Presentation du projet IDRobot

Posted: 27th May 2011 by anthony in IDRobot, News, Robotique

Introduction :

Le laboratoire Synapse a notamment pour objectif de permettre aux etudiants de Campus ID de s’initier à la robotique.

Dans ce cadre, le projet ID Robot a été lancé avec comme objectif le développement d’une infrastructure matérielle et logicielle modulaire appliquée à la robotique.

Cette architecture peut être décomposée de la manière suivante :

  • Acquisition
  • Réflexion
  • Action
  • Communication

Acquisition :

L’acquisition consiste en la récupération des informations reçues à travers les différents capteurs, afin les envoyer au microcontroleur chargé de les traiter.
Cela peut être des capteurs externes (capteur de couleur…) ou internes (niveau de batterie…).

Réflexion :

Cet aspect concerne l’implantation d’algorithmes ou d’heuristiques qui vont contrôler le fonctionnement du robot en fonction d’une stratégie :

  • des heuristiques de routage ;
  • des heuristiques pour tirer sur un ennemi ;
  • des heuristiques pour prendre des décisions en fonction des données détectées sur une image (par exemple, l’envoi d’une alerte si on constate un point chaud sur une image infrarouge) ;
  • des heuristiques pour prendre des décisions en cas de réception de mesures contradictoires par les capteurs …

Action :

Ce 3ème aspect met en œuvre des éléments mécaniques du robot pour se déplacer, saisir des éléments, tirer …

Ces éléments mécaniques peuvent être mûs par différents systèmes :

  • des moteurs à courant continu ;
  • des moteurs pas-à-pas ;
  • des pistons …

Communication :

Le robot peut être amené à communiquer avec d’autres systèmes :

  • d’autres robots (cela permet alors de former des systèmes multi-agents ou SMA) ;
  • des systèmes permettant à des utilisateurs de contrôler le fonctionnement du robot.

Cette fois encore, on peut envisager différents mécanismes de communication :

  • filaire (RS232, USB, fibre optique …) ;
  • hertzien (bluetooth, wifi, ondes radio en général) ;
  • ultrason (par exemple pour le milieu aquatique).

Nous pouvons representer cette architecture à partir de ce schema:

Infrastructure Schema

La première réalisation :

La réalisation d’un tel projet nécessite de procéder par étapes. Nous allons donc commencer par la realisation d’un robot simple qui répond à l’architecture décrite précédemment et qui comporte les elements suivants :

  • deux moteurs pas-à-pas ;
  • un capteur de couleur ;
  • un micro-contrôleur permettant de commander certaines actions en fonction des informations acquises.

Maintenant que nous nous sommes fixés notre objectif, nous allons nous interesser à la conception et à la réalisation des différentes parties du robot. Le prochain article sera donc consacré à la presentation du fonctionnement des moteurs pas-a-pas.

TI launchpad

Posted: 9th May 2011 by alexandre in News
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Présentation de la carte TI launchpad

Suite au succès de la carte de développement Arduino, qui pour un prix honorable offre une bonne base pour développer sur des microcontroleurs AVR, TI a décidé de frapper un grand coup avec la TI Launchpad[1]. Cette carte est vendue avec 2 microcontrôleurs MSP430. Elle dispose de 2 LED programmables, un émulateur de flash intégré (pour la programmation et le débogage de la carte), des connecteurs d’extension pour ajouter des périphériques à la carte. Et cette carte coûte seulement 4.30$. Les IDEs et compilateurs sont téléchargeables [2] gratuitement depuis le site TI mais ils nécessitent d’être enregistrés et ils ne fonctionnent que sous Windows. Pour les utilisateurs de Linux, un portage du compilateur GCC a été fait pour supporter le MSP430.

En ce qui concerne les accessoires, la surprise est bonne. Pour ce prix, on ne s’attend qu’à avoir la carte de développement. Mais ce n’est pas la cas. La carte est fournie avec 2 microcontrôleurs déjà programmés, un câble USB, 2 headers pour brancher une carte d’extension.

Déballage de la carte TI Launchpad
Déballage de la carte TI Launchpad

Installation et test de la carte TI Launchpad sous linux

  1. Installation des outils nécessaires pour l’installation de mspgcc :
    $ sudo aptitude install git-core gcc-4.4 texinfo patch libncurses5-dev zlibc zlib1g-dev libx11-dev libusb-dev libreadline6-dev
  2. Installation du compilateur
    $ git clone git://mspgcc4.git.sourceforge.net/gitroot/mspgcc4/mspgcc4
    $ cd mspgcc4 && perl buildgcc.pl
  3. Installation du débogueur
    $ wget http://sourceforge.net/projects/mspdebug/files/mspdebug-0.15.tar.gz/download$ tar xvfz mspdebug-0.15.tar.gz
    $ cd mspdebug-0.15
    $ make && sudo make install
  1. Ajout d’une règle a udev pour supporter la carte
    $ sudo nano /etc/udev/rules.d/46-TI_launchpad.rules

    ATTRS{idVendor}=="0451", ATTRS{idProduct}=="f432", MODE="0660", GROUP="plugdev"

    $ sudo /etc/init.d/udev restart

1er Exemple :

Ce premier exemple permet de faire clignoter une des led sur la carte.

