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Vous avez toujours voulu construire votre propre robot ? Ce n'est pas aussi difficile qu'on pourrait le penser. Vous pouvez utiliser l'un des nombreux kits de démarrage disponibles ou créer votre propre robot programmable avec une gamme de composants électroniques standard.
Pour le cerveau électronique du robot, vous pouvez utiliser un Raspberry Pi, un Arduino ou un autre type de microcontrôleur. Vous aurez besoin d'une carte de commande pour contrôler les moteurs afin de le faire bouger, en utilisant des roues, des chenilles ou même des jambes. Ou vous pouvez créer un bras de robot.
Nous explorons ici certaines des approches les plus populaires et les plus intéressantes pour fabriquer un robot.
1. Robot à roues
Le type de robot de bricolage le plus populaire à construire ressemble à une voiture miniature, avec un châssis et généralement deux ou quatre roues, parfois six.
Que vous utilisiez un Raspberry Pi, Arduino , ou un autre microcontrôleur, vous aurez besoin d'une carte de commande de moteur pour la connecter aux moteurs à courant continu qui feront tourner les roues. Une source d'alimentation portable est également requise, telle qu'une banque d'alimentation ou une batterie.
Le châssis forme le corps du robot. Pour cela, vous pouvez acheter un kit ou construire votre propre châssis personnalisé à partir de zéro en utilisant des pièces imprimées en 3D / découpées au laser ou tout autre matériau dont vous disposez.
Pour les terrains difficiles, votre robot pourrait être équipé de chenilles ou même d'un système de suspension à bogie à bascule comme le rover Perseverance Mars de la NASA.
Bien que des roues orientables puissent être ajoutées, la façon la plus simple de diriger le robot est de faire en sorte que le ou les moteurs d'un côté aillent plus vite que l'autre. Ou vous pouvez utiliser des roues Mecanum spéciales avec des bandes de roulement à rouleaux inclinées pour lui permettre de se déplacer latéralement.
L'ajout de capteurs au robot l'aidera à se déplacer de manière autonome une fois programmé. Un capteur de distance à ultrasons lui permettra d'éviter les obstacles, tandis qu'un capteur IR orienté vers le bas pourra être utilisé pour suivre une ligne noire au sol.
Vous pouvez même ajouter une caméra pour la visualisation vidéo à distance et la reconnaissance d'objets à l'aide d'une bibliothèque de vision par ordinateur telle qu'OpenCV.
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2. Robot auto-équilibré
Un robot auto-équilibré à deux roues utilise une IMU (unité de mesure inertielle) avec des capteurs accéléromètre et gyroscope pour détecter le mouvement et la rotation. Cela lui permet d'ajuster son équilibre en fonction des moteurs et d'éviter de basculer.
Il faut une bonne compréhension des mathématiques et un peu de programmation avancée, mais les résultats peuvent être très impressionnants lorsque votre robot parvient à rouler et à rester debout.
3. Robot à pattes
Ce concept a des jambes… littéralement. Fabriquer et faire fonctionner des jambes de robot est beaucoup plus compliqué que d'utiliser des roues, car vous devrez créer des articulations de jambe flexibles et ajouter un servomoteur à chaque articulation pour lui permettre de se déplacer avec précision. Les joints sont généralement réalisés par impression 3D ou découpe laser.
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Construire un robot à quatre, six ou huit pattes offre une meilleure stabilité et facilité de contrôle qu'un robot bipède (voir ci-dessous). L'inconvénient est qu'il y aura toute une charge de câblage nécessaire pour connecter tous ces servos de jambe. Ferez-vous un robot chat, chien, insecte ou araignée ?
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4. Robot bipède
Si vous voulez créer votre propre robot de style Star Wars, c'est le droïde que vous recherchez.
Bien qu'il soit plus simple à câbler qu'un robot avec un plus grand nombre de jambes, un robot bipède a le défi supplémentaire de l'équilibrer afin qu'il ne tombe pas.
