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pat92fr

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#122673 [Mars Attacks! ] Coupe de france de robotique 2026 !

Posté par pat92fr - 19 juin 2026 - 12:53

Dans la catégorie "mécanique", voici la mini-série "Drivetrain 2026" en images.

 

Apres deux années de robot principal façon 4x4 Mecanum et quelques difficultés à maintenir une localisation précise pendant les matchs,

nous avons décidé de quitter la "Team Holonome" pour nous consacrer à la propulsion 2WD avec roues codeuses suspendues.

 

On garde les mêmes moteurs DJI, et on choisit des roues de SUMO :

 

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On ajoute une roue libre intégrant un aimant et une capteur de position hall fixe, le tout monté sur ressort :

 

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On ajoute les capteurs habituels, ceinture et bretelles, LIDAR bas de localisation des bordures et OTOS :

 

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En parallèle, on passe quelques nuits à faire des calculs dans tous les sens, et on abandonne le PID "position" au profit d'un algorithme S-Curve avec contrôle en Jerk, pour l'asservissement des moteurs. Les déplacements de la base sont fluides, ca pousse fort avec seulement deux moteurs DJI. Et on s'attend à avoir une précision de l'ordre du micromètre sur l'aire de jeu !

 

Alors, on avance la conception du robot et on passe au bloc central et aux actionneurs.

 

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Le projet avance bien. On commence à faire l'électronique et le logiciel. L'idée de faire une smart pompe se concrétise (c'est une autre histoire parallèle) !

 

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Et puis le doute s'installe .... on commence à regretter la navigation en mode holonome !

 

Dans le stock de composants, on a deux moteurs DJI orphelins ... on n'allait pas les recycler juste pour faire des ascenseurs !

 

 

 

 

En fouillant, je tombe la dessus :

 

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Cette piste avait été évoquée il y a longtemps dans l'équipe, mais on avait préféré le Mecanum ces dernières années.

 

**RIP** le 2WD pour 2026.

 

 

 

 

On rempile pour la Team Holonome. C'est parti pour un nouveau châssis : un 4x4 omniwheel CARDINAL.

 

Avec 4 roues, il faut gérer la suspension, et là on n'a plus le temps de réfléchir, on fait simple comme d'habitude (blague)  :

 

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Tout le bloc moteur est monté sur deux rails linéaires de 40mm avec un amortisseur en silent blocks.

 

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Et ensuite, on clone et on répartit en Nord Est Sud Ouest. Dans les coins, on met des "jambes rétractables" pour pousser les caisses de noisettes.

 

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Nickel-Chrome en CAO, on fabrique et on assemble. Le cable-management pose problème comme d'habitude ! On finit par couper les prises des ESC DJI...

 

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Les silent blocks sont trop durs pour notre robot. On lance l'atelier moulage. Moule en PLA. Silicone bi composant de chez Cultura. On fabrique des silent blocs sur mesure jusqu'à trouver la bonne élasticité :

 

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On remplace les caoutchoucs par les silicones et ca fonctionne.

 

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Des châssis protos en bois, puis en fibre de verre / époxy puis en aluminium fraisé

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Et la suite, c'était en Belgique et à la Coupe de France !

 

L'année prochaine, on pense fortement à refaire ce châssis en Omniwheel de la marque GoBilda :

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#122670 [Mars Attacks! ] Coupe de france de robotique 2026 !

Posté par pat92fr - 17 juin 2026 - 01:06

Et voici l'architecture de notre robot sous l'angle de l'électronique (cliquez pour agrandir) :

 

HW v0.02.drawio.png

 

* La RPi sert de capteur intelligent et envoie à la Teensy la position et la couleur des boites de noisettes détectées sur chacun des côtés, indépendamment de ce qu'exécute la Teensy.

 

* L'ESP32 prend en charge l'interface Wifi utile à la mise au point du robot : réglage des paramètres, mise à jour de la stratégie (behavior trees), télémétrie.

