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WALL-E autonome

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Difficulté:

j’ai modifié un vieux jouet à friction de Wall-E pour le rendre autonome et expressif (un peu) grâce à 2 LED RGB et un capteur Ultrason


J’ai acheté ce jouet à friction sur Ebay pour lui redonner un peu de vie, je l’ai doté d’un capteur à Ultrasons et de deux LED RGB pour les yeux, j’ai ôté le mécanisme à friction et l’ai remplacé par deux moteurs 3 Volts.
son coeur est un microcontrôleur ATTiny2313 que j’ai programmé avec le logiciel Arduino et une bibliothèque dédiée aux ATTiny .
Moyennant des modification mineures, vous pouvez rendre autonome vos anciennes voitures RC, vous pouvez aussi remplacer l’ATTiny2313 par un Arduino UNO ou NANO par exemple.

Matériel :

Budget : 1€

  • Matériel :
  • un jouet plastique Wall-E à friction
  • un microcontrôleur ATTiny2313 version cms
  • 2 moteurs PPN13KAxxC motors les miens sont des PPN13KA10C et PPN13KA12C (récupération)
  • 2 LED cms RGB 5050
  • un capteur UltraSons HC SR-04
  • un driver pour 2 moteurs en pont H type L9110
  • 2 bouchons coca-cola (pour les roues)1 barrette sécable mâle 40 broches
  • 1 barrette sécable femelle 40 broches
  • à la place des barrettes on peut aussi utiliser des connecteurs mâle/femelle de récupération
  • 1 régulateur 78L05
  • résistances cms :
  • 1 x 10 Ohms (LED rouge et verte) smd marquée 100
  • 1 x 68 Ohms (LED bleue) smd marquée 680
  • 1 x 10 Kohms (reset 2313) smd marquée 103
  • condensateurs cms :
  • 2 x 100 nF (reset et découplage alimentation) smd 1206
  • 2 x 10 μF ( découplage alimentation) smd Tantal
  • 4 x 47 nF (antiparasite moteurs) smd 1206
  • 2 x 470 nF ( réservoir alimentation moteurs)
  • époxy 16/10 pré-sensibilisé
  • Outillage :
  • soudure 1mm et fer à souder ( pointe fine pour les cms )
  • pistolet à colle chaude et colle cyanoacrylate ou époxy 2 composants
  • scie à métaux, lime, perceuse et forêts, mètre ou réglet
  • vis métaux 2mm
  • fil 0,2 mm² (3/10)
  • insoleuse UV
  • révélateur pour plaque époxy
  • perchlorure de fer (pour la gravure)
  • tutoriel pour le capteur ultrasons: http://tiptopboards.free.fr/arduino_forum/viewtopic.php?f=2&t=54, ,

Etape 1 : Wall-E original


Construction :
déboîter les fausse chenilles (elles sont maintenues sur le coté par 2 vis)
déboîter le bas enlever le mécanisme à friction
déboîter les deux bras et enlever les deux bagues qui maintiennent les deux parties du haut
démonter la tête enlever la vis en haut du faux vérin et la goupille qui le maintient sur la base
tournante
déboîter la tête et l’ouvrir en 2 (4 vis)

Etape 2 : confection des yeux

les Yeux :
les LED RGB sont collée sur les pastilles des yeux et soudés sur un morceau de plaque à essais
perforée
la résistance 10R est commune aux Anodes des LED RED et GREEN les Cathodes vont à la masse
la résistance 68R est commune à l’Anode de la LED BLUE la Cathodes va à la masse
le noir est la masse commune

Etape 3 : mise en place des yeux et remontage de la tête


Percer le faux vérin qui supporte la tête, passer les fils, mettre en place les pastilles des yeux et remonter la tête

Etape 4 : perçage du logement des capteurs ultrasons


On perce 2 trous à l’avant pour la fixation des transducteurs du module Ultrasons, on voit le
connecteur des 2 LED RGB des yeux.
Attention pour le découpage le plastique est très fragile !