/* Blink LED example */
#include <msp430g2231.h>

/** Delay function. **/
delay(unsigned int d) {
  int i;
  for (i = 0; i<d; i++) {
    nop();
  }
}

int main(void) {
  /* Disable the watchdog timer */
  WDTCTL = WDTPW | WDTHOLD;
  /* Set all the pin on the port1 as output */
  P1DIR = 0xFF;
  /* Set P1.0 pin*/
  P1OUT = 0x01;

  for (;;) {
    /* Togle P1.0 pin
    P1OUT = ~P1OUT;
    delay(0x4fff);
  }
}

Pour compiler et exécuter ce premier exemple :

$ /opt/msp430-gcc-4.4.5/bin/msp430-gcc -Os -mmcu=msp430x2231 -o led.elf led.c
$ mspdebug rf2500
prog led.elf
run


Références :
[1] http://processors.wiki.ti.com/index.php/MSP430_LaunchPad_%28MSP-EXP430G2%29?DCMP=launchpad&HQS=Other+OT+launchpadwiki
[2] http://processors.wiki.ti.com/index.php/Code_Composer_Studio_v4
[2] http://focus.ti.com/docs/toolsw/folders/print/iar-kickstart.html?DCMP=MSP430&HQS=Other+OT+iarkickstart

mspgcc4 – http://mspgcc4.sourceforge.net/
mspdebug – http://mspdebug.sourceforge.net/index.html
installation du toolchain – http://blog.wikifotos.org/2010/11/15/msp430-launchpad-in-ubuntu/

MPLAB X IDE

Posted: 9th May 2011 by alexandre in News
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MPLABX IDE

Microchip[1], qui fabrique entre autre les microcontrôleurs PIC vient de sortir un nouvel IDE: MPLAB X. Actuellement en version BETA, vous pourrez le télécharger à l’adresse suivante: http://ww1.microchip.com/downloads/mplab/X_Beta/index.html

Microchip développait déjà un IDE nommé MPLAB mais celui-ci, ainsi que les compilateurs qui étaient fournis avec, ne fonctionnaient que sous Windows. De plus, certaines fonctions étaient manquantes ou incomplètes par rapport à des IDE comme Eclipse ou Visual Studio. Pour combler ces lacunes, Microchip a développé un nouvel IDE basé sur Netbeans, nommé MPLAB X. Il est maintenant compatible avec Windows, Mac OS et Linux. L’IDE est encore en développement mais la plupart des fonctionnalités sont disponibles et l’IDE est tout à fait utilisable.

Parmi les fonctionnalités en cours de développement, on peut citer le simulateur et le débogueur. Le simulateur ne supporte que le cœur du microcontroleur mais pas les périphériques. Le débogueur, quant à lui est incapable d’afficher la call stack, le contenu de certains registres, des variables et ne supporte pas les traces. Ces manques rendent actuellement le développement et le débogage d’application plus complexe et ne permettent pas à cet IDE d’être utilisé en production. Par contre, les développeurs et les électroniciens amateurs se réjouiront de pouvoir développer sur PIC en utilisant leur OS préféré.

MPALBX IDE

Références:
[1]http://www.microchip.com/
[2]http://ww1.microchip.com/downloads/mplab/X_Beta/index.html
[3]http://microchip.wikidot.com/start

Raspberry Pi, un petit ordinateur dans une clé USB

Posted: 9th May 2011 by Emmanuel Romagnoli in News

David Braben, un britannique, développeur de jeux vidéos et cofondateur de la société Frontier Developments a mis au point un micro-ordinateur de la taille d’une clé USB, baptisé Raspberry Pi.

Les caractéristiques de cet ordinateur sont les suivantes :

  • un processeur ARM11 cadencé à 700 Mhz ;
  • 128 Mo de SDRAM ;
  • un processeur graphique et une sortie HDMI pour brancher l’ordinateur à un poste de télévision ;
  • une prise USB afin de brancher la machine sur un hub USB, sur lequel on placera un clavier, une souris et d’autres périphériques ;
  • un système d’exploitation Linux Ubuntu.

Cet ordinateur ne coutant qu’une quinzaine d’euros, il pourrait être distribuée gracieusement par une organisation caritative dédiée afin d’encourager à la découverte de la programmation et de l’informatique en général.

En attendant l’arrivée de cet ordinateur, laissons David Braben le soin de nous présenter son projet.

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Un concours Lego Mindstorms NXT organisé par National Instruments

Posted: 29th April 2011 by Emmanuel Romagnoli in News

On connait les lego Mindstorms® qui permettent de construire des robots par assemblage de pièces (des moteurs, des capteurs…). Ces robots doivent être programmés grâce à un environnement de développement fourni avec le robot.

Malgré l’aspect “enfantin” de ces robots, cela peut donner lieu à des réalisations très complexes et à des concours tels que celui organisé par National Instruments qui se tiendra le 7 février 2012 lors des NI-Days. Ce concours s’adresse aux lycéens (enseignement secondaire et BTS) et le réglement est disponible ici.

