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Robotique 92

La robotique de la maternelle au lycée...

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Cahier des charges

Prototype d’un SLAM à l’échelle 1/200e

1 - Préparation de l’équipe pour le jour du défi

Vous devez disposer :

  • d’un robot complet ;
  • d’une boîte de matériel pour ajouter à votre robot quelques pièces spécifiques pour réussir les missions ;
  • d’un robot disposant de l’ensemble des fonctionnalités prévues au cahier des charges ;
  • de batteries chargées au maximum la veille ;
  • d’un stock de batteries supplémentaires en cas de problème.
  • D’un robot supplémentaire en cas de problème.

2 - Caractéristiques techniques de votre prototype de robot :

Robot de base EV3 Robot de base NXT Roverbot RCX
EV3 - 2013 NXT - 2006 RCX - 1998

3 types de prototypes de robots SLAM sont acceptés. Ils sont basés sur une technologie développée par le MIT (Massachusetts Institute of Technology) et Lego : les robots Lego Mindstorms RCX, NXT et EV3.

Chaque robot autonome doit être doté de 3 moteurs permettant les déplacements et les levages :

  • d’un châssis motorisé permettant les déplacements ;
  • d’un système motorisé de levage ;
  • d’un système de récupération d’objets de 2 cm de hauts (pince, fourche...) ;

Chaque robot peut être doté de capteurs pour permettre la détection de son environnement : (jusqu’à 3 pour les modèles RCX et NXT et jusqu’à 4 pour les modèles EV3).

  • pour la détection des différentes zones d’évolution : un capteur de lumière (RCX ou NXT) ou de couleurs (NXT ou EV3)
  • pour la détection d’objets : un capteur de contact (RCX, NXT et EV3) et/ou un capteur ultrason (NXT et EV3) ;
  • pour l’orientation du robot : un capteur gyroscopique (spécifique EV3).
  • Pour la détection de sons : un capteur sonore (spécifique NXT).
  • Au début du défi, votre prototype de robot doit entrer entièrement dans le Base.
  • Votre prototype de robot devra être capable de passer sous la porte des étoiles.
  • Il doit mesurer moins de 17 cm de haut et moins de 25 cm de large.

3 – Modèles de briques programmables mises à disposition :

EV3 – 2013 - Brique EV3La brique EV3 (pour Evolution, Troisième génération) est la troisième génération de la gamme Mindstorms, sorti le 1er septembre 2013. Cette version est plus rapide, plus puissante et est compatible avec iOS et Android.L'ensemble est composé de 594 pièces et de 5 plans de robots ; 12 plans supplémentaires seront disponibles à la sortie. Les briques programmables embarquent un processeur ARM9, un slot pour carte SD et une mémoire interne de 16 Mo. Le support iOS/Android se fera sous la forme d'une application dédiée à la programmation et offrira la possibilité de prendre le contrôle de sa création. L'ensemble, compatible avec les séries précédentes a une connectivité élargie : en plus des connexions disponibles sur le NXT, l'EV3 disposera du Wi-Fi et d'un port de sortie supplémentaire.NXT - 2006 Brique NXTLa brique NXTLa brique NXT est la seconde génération de Lego Mindstorms appelée Lego Mindstormsâ„¢ NXT. Elle est disponible à la vente depuis octobre 2006 en France.Elle comporte 4 ports d’entrée, 3 ports de sortie, 4 boutons de commande, un écran à cristaux liquides et un système de communication par bluetooth.Comme la brique RCX, elle inclut un microprocesseur ARM7 1 pour traiter les programmes, sa mémoire permet en revanche de stocker des fichiers divers (programmes, son, images, fichiers créés par les programmes, etc.) et le haut-parleur peut diffuser les sons enregistrés dans la mémoire en plus des bips de tonalité.Il est équipé selon les boîtes de quatre types de capteurs différents : contact, couleur, télémètre à ultrasons, son ; divers autres capteurs sont disponibles. Un capteur de rotation est intégré aux moteurs du NXT.La programmation se fait par transmission bluetooth ou par la prise USB de la brique. La structure de la mémoire permet de n’avoir d’autre limitation du nombre de programmes enregistrés que celle de la place mémoire disponible.Le NXT comporte quelques trous d’accroche Lego Technic mais aucun tenon d’assemblage classique. LeJOS (en) est un firmware open-source basé sur Java pour le NXT.RCX - 1998 Brique RCXLa brique RCXLa première brique RCX a été commercialisée en 1998.Elle comporte 3 ports d’entrée, 3 ports de sortie, 4 boutons de commande, un écran à cristaux liquides et un système de com-munication par infrarouges.Le RCX comprend également un micro-processeur pour traiter les programmes, une mémoire interne pour stocker les programmes ainsi qu’un haut-parleur intégré pour émettre des bips de tonalité.Il est équipé à la vente, selon les boîtes de quatre types de capteurs différents : contact, lumière, rotation et température. Des senseurs non officiels tels que l’accélé-romètre ou le télémètre laser sont disponibles sur internet.La programmation se faisait par la transmission infra-rouge d’un programme, écrit sur ordinateur, vers le RCX. Un RCX peut contenir 5 programmes au maximum.Comme la plupart des briques Lego, elle comporte des tenons d’assemblage.

4 - Spécificités du tapis d’évolution

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Zones d’évolution des 2 équipes

Deux zones distinctes (moitié du tapis) permettent à deux équipes d’évoluer ensemble sans interférer l’une l’autre. Il est interdit à un robot de se déplacer en dehors de sa propre Zone d’évolution sauf pour rentrer sur Terre en passant par les portes des étoiles.

Pour les deux équipes, il existe plusieurs zones sur le tapis d’évolution. Elles ont chacune une fonction bien précise :

  • Les lignes et parties noires de sa Zone d’évolution peuvent être franchies par le robot de l’équipe. Le robot peut donc se déplacer sans contrainte dans sa Zone d’évolution.
  • La Base indique l’emplacement du robot au début du défi. A chaque fois que l’équipe a besoin de récupérer à la main le robot en dehors de la Base et de la Zone d’analyse pendant le temps du défi, le robot est replacé dans la Base.
  • Un pilote peut aider son robot à entrer dans sa Base dès qu’une partie du chassis du robot s’y trouve.
  • La Zone d’analyse permet de trier à la main les échantillons récupérés. Un robot peut circuler entre sa Base et sa Zone d’analyse.

Un pilote peut déplacer à la main son robot entre sa Base à sa Zone d’analyse.

  • Dans la Zone d’exploration, le robot doit récupérer un objet et des échantillons du sol gloryxien (panneau solaire + 5 Roches placées sur des cibles R1 à R5 situées autour de la zone de stockage).
  • Dans la Zone de communication, le robot établit le contact avec la Terre (toucher le détecteur de contact) puis envoie un message avertissant le départ prochain d’un chargement à destination de la Terre (émission d’un fichier sonore).
  • Le robot doit amener les échantillons positifs dans la Zone de stockage.
  • Une fois la première porte des étoiles traversée par le robot, il entre dans la Zone d’hyper espace. jusqu’à la deuxième porte.
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    Panneau solaire
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    Porte des étoiles

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Mis à jour le dimanche 18 mars 2018