, soit un de plus que l'année dernière :

- Deux en diagonale à +/-45°

- Deux en diagonale à +/-65°

- Un télémètre frontal (niveau),

- Un télémètre sur le toit pour détecter la ligne d'arrivée.

 

Tous sont configurés avec une cadence de 250Hz et un débit de 57600 bauds. L'ESP32 ne disposant pas d'assez d'UART et le nombre de GPIO étant limité, nous avons exploité le bus SPI de l'ESP32. Sur ce bus SPI, sont raccordées 6 petites cartes électroniques "maison" faisant la conversion UART vers SPI à l'aide d'un PIC12F et d'un petit programme écrit en C.

 

2) Le robot estime sa vitesse et la distance parcourue en utilisant deux capteurs à effet Hall, un dans chaque roue libre arrière, un de plus que l'année dernière.

Chaque jante arrière est équipé de 4 aimants, et les capteurs à effet Hall sont fixés sur les fusées arrières.

 

Ces deux améliorations permettent de produire une meilleure estimation respectivement de la vitesse de consigne optimale et la vitesse réelle du robot.



#5 pat92fr

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Posté 05 juin 2023 - 11:22

Au niveau logiciel, la direction est gérée de la même façon que l'année dernière sans changement des réglages, avec les 4 télémètres (2 à droite et 2 à gauche). Voir le message : https://www.robot-ma...-2022/?p=117240. L'astuce est d'adapter les paramètres PID, notamment le Kp, en fonction de la vitesse du robot. Plus le robot va vite et plus le Kp doit etre réduit pour éviter les oscillations en ligne droite.

 

L'algorithme de calcul de la consigne de vitesse a été soufflé par Mike, pendant la compétition et implémenté le samedi matin, juste avant les manches ! Il s'agit d'une loi qui donne la vitesse de consigne en fonction de la distance mesurée par le LIDAR frontal. Plus la distance est grande, et plus la vitesse du robot est importante. On définit quatre constantes ajustées de manière empirique :

- distance min (2.0m) associée à une vitesse min (2.5m/s),

- distance max (4.0m) associée à une vitesse max (5.0m/s).

 

Le robot va accélérer en début de ligne droite et ralentir à l'approche du premier virage. Il va ensuite alterner le frein et l'accélérateur dans les lacets. Le réglage des vitesses et des distances est extrêmement sensible. Il suffit d'augmenter de 10% une des constantes pour affecter significativement les performances.

 

Comme l'année dernière, un dernier mécanisme vient réduire légèrement la consigne de vitesse lorsque la direction doit être braquée à droite ou à gauche. Plus on braque, et plus la consigne de vitesse est réduite pour optimiser l'entrée dans le virage. Inversement, la consigne de vitesse est rétablie lorsque la direction est replacée dans l'axe du robot.

 

Voici la trajectoire simulée :

Capture.PNG

* Bleu = 2.0m/s

* Rouge = 5m/s

 

Vous pouvez comparer avec la vidéo suivante, prise pendant les manches, en la passant au ralenti :

 

Sur les bons tours, la simulation colle assez bien à la réalité, malgré le peu d'adhérence de la piste. On constate aussi que les roulettes du parechoc ont été utiles (les impacts à la 26ème seconde et à la 44ème de la vidéo) !

 

Patrick.



#6 pat92fr

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Posté 05 juin 2023 - 11:33

On peut constater que la trajectoire calculée par le robot est loin d'être optimale. Il y aurait donc des améliorations possibles à développer, sur la base de cette architecture de robot roulant.

 

J'ai toutefois obtenu de meilleurs résultats, en passant sur un LIDAR rotatif et un autre algorithme de navigation, sans changer le châssis ni le moteur, que je décrirai dans un message dédié au robot roulant "Blizzard" (le roulant de couleur blanche).

 

Patrick.





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