Pour plus de renseignements, vous pouvez vous rendre sur le site de la communauté Robotique NIDays.

En attendant de voir les robots présentés à ce concours, vous pouvez vous intéresser aux prouesses de deux autres robots :

  • le premier, mis au point par Miguel Ochoa du Comillas Pontifical University de Madrid, se déplace en équilibre sur une balle ;
  • le second, développé par Chris Shepard, s’apparente à un robot de tri – le delta – utilisé dans les centres de tri.
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Les robots et le nucléaire

Posted: 27th April 2011 by Emmanuel Romagnoli in News

L’accident de Fukushima au Japon est désormais classé “niveau 7″ comme celui de Tchernobyl dont on vient de fêter le 25ème anniversaire. A l’époque des liquidateurs ont été exposés à de très fortes radiations pour intervenir sur la centrale et il en est de même actuellement au Japon. Ce pays étant réputé pour son avance technologique en matière de robotique, il est légitime de s’interroger sur les raisons pour lesquels le Japon n’envoie pas des robots aux abords de la centrale plutôt que des hommes.

Bien que cela puisse paraître étonnant, le Japon ne dispose quasiment pas de robots adaptés. En effet, les robots intervenant dans de tels milieux doivent être “durcis” afin que leurs circuits électroniques puissent “encaisser” les fortes radiations.

En Europe, deux entreprises ont mis au point des robots capables d’opérer au sein des centrales :

  • KHG (Kerntechnische Hilfsdienste GmbH) en Allemagne
  • Intra en France

En ce qui concerne Intra, il s’agit d’un GIE mis en place par le CEA, Areva et EDF (cf. http://www.groupe-intra.com) qui propose des robots pouvant intervenir à l’extérieur comme à l’intérieur des centrales pour effectuer des prélévements ou ouvrir des vannes.

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De tels robots devaient être expédiés le 19 mars par Areva mais l’offre fut finalement déclinée par le Japon qui jugeaient ces robots inadaptés (cf. aide française déclinée).

Le pays a finalement pu déployer 23 de ses propres robots pour effectuer des mesures de radioactivités (cf. Japan sends team of 23 rescue robots that withstand radiation to fukushima)

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RoboCup 2011

Posted: 24th April 2011 by Emmanuel Romagnoli in News

Du 6 au 10 avril 2011, s’est tenu le 15ème festival national de robotique du Portugal (http://robotica2011.ist.utl.pt/), l’occasion de parler d’un autre rendez à venir : la 15ème édition de RobotCup à Istambul du 5 au 11 juillet (“http://www.robocup2011.org/en/”).

Faire jouer des robots au foot, l’idée avait été évoquée par le professeur Alan Mackworht dans un article intitulé “On Seeing Robots”. Cette idée s’est concrétisée grâce à un groupe de chercheurs japonais qui a mis en place “Robot J-League”. Ce projet a été renommé “Robot World Cup Initiative” (RobotCup) afin de permettre la participation d’équipes internationales.

Depuis 1997, année de la première session de RobotCup, le projet s’est fortement développé (http://www.robocup.org/) :

  • ajout de nouveaux défis (dance ; recherche et secours de victimes)
  • création de comités nationaux (la France n’en possède malheureusement pas à ce jour)
  • création d’une version junior de RobotCup

En attendant le cru 2011, voici la vidéo de la finale de la session 2010 qui a opposé deux équipes allemandes …

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Des exosquelettes pour remarcher

Posted: 23rd April 2011 by Emmanuel Romagnoli in News

Le professeur Sankai et d’autres chercheurs de l’Université de Tsukuba au Japon, ont mis au point un exosquelette robot baptisé HAL ( Hybrid Assistive Limb) qui est capable de capter des signaux à la surface de la peau afin d’activer les membres correspondant.

On imagine aisément les applications dans le domaine médical comme la ré-éducation fonctionnelle accélérée et dans d’autres domaines (manutention de charges lourdes comme cela est suggéré au début de la vidéo de démonstration).

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La mise au point de cet exosquelette a donné lieu à la création de l’entreprise Cyberdyne afin de faciliter sa commercialisation : http://www.cyberdyne.jp/english/

Des quadrocopters joueurs de tennis

Posted: 4th April 2011 by Emmanuel Romagnoli in News

YouTube Preview ImageEn attendant de voir s’affronter des robots humanoïdes tennismen sur les courts de Roland Garros,
l’Institut IDSC (Institute for Dynamic Systems and Control) de l’École polytechnique fédérale de
Zurich (Eidgenössische Technische Hochschule Zürich ou ou ETHZ en allemand) a mis au point des
Quadrocopter capables de jongler avec une balle (lorsqu’ils sont seuls) ou de s’échanger la balle
(lorsqu’ils sont à deux).

Des vidéos de démonstrations de ces machines sont déjà disponibles sur youtube mais des détails
complémentaires peuvent être trouvés sur le site de l’Institut:

http://www.idsc.ethz.ch/Research_DAndrea/FMA