 

* La Teensy prend en charge tous les capteurs (IMU, LIDAR, feedback moteurs, feedback servo et pompes, tirette), tous les actionneurs (moteur, servo et pompes), exécute tous les algorithmes (asservissement, localisation, anticollision, path planner), et déroule la stratégie de match action par action. Les deux banques de mémoire sont pleines (RAM1 et RAM2, 1Mo), et le CPU n'est pas très chargé (entre 10 et 20%). Au niveau des périphériques : un I2C, un SPI, un CAN, et sept UART sont occupées, et quelques signaux discrets (LED, tirette, sélecteur d'équipe). 

 

 

La carte porteuse Teensy 4.1 avec XIAO ESP32s3. C'est la seule carte électronique du robot hors actionneurs et DC/DC :

 

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Patrick.




#122667 [Mars Attacks! ] Coupe de france de robotique 2026 !

Posté par pat92fr - 16 juin 2026 - 07:05

Voici les belles photos de nos robots, réalisées à la fin de la coupe, sur place, par Pixi (équipe Krabi).

 

YPC6_Mars_Attacks_CFR_2026_00460_2.jpg

 

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Patrick.




#122568 [Mars Attacks! ] Coupe de france de robotique 2026 !

Posté par pat92fr - 26 avril 2026 - 10:36

Avant de « refermer » le robot, voici quelques images pour vous présenter plus en détail notre actionneur principal, dédié à la prise des caisses de noisettes.

 

Il s’agit d’un système à ventouses monté sur un bras à deux degrés de liberté, fixé à la base du robot. Le bras s’abaisse pour saisir les caisses, tandis que le plateau bascule afin de retourner celles de couleur adverse.

 

L’ensemble intègre quatre « servo-pompes intelligentes » maison développées l'année dernière [Smart Servo Pump] compatibles bus Feetech, ainsi que trois servos intelligents Feetech STS3025 et Feetech STS3032.

 

20260426_104447x.jpg 20260426_104608x.jpg

 

L’articulation du bras est assurée par un STS3025 (40 kg·cm) avec des engrenages à chevrons. Le plateau est quant à lui piloté par deux STS3032 synchronisés (SCS2332 équivalents sur la photo), via des engrenages hélicoïdaux montés à 90°.

 

20260426_104529x.jpg 20260426_105050x.jpg

 

L’actionneur complet pèse environ 1kg. Pour faciliter la remontée des quatre caisses de noisettes, tout en compensant le poids propre de l’ensemble (environ 120 g par pompe, hors mécanique), deux élastiques fixés au châssis du robot apportent une assistance au levage.

 

Tous les servos, y compris les pompes, sont raccordés à un bus Feetech (TTL half-duplex) piloté par une Teensy 4.1, qui assure le contrôle global du robot.

 

Le bus est alimenté en 24 V (direct batterie) et distribué via un Hub DC/DC Feetech maison, configurable en 12 V / 7,4 V / 5 V @ 5 A et compatible Feetech (1× en 12 V pour le STS3025, 1× en 7,4 V pour les STS3032). Les pompes peuvent quant à elles être alimentées directement sur la batterie (30 V max).

 

20260426_104627x.jpg

 

Et pour obtenir un robot à la fois carré et symétrique, et les actionneurs principaux sont assemblés à la chaine et montés sur le robot (2 au moment de la coupe de Belgique, 4 pour la CFR..) ! A suivre :-)

 

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Patrick.




#122441 [Harpe Laser]

Posté par pat92fr - 22 décembre 2025 - 10:55

Merci.

 

Oui, la classe 3b présente un danger pour les yeux.

 

J'ai utilisé des lunettes OD4+ pour la mise au point et notamment pendant l'alignement laser/galvanomètre.

 

En revanche, elles filtrent trop pour se protéger pendant l'utilisation de la harpe. 




