Robot Gyropode ouvert et évolutif

pour l'éducation, les hobbyistes, les hackers*, les geeks, ...

Geeros "Lynx" intègre de nombreuses technologies: Arduino, communication Wifi basée sur une carte Linux OpenWRT, transmission vidéo temps-réel,... Ses caractéristiques techniques sont les suivantes:

Matériel:

  • carte micro-contrôleur DFRDuino Romeo, compatible Arduino Uno
    • Atmega328, 32 Ko de mémoire flash, 16 MHz, programmation par interface USB ou par connecteur ICSP
    • 2 ponts en H intégrés pour commander deux moteurs à courant continu jusqu'à 2A
    • 8 entrées analogiques 10-bits
    • 14 entrées-sorties digitales
    • 6 voies PWM
    • une interface série TTL
    • 3 jeux de broches (dont 2 à 90°) pour interface I2C
    • 5 boutons poussoirs
    • connecteur intégré pour modules APC220 RF et DF-Bluetooth
    • accès aisé aux entrées/sorties grâce à un code de couleurs et un groupe de broches signal / masse / alimentation pour chaque voie.
    • connecteurs mâle et femelle


  • câble USB pour la programmation de la carte Arduino
  • 2 moteurs à courant continu 6V avec réducteur 34:1 et codeur incrémental 48 CPR (1632 impulsions par tour d'arbre du réducteur = résolution de 0.22 degrés). Vitesse nominale à 6V: 185 tr/min
  • accéléromètre 3 axes et gyroscope 3 axes intégrés avec interface I2C
  • batterie LiPo 7.4V, 2200 mAh avec protection intégrée, permettant d'utiliser une alimentation normale pour la charge
  • alimentation 12V, 1A pour charger la batterie
  • plateau inférieur (supportant les moteurs) en plexiglas bleu, facile à percer pour ajouter vos propres composants
  • plateau intermédiaire en plexiglas transparent, facile à percer pour ajouter vos propres composants
  • plateau supérieur de prototypage mécanique en plexiglas bleu: déjà usiné pour vous permettre d'ajouter très facilement vos propres composants sans perçage nécessaire
  • cache de protection en plexiglas transparent: s'adapte facilement sur la carte Romeo pour éviter toute déconnexion intempestive des branchements


Cette version intègre une carte de communication Wifi avec un Linux embarqué (distribution OpenWrt). Elle permet le pilotage à distance du robot et la récupération de données (télémétrie) depuis un ordinateur ou un smartphone, via une application Web.

Les caractéristiques de la carte de communication sont les suivantes:

  • processeur Ralink RT3050F avec Wifi 802.11 b/g/n, 2.4 GHz intégré
  • un port USB
  • 2 ports ethernet
  • console série RS232
  • distribution Linux OpenWrt entièrement configurable, intégrant par défaut, entre autres:
    • LuCI pour modifier les propriétés réseau et Wifi via une interface Web en français
    • serveur Web (les fichiers de l'application Web de pilotage à distance sont fournis en code source)
    • serveur FTP
    • serveur SSH
    • serveur mjpg-streamer pour la transmission vidéo en temps-réel (compatible avec n'importe quelle Webcam UVC)
    • interface I2C
    • serveur de télémétrie de données provenant de l'Arduino

Notez que contrairement aux architectures Arduino + shield Wifi, vous n'avez pas besoin ici de programmer un serveur Web sur l'Arduino et de coder en C les fichiers du serveur Web.
Geeros "Lynx" s'utilise beaucoup plus simplement:

  • vous concevez votre application Web (ou vous modifiez celle fournie avec Geeros) avec votre outil de développement classique (éditeur HTML ou environnement de développement Web évolué) sur votre machine de développement (Windows, Linux ou Mac)
  • vous vous connectez à Geeros "Lynx" en FTP pour télécharger vos fichiers
  • vous ouvrez votre navigateur Web préféré (depuis votre ordinateur ou votre smartphone) à l'adresse de Geeros "Lynx" (par défaut 192.168.0.199) pour accéder à votre application Web

Enfin, Geeros "Lynx" intègre une Webcam articulée dans le plan vertical par un servo-moteur.


Logiciel:

La carte Romeo compatible Arduino Uno intégrée dans Geeros est livrée pré-programmée avec un programme Arduino permettant au robot de rester en position verticale et de suivre des vitesses de consigne en longitudinal et en rotation. Ces vitesses sont nulles par défaut: quand vous mettez Geeros sous tension, il reste vertical dans une position fixe. Si vous le bousculez, il ne tombe pas et revient à sa position initiale.

Le logiciel est livré en code source. Vous pouvez le modifier ou en créer de nouveaux en utilisant l'environnement de développement Arduino ou n'importe quel environnement de développement permettant la programmation d'un micro-contrôleur ATMEL Atmega328.

Geeros peut se programmer depuis n'importe quel type de plateforme (Windows, Linux, Mac).

La transmission vidéo se fait en temps-réel par la liaison Wifi grâce au serveur mjpg-streamer intégré à la carte de communication.

Geeros "Lynx" vous permet en standard (les logiciels fournis sont pré-configurés) de piloter le robot en Wifi depuis une autre pièce grâce à la transmission vidéo temps-réel des images de la Webcam, sur votre ordinateur ou sur votre smartphone (un simple navigateur Web suffit pour visualiser la vidéo). La caméra s'oriente à distance uniquement dans le plan vertical car l'orientation dans le plan horizontal est directement assurée par la rotation du robot.

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La webcam s'oriente dans le plan vertical grâce à un servomoteur piloté interactivement par une application Web





Une interface Web simple permet de piloter Geeros et de visualiser en temps-réel (à droite) la vidéo prise par la webcam



Le pilotage en Wifi peut se faire à partir d'un ordinateur, d'un smartphone, d'une tablette,...

Eléments constituant Geeros "Lynx"


Diagramme des échanges de signaux