Contrôle d’un bras robotique Joy-It

Aujourd’hui, nous allons contrôler un bras robotique grâce à une carte Arduino et à une manette.

Matériel pour la réalisation :

Montage des éléments

Pour construire le robot, aidez-vous du guide de montage. Nous vous conseillons d’utiliser des écrous indesserrables.

Pour monter la manette, veuillez vous référer au mode d’emploi.

Insérez le Shield Gravity sur la carte Arduino Uno.

Étape 1, reliez le VCC Analogique et le VCC Digital entre eux avec le Jumper F/F. Ce raccordement est indispensable pour que tout le Shield soit correctement alimenté !

Étape 2, raccordez la manette au Shield Gravity de la façon suivante :

• le fil GRIS  au GND
• le fil ROSE  en D4

• le fil ROUGE  en A2
• le fil JAUNE en A3

• le fil BLEU en D2
• le fil BLANC en A1
• le fil MARRON en A0
• le fil VERT au VCC

Étape 3, nous allons relier les moteurs du bras robotique au Shield Gravity. Chaque moteur est composé de 3 fils : un GND (marron), un VCC (rouge), et une sortie numérique (orange). Il faudra donc relier de la manière suivante :

Raccordez :

•  le moteur de la base en D6
•  le moteur du l’épaule en D3
•  le moteur du coude en D9
•  le moteur du poignet en D5
•  le moteur de la rotation de la pince en D11
•  le moteur de l’ouverture de la pince en D10

Fonctionnement des servomoteurs :

Le servomoteur est un moteur permettant de tourner sur une course limitée (180°).
Il se pilote par des largeurs d’impulsions. Avec Arduino, on peut contrôler ces largeurs d’impulsions grâce à l’instruction writeMicroseconds.
La plage 0° – 180° se traduit alors par 1000µs – 2000µs.

Programme Arduino

Nous allons éditer un programme permettant de contrôler les différent moteurs du robot grâce à la manette :

• un mouvement horizontal du Joystick gauche pilotera la base
• un mouvement vertical du Joystick gauche pilotera le coude
• un mouvement horizontal du Joystick droit pilotera le poignet
• un mouvement vertical du Joystick droit pilotera l’épaule
• les clics des Joysticks piloteront l’ouverture de la pince
• les boutons poussoirs piloteront la rotation de la pince

#include <Servo.h>

Servo base; Servo epaule; Servo coude; Servo poignet; Servo rotapince; Servo ouvepince;

int J1, J2, J3, J4;
int BP1, BP2;

int pulse1, pulse2, pulse3, pulse4, pulse5, pulse6;
int pas1, pas2, pas3, pas4;

void setup() {

  base.attach(6); //sortie numérique 6
  epaule.attach(3); //sortie numérique 3
  coude.attach(9); //sortie numérique 9
  poignet.attach(5); //sortie numérique 5
  rotapince.attach(11); //sortie numérique 11
  ouvepince.attach(10); //sortie numérique 10

  pinMode(4, INPUT_PULLUP); //sortie numérique 4
  pinMode(2, INPUT_PULLUP); //sortie numérique 2
  //utilise le VCC et la résistance de pullup de l’Arduino >> évite de rajouter un VCC et une résistance dans le montage

  J1 = J2 = J3 = J4 = 0;
  BP1 = BP2 = 1;

  //initialisation des moteurs en position de départ

  pulse1 = pulse2 = pulse3 = pulse4 = pulse5 = 1500; //90°
  pulse6 = 2000; //180°

}

void loop() {

  J1 = analogRead(A2); J3 = analogRead(A0); //Joystick gauche mouvement horizontal et vertical
  J2 = analogRead(A3); J4 = analogRead(A1); //Joystick droit mouvement vertical et horizontal
  BP1 = digitalRead(4); BP2 = digitalRead(2); //Bouton poussoir gauche et droit

  base.writeMicroseconds(pulse1);
  epaule.writeMicroseconds(pulse2);
  coude.writeMicroseconds(pulse3);
  poignet.writeMicroseconds(pulse4);
  rotapince.writeMicroseconds(pulse5);
  ouvepince.writeMicroseconds(pulse6);

  //lecture J1
  if (J1 > 1000) {
    pulse6 -= 10;  //action sur la fermeture de la pince
    if (pulse6 < 1650) {
      pulse6 = 1650; /*[2]*/
    }
  }
  else
  { //action sur la base
    pas1 = map(J1, 200, 800, -10, 10); //[0]
    if (pas1 < 5 && pas1 > -5) {} //[1]
    else
    {
      pulse1 += pas1;
      if (pulse1 > 2200) {
        pulse1 = 2200; //[2]
      }
      if (pulse1 < 800) {
        pulse1 = 800; //[3]
      }

    }
  }

  //lecture J2 et action sur le coude
  pas3 = map(J2, 100, 900, -10, 10);
  if (pas3 < 5 && pas3 > -5) {} //[1]
  else
  {
    pulse3 += pas3;
    if (pulse3 > 2100) {
      pulse3 = 2100; //[2]
    }
    if (pulse3 < 900) {
      pulse3 = 900; //[3]
    }
  }

  //lecture J3 et action sur l’épaule
  if (J3 > 1000) {
    pulse6 += 10;  //action sur la l’ouverture de la pince
    if (pulse6 > 2400) {
      pulse6 = 2400; /*[3]*/
    }
  }
  else
  {
    pas2 = map(J3, 200, 800, -10, 10);
    if (pas2 < 5 && pas2 > -5) {} //[1]
    else
    {
      pulse2 -= pas2;
      if (pulse2 > 2200) {
        pulse2 = 2200; //[2]
      }
      if (pulse2 < 1000) {
        pulse2 = 1000; //[3]
      }
    }
  }

  //lecture J4 et action sur le poignet
  pas4 = map(J4, 100, 900, -10, 10);
  if (pas4 < 5 && pas4 > -5) {} //[1]
  else
  {
    pulse4 -= pas4;
    if (pulse4 > 2100) {
      pulse4 = 2100; //[2]
    }
    if (pulse4 < 900) {
      pulse4 = 900; //[3]
    }
  }

  //lecture BP1 et BP2, et action sur la rotation de la pince
  if (BP1 == LOW) {
    pulse5 -= 10;
    if (pulse5 < 600) {
      pulse5 = 600; /*[2]*/
    }
  }
  if (BP2 == LOW) {
    pulse5 += 10;
    if (pulse5 > 2100) {
      pulse5 = 2100; /*[3]*/
    }
  }

  delay(15);

}

/* [0] Un joystick peut varier de 0 à 1023. Suivant la plage qui nous intéresse
  l’instruction “map()” va permettre de faire une mise à l’échelle
  [1] offset
  [2] borne minimale : début de course
  [3] borne maximale : fin de course */

Mise en marche

Une fois le programme téléversé, retirez le câble USB de l’Arduino.

Câblez le bloc d’alimentation 5 V au Shield Gravity et branchez la prise au secteur.

Tout est prêt !