#122439 [Harpe Laser]

Posté par pat92fr - 22 décembre 2025 - 10:47

En effet, le laser sert simplement à matérialiser les cordes. Il ne sert pas du tout à la détection. Je n'ai pas utilisé de photodiode, afin de pouvoir limiter la puissance du laser notamment. Le lidar couplé à un algorithme de clustering estime la position des mains à chaque scan dans le repère du LIDAR. Un calcul simple changement de repère, puis trigonométrie pour estimer l'angle dans le repère du galvanomètre, permet de déduire les cordes coupées par les mains. La harpe gère jusqu'à 4 mains ! :-)




#122437 [Harpe Laser]

Posté par pat92fr - 22 décembre 2025 - 10:04

Dans la catégorie son & lumière & Arduino ....
 
Fabrication d'une harpe laser (première version du 22-12-2025) :
 
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Cet instrument de musique insolite est inspiré de la fameuse réalisation de J-M JARRE. La réflexion puis la fabrication ont pris quelques semaines, en comptant les délais d’approvisionnement des composants et d'un PCB 'maison'.
 
La harpe laser se comporte comme un périphérique d’entrée MIDI, qui transmet via une interface USB, les notes correspondant aux cordes ‘laser’ coupées par les mains du musicien. Il faudra un ordinateur et un système de restitution sonore pour obtenir un instrument musical « complet ».
 
Composants :
 
- Laser RGB de classe 3b (200 à 500mW) [25€]
- Galvanomètre laser XY (15kps) [45€]
- Alimentation secteur symétrique +/-12V [15€]
- Teensy 4.1 [40€]
- Lidar LD06 [80€]
- Accessoires : Visserie, entretoises, prises/fiches/cordons USB et secteur.
Le cout total des composants est de l’ordre de 200-250€.
 
Capture d’écran 2025-12-22 212207.png Capture d’écran 2025-12-22 212051.png Capture d’écran 2025-12-22 213024.png
 
 
 
Carte électronique :
 
Une carte porteuse ‘maison’ facilite le raccordement des différents composants et embarque un double DAC SPI (MPC4922) et un double AOP (sortie 10Vpp).
Le PCB est fabriqué via Aisler ou JLCPCB et les quelques composants (DIL, 0805) sont montés à l’atelier à la main (pas besoin de service PCBA).
 
Capture d’écran 2025-12-22 195410.png 20251216_132846.jpg 20251218_231004.jpg Capture d’écran 2025-12-22 215511.png
 
Schéma électronique en pièce jointe.
 
 
 
Assemblage mécanique :
 
L’assemblage ne pose aucune difficulté. Il faut aligner le laser avec les miroirs du galvanomètre, et placer le LIDAR de telle sorte que son plan de détection coïncide avec les cordes 'lasers'.
Faire juste attention au câblage de la phase et du neutre de la prise secteur.
 
20251221_154905.png
 
La fabrication d’une boite facilitant le transport et protégeant les composants (miroirs) et prévue. Une structure en Maker Beam 10x10 et en panneau de bois/plastique est envisagée.
 
 
 
Logiciel :
 
La Teensy 4.1 est programmée en Arduino, en utilisant les bibliothèques LD06 (Robot Maker), MCP4922 et MIDI (PJRC). La boucle principale consiste à positionner les miroirs (via DAC X et Y) et à activer le laser (PWM R/G/B). Lorsqu’on déplace le miroir, le laser est éteint, et il rallumé lorsque le miroir est stabilisé. Les N cordes sont tracées au laser de manière séquentielle, et la séquence complète est répétée à la cadence de 30Hz environ. Un petit algorithme de ‘clustering’ permet de suivre le mouvement des mains du(es) musicien(e/s) et d’estimer, à la cadence de 10Hz, les cordes coupées. En fonction de l’état des cordes, les commandes MIDI NoteOn et NoteOff sont transmises via USB/MIDI. L’attribution des notes aux différentes cordes est programmable et dépend de l’application.
 