Obtenir un mouvement de marche fluide est la clé pour que votre robot reste droit pendant qu'il avance. En option, vous pouvez également vouloir installer une IMU avec des capteurs accéléromètre et gyroscope (voir Robot auto-équilibré ci-dessus).
Pour un robot plus humanoïde, vous pouvez ajouter des bras mobiles à votre création, qui pourraient même être utilisés pour l'aider à rester debout s'il commence à tomber.
5. Bras robotique
La plupart des robots industriels sont des bras mécaniques qui ramassent des objets et les manipulent. Si vous souhaitez créer le vôtre, il existe quelques kits disponibles pour vous aider à démarrer, tels que le PiArm .
Comme pour les jambes robotisées, le bras comprendra plusieurs articulations, chacune équipée d'un servomoteur pour un contrôle précis de son mouvement. Pour une dextérité maximale, vous voulez un bras avec suffisamment d'articulations, y compris une base rotative, pour offrir au moins six degrés de liberté (6DOF).
Pour construire votre propre bras à partir de zéro, vous pouvez utiliser un ensemble de construction de jouets comme Meccano ou un système de construction de robot de précision plus dédié comme Actobotique .
Vous pouvez même rendre votre bras robotique mobile en le montant sur le châssis d'un robot à roues.
6. ROV sous-marin
Comme Homer Simpson l'a prédit sous forme de chanson, à l'avenir, tout le monde vivra sous la mer. D'ici là, vous voudrez peut-être explorer l'océan avec un robot sous-marin, alias ROV (véhicule télécommandé).
Tout d'abord : l'eau et l'électronique ne font pas bon ménage ! Vous aurez donc besoin d'une excellente étanchéité du boîtier pour protéger l'électronique à l'intérieur de votre robot ; pour plus de sécurité, vous pouvez même enduire les connexions câblées intérieures de résine.
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Pour faire bouger votre mini ROV, vous aurez besoin de moteurs brushless connectés à des hélices. Alors que la direction latérale est similaire à celle d'un robot à roues, l'ajout d'une hélice verticale vous permettra de contrôler la profondeur du robot dans l'eau.
Un gyroscope aidera à détecter l'orientation du robot sous l'eau, tandis qu'une caméra et une lumière permettront à l'opérateur à distance de voir. Diffuser de la vidéo sans fil vers un autre appareil via l'eau n'est pas facile, une connexion par câble est donc conseillée.
7. Poisson robotique
Pour le nec plus ultra des robots sous-marins, vous pouvez créer un poisson robot. Construire un est un projet ambitieux, nécessitant une impression 3D de précision et une conception personnalisée pour le corps et des ailerons/queue mobiles pour la direction.
Des exemples impressionnants de poissons robotisés ont été créés par des équipes de recherche universitaires cherchant un moyen discret de nager aux côtés de vrais bancs de poissons pour étudier leur comportement. Une équipe du CSAIL MIT, a créé SoFi ; ce poisson robotique dispose d'unqueue ingénieuse inspirée du système biologique utilisé dans les nageoires de thon.
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Une fois que vous avez construit votre robot, il existe plusieurs façons de le contrôler. Vous pouvez le diriger manuellement à partir d'un autre appareil ou ordinateur. Ou programmez-le pour qu'il suive un schéma de mouvement particulier : une manière typique d'utiliser un bras robotique.
Les sept types de robots que vous pouvez construire sont :
- Robot à roues
- Auto-équilibrage
- Robot à pattes
- Bipède
- Bras robotique
- ROV sous-marin
- Poisson robot
Pour que votre robot soit vraiment intelligent, vous devrez coder son microcontrôleur ou son ordinateur monocarte afin qu'il puisse agir de manière autonome. Pour cela, vous voudrez ajouter des capteurs ou même une mini caméra afin que votre robot puisse détecter/voir où il va et éviter les obstacles.
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- Robotique
Le journaliste indépendant en technologie et divertissement Phil a édité de nombreux livres officiels sur Raspberry Pi. Bricoleur de longue date de Raspberry Pi et d'électronique, il contribue régulièrement au magazine The MagPi.
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