IllustraBot2

Il revient et il a plus de dents !!

Présentation

Un an après IllustraBot, les Bell Labs relancent une expérimentation 4G. Il est temps de le faire évoluer !

Cette fois, l'idée générale est de commander un bras robotisé à l'aide des mouvements d'un téléphone.

Architecture

Matériel

• un bras robotisé : don du Lycée Le Dantec
• une beagleboard / clef+sim 4G : don des Bell Labs
• 6 drivers moteur pas à pas : (au moins 2) à acheter
• un smartphone 4G : don Alcatel-Lucent

• schéma robot

TODO

• commande drivers : Urgent => Jerome, cedric
• classeur de documentation : jerome
• taper alu: cedric

ETAT MOTEURS

• etat des moteurs ( numéro en fonction connectique - connectique à 4 fils pour tous les moteurs )
  • moteur 1 : axe vertical - OK
  • moteur 2 : épaule : 8 fils couplage en 2x2 - défectueux ?
  • moteur 3 : coude : 8 fils couplage en 2x2 - OK
  • moteur 4 : rotation main gauche - OK
  • moteur 5 : rotation main droit - OK
  • moteur 6 : fermeture main - OK
  • NB : attention les moteurs de la pince 5-6 et 4-6 doivent fonctionner ensemble pour garder l'ouverture constante....

TODO

• test moteur 2 : bobines semble OK - hypothèse courant insuffisant avec utilisation easy driver.
  • on dispose 2 moteurs supplémentaire identique (à tester). Pour un démontage éventuel, il y aura un écrou qui est inaccessible ( derrière poulie )

CARTE DETECTION

la carte fonctionne parfaitement. préparation connectique en cours.

• schéma sur github
• adaptation 5V => 3.3V:
  • proposition avec transistor NPN + led. Permettra d'avoir un visuelle et correspondance sur GPIO.

NB: inversion fils rouge(+5V) / noir (GND) fait

CARTE DE CONNECTION

la carte aura le cahier des charges suivant :

• connectique pour l'emplacement beagle bone
• 6 drivers popolu A4988 ( TBC) avec connectiques externes
• 6 entrées avec adaptation 5V->3.3V
• 3 à 4 alimentations ( 5V/3.3 V/ 12 volts ou plus)
  • prévoir capacité autour du 5V
  • prévoir capacité autour du 3.3V des transistors de l'adaptation
  • prévoir capacités en amont de chaque alimentation autour drivers ( VDD et VMOT )
  • prévoir 2 sources d'alimentation VMOT séparer pour alimenter les moteurs :
    • suivant problèmes perf moteur, on aura peut-être à fournir des moteurs en 12 volts et d'autres à > 12 volts ( par exemple moteurs épaule & coude )

TODO

• schema action : nico
• liste composant : nico, claude, jerome
• voir carte controle moteur de la fraisseuse CNC
• regarder IO beaglebone => nico, claude, jérome

• question:
  • le 3.3V peut-il provenir de la beaglebone ? => action: nico, claude
    • si oui, quel amperage ? besoin 108 mA = 60 mA (led) + 6 x8 driver
    • possibilité de dimunuer le courant led si nécessaire
  • il faudra peut être prévoir 2 sources d'alimentation séparer pour alimenter des moteurs en 12 volts et certains et 18 volts ( par exemple )

Logiciel

Commande du bras

3 axes de commande avec le gyroscope :

Exemples :

• avec un nunchuk (coupez le son)

TODO

• Cedric: [ANDROID] repartir du projet Illustrabot 1er du nom, et intégrer la détection des capteurs gyro avec conversion en gcode ( commande Gcode à définir avec l'équipe beagleboard)
• préparer forge logicielle : jerome, OK
• définir protocole de communication : Jérôme, en cours IllustraBot2:protocole
• Étudier une solution basée sur LinuxCNC : FX

Code source

• dépôt github

kernel 3.8.x

Les pins des connecteurs P8 et P9 peuvent avoir plusieurs fonctions : on parle de mode. Cela est configuré via un mux.

Avec les kernel 3.8.x la configuration de ce mux a drastiquement changé (pour unifier tous les arm). Il faut maintenant utiliser des Device Tree Overlay (dto).

Quelques liens très utiles :

• exemple de configuration du mux
• post de forum d'un mec qui suit le cheminement
• recherche qui permet de trouver l'adresse du registre
• chez adafruit très bien fait comme d'hab

Le package debian device-tree-compiler n'est pas bon voir ici

wget -c https://raw.github.com/RobertCNelson/tools/master/pkgs/dtc.sh
chmod +x dtc.sh
./dtc.sh

Voici un petit aide mémoire des commandes à passer pour appliquer un device tree overlay :

export SLOTS=/sys/devices/bone_capemgr.9/slots
export PINS=/sys/kernel/debug/pinctrl/44e10800.pinmux/pins
export PINMUX=/sys/kernel/debug/pinctrl/44e10800.pinmux/pinmux-pins
dtc -O dtb -o motor_test-1-00A0.dtbo -b 0 -@ motor_test-1.dts # compiler le fichier source
cp motor_test-1-00A0.dtbo /lib/firmware/ # copier vers le répertoire de firmware
echo motor_test-1 > $SLOTS # appliquer l'overlay
cat $SLOTS # vérifier son application
 ...
 8: ff:P-O-L Override Board Name,00A0,Override Manuf,motor_test-1
egrep "830|834" $PINS # vérifier le mode des pins
 pin 12 (44e10830) 00000007 pinctrl-single 
 pin 13 (44e10834) 00000007 pinctrl-single
egrep "830|834" $PINMUX # vérifier la réservation des pins
 pin 12 (44e10830): helper.15 (GPIO UNCLAIMED) function pinmux_motor group pinmux_motor
 pin 13 (44e10834): helper.15 (GPIO UNCLAIMED) function pinmux_motor group pinmux_motor
echo -8 > $SLOTS # remove overlay

Évolutions possibles

• Docteur maboule ?
• construction 3D -> maison pour les enfants : comme ça

Bilbiographie / documentation

• Dossiers de TP sur BobbyLeRobot
• Commande du bras avec un TO7/70 :)
• Documentation obtenue par ingénierie inversée
  • Bras & moteurs
  • carte de détection
• Hardware
  • BeagleBone Black
    • shema + System reference manual [1]
    • Processeur TI [2]
  • EasyDriver
  • datasheets & co sur le github
• How-To's
  • Tutorial vidéo BB+EasyDriver+stepper motor (code source)

Médias

Vidéos

• Contrôle du bras par joystick

Photos

• 

  Le bras à piloter

• 

  Carte de commande

• 

  Épaule et commande

• 

  2 moteurs

• 

  Intérieur coude

• 

  Intérieur épaule

• 

  2 autres moteurs

• 

  Poignet et pince

• 

  Intérieur pince

• 

  Bras

• 

  Intérieur de la base

• 

  Intérieur de la base

• 

  Fablab:1, Bras:0

Participants

Non exhaustif :

• Jérôme
• Claude
• Fx
• David
• Cédric
• Julien
• Nicolas
• Raoul