Exemple de mapping :
1bba7688-33de-4aea-a4fc-221464161fe6.jpg
 
 
 
Restitution sonore & Démonstration :
 
La harpe est raccordée à mon ordinateur et un outil comme midi.city dans un navigateur Web joue les notes !
 
Et comme je ne suis pas musicien, mais alors pas du tout... il n'y aura pas de démonstration pour le moment ! A suivre.
 
 
 
 
 
 
Quelques photos et vidéos pendant la fabrication et les premiers lignes de code :
 
 
 

Fichier(s) joint(s)




#122292 [Mars Attacks!] Coupe de france de robotique 2025

Posté par pat92fr - 20 septembre 2025 - 11:10

En match :

 

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Dans les stands :

 

 

Les clones et les itérations durant l'année :

 

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#122291 [Mars Attacks!] Coupe de france de robotique 2025

Posté par pat92fr - 20 septembre 2025 - 10:57

Pour saisir une boite en fer, une petite pince et des aimants avec un mini servo Feetech.

 

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Pour attraper un stock complet, on installe quatre pinces identiques entre deux plaques d'époxy montées sur nos ascenseurs. La plaque inférieure est un PCB permettant de router le bus Feetech.

 

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Et pour attraper jusqu'à quatre stocks complet, on met deux rangées de pinces par coté du robot.

 

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#122290 [Mars Attacks!] Coupe de france de robotique 2025

Posté par pat92fr - 20 septembre 2025 - 09:19

La partie ascenseur (double étage) de notre actionneur principal, à base de moteurs DJI Robomaster, utilisés en servo commande. Les courroies fermées HTD (High Torque) en M5 ne nécessitent pas de tendeur/tension particulier. AInsi, ca fonctionne pratiquement comme une transmission par chaine. La solution peut paraitre un peu surdimensionnée, mais ca permet de faire passer un gros effort (plusieurs kg de charge) à vitesse quasi nulle et les poulies sont faciles à imprimer. Comme il s'agit de moteur Brushless, le vitesse de l'actionneur peut être assez élevée si besoin. L'ESC retournant position, vitesse et couple jusqu'à 1000Hz (bus CAN), on peut vraiment mettre en place tout type d'asservissement combinant position, vitesse et/ou couple. Le faible niveau de réduction du moteur associé à cet ESC permet de faire un actionneur 'compliant" (adaptatif/résiliant/souple/flexible).

 

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La fin de course est réalisée par limitation/mesure de courant, actionneur envoyé en butée mécanique. Il a fallu doser le courant, avec quelques petits échecs au début ! Le moteur de propulsion a quand même un sacré couple !

 

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#122289 [Mars Attacks!] Coupe de france de robotique 2025

Posté par pat92fr - 20 septembre 2025 - 09:11

Le montage continue avec la carrosserie (PMMA) et des premiers actionneurs (mini servo Feetech).

 

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Un petit coté insecte/alien !

 

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Installation du LIDAR haut et du Gyroscope 1 axe. La platine supérieure comprend le BAU, le lanceur (fourche optique), et les connecteurs USB pour reflasher les cartes numériques.

 

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Préparation du mat de support de balise dans le thème 2025 ! Et mise en place.

 

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#122288 [Mars Attacks!] Coupe de france de robotique 2025

Posté par pat92fr - 20 septembre 2025 - 08:57

Face avant. La trappe batterie et le connecteur de charge. Le M5dial pour sélectionner couleur et zone de départ avec la molette. 

 

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Face arrière. Le support de RPi5 sur silentblocs et pour le spectacle, un panneau de LEDs. Et beaucoup (beaucoup) de LEDs pour éclairer la salle de spectacle !

 

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Les premiers passages de câbles de puissance (24V) pour relier la carte de puissance avec tous les HUB/24V.

 

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Les supports de LIDAR latéraux situés à hauteur des planches pour détecter les stocks et se positionner pour la prise.