Etape 5 : confection des roues et collage des 2 moteurs


découper le fond de l’ancien support à friction et coller les moteurs bien alignés
les roues sont faites avec des bouchons de bouteille, elle doivent être réduite en épaisseur;
tracer un trait avec un feutre appuyé sur la table, couper avec un cutter ou une scie et poncer les
bavures

Etape 6 : antiparasitage des moteurs


souder les 2 condensateurs 100nF ( ou 470 nF) entre + et – et les 4 condensateurs 47 nF smd entre
+ et – et la carcasse des moteurs.
l’antiparasitage des moteurs est important quand on utilise un microcontrôleur

Etape 7 : découpage des chenilles


découpage des chenilles :
pour que les roues ne frottent pas, il faut couper en biais le support des chenilles
découper aussi l’emmanchement rectangulaire

Etape 8 : utilisation de KiCad pour le PCB

Pour faire le PCB, j’ai choisi le logiciel gratuit Kicad, ici j’ai utilisé la version KiCad 2013 téléchargeable sur ce lien:
http://iut-tice.ujf-grenoble.fr/cao/
si vous êtes sous Windows 7 ou 8 voici le lien direct:
http://iut-tice.ujf-grenoble.fr/cao/kicad-sources-stable_2013-05-18_BZR4017.zip
comme on peut le voir sur les photos KiCad peut afficher le PCB en 3D , on peut aussi fabriquer ses propres composants 3D grâce à Wings3D
je joint les fichiers KiCad en ZIP
Il existe maintenant la version 4.01 que j’ai seulement testée qui semble vraiment bien.
KiCad
voici le lien:
http://kicad-pcb.org/
on trouve pas mal de tutoriel en Français, il suffit de taper tutoriels kicad dans la recherche Google
voici quelques capture du schéma, du PCB et de la 3D dans kicad.
pour ceux qui ne veulent pas utiliser kicad, je joint les typons au format svg qui s’ouvrent avec Internet explorer ou avec le logiciel de dessin vectoriel gratuit
InkScape téléchargeable ici:
https://inkscape.org/en/download/

Etape 9 : Assemblage final

voici comment installer les cartes,
la batterie LiIon 3.7V est attachée par dessus la batterie 9 V
le double inter est collé en dessous (un contact

Etape 10 : Vidéos pratiques sur l’installation des éléments utiles dans Arduino 1.5.8 et de Wall-E en action



Voici trois vidéos:
dans la première on voit comment installer le core tiny (pour certains ATTiny dont le 2313) et la librairei Ultrasonic de façon simple
dans la seconde on voit comment flasher les Fusibles de configuration du 2313 avec Progisp et comment compiler et téléverser le programme avec Arduino 1.5.8
une de Wall-E en ballade
je joins aussi le source et pour ceux qui veulent gagner du temps je joins le fichier HEX (attention, il faut quand même flasher les Fuse BITS )
et un lien comment souder les composants CMS avec du flux:
https://youtu.be/f0KZbhvKqS0
liens youtube:
Wall-E en ballade: https://youtu.be/Pg6XF9erRMs
Installation du core tiny sous arduino: https://youtu.be/g4TdmSgLC6U
compilation et téléversement sous arduino: https://youtu.be/yZOkLUppN-4
passez du bon temps !

Sources :

https://code.google.com/p/arduino-tiny/, http://stigern.net/forum/download/file.php?id=6&sid=6424f49bd53bbe87bfeb93fb0d827b6c, http://www.engbedded.com/fusecalc/, http://www.instructables.com/id/ArtooR2-ATtiny2313-Wall-Avoiding-Robot/, http://iut-tice.ujf-grenoble.fr/kicad/, https://code.google.com/p/arduino-tiny/, http://stigern.net/forum/download/file.php?id=6&sid=6424f49bd53bbe87bfeb93fb0d827b6c, http://www.engbedded.com/fusecalc/, http://www.instructables.com/id/ArtooR2-ATtiny2313-Wall-Avoiding-Robot/, http://iut-tice.ujf-grenoble.fr/kicad/


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