 

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Un BEC 6V10A pour les 24 servos. L'alimentation de la RPi5 est une galère : un DC/DC 5V5A sortie USB-c. La RPi5 va alimenter une collection de LIDARs, et c'est là que le fix pour Ubuntu 24.04 est indispensable (https://pimylifeup.c...tu-performance/)

 

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#122287 [Mars Attacks!] Coupe de france de robotique 2025

Posté par pat92fr - 20 septembre 2025 - 07:54

Partie central, on va avoir 4 moteurs/ESC pour des ascenseurs et une multitude de petits servos Feetech (SCS0009). Alors, on a fait des petites cartes HUB dédiée bus Feetech avec la bonne connectique et une prise XT30 pour se raccorder à un bon DC/DC (BEC modélisme) sortant 6 à 8V.

 

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On se localise au LIDAR bas sur les bordures. Cette année, difficile de placer un LIDAR au centre du robot avec une vue dégagée à 360° à hauteur de 7cm du sol. Alors, on opte pour deux LIDAR (LD06), un à l'avant et un autre à l'arrière. On fait la fusion en logiciel et on réutilise le meme algorithme de localisation que l'année dernière. Du coup, la mécanique avant et arrière sont symétriques. Pour diffuser le 24V de la batterie, on a une petite carte de puissance, avec deux rails d'alimentation commutés : un rail par le BAU sur lequel on branche les moteurs et les servos, et un second rail commandé par un inter ON/OFF pour tout le reste (RPi, LIDAR, IHM, Climatisation...). La carte comprend une sonde de tension et de courant sur bus I2C. On pourra mettre à disposition schéma/implantation de toutes nos petites cartes si ca peut intéresser des participants. 
 
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Derrière les pare choc en plaque de carbone, se trouvent les deux ESC pour les moteurs de propulsion. 2 ESC à l'avant, 2 ESC à l'arrière. Ils sont raccordés en CAN et 24V sur les petites cartes HUB CAN/24 placées au dessus des moteurs.
 
Juste sous la carte de puissance, le logement batterie Lipo 6S 6Ah. Pour le Cg bas, il a fallu faire des compromis ! La batterie est finalement plus légère que les moteurs, elle se retrouve à 8cm du sol ! Les moteurs pour la propulsion et pour les ascenseurs sont à 3 cm du sol.
 
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En parlant de moteur, les petites ouvertures sous le chassis permettent d'accéder à la cage tournante des moteurs.(inspection, mesure de température, dissipation).
 
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#122286 [Mars Attacks!] Coupe de france de robotique 2025

Posté par pat92fr - 19 septembre 2025 - 10:59

Support pour les petites cartes HUB CAN/24V avant et arrière

 

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Montage des cartes CAN/24V et HUB hexa pour roues Mecanum imprimés en PLA+ ou PETG

 

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Montage du module DJI Robomaster Type A (STM32, IMU, asservissement de la base roulante) sur silent blocks et 3ème HUB CAN/24V

 

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Installation du module et mise en place des cloisons internes en CTP 3mm peintes à la bombe et insérées dans les rainures des profilés MakerBeam.

 

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Installation du mode OTOS pour odométrie

 

Sans titre.png Sans titre.jpg

 

Montage des supports d'anneau LED sur la platine supérieure

 

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#122282 [Mars Attacks!] Coupe de france de robotique 2025

Posté par pat92fr - 19 septembre 2025 - 12:50

On a reçu nos châssis fraisés (commande JLC-CNC) en alu 6061 anodisé rouge 120x360mm. Les cotes sont plutôt bien respectées. La prochaine fois, j'envoie, avec le STEP, un plan d'usinage précisant les petits détails qui n'ont pas été pris en compte cette fois ci (contre perçage de trous fraisés).

 

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Les petits support moteur (blancs) en PLA Volcano, car l'année dernière, ca chauffait !

 

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Le montage des profilés de 30cm.

 

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Les supports moteurs. Les entretoises permettront d'installer un contre roulement pour soutenir le roulement moteur.

 

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L'installation des moteurs DJI Robomaster P36 M2006.

 

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