Projet TMo: un tutoriel évolutif pour fabriquer soi-même un robot de téléprésence

Cet article porte sur un projet open source de robot de téléprésence: TMo (pour « Téléprésence Mobile »). TMo sera un robot au coût maitrisé. L’idée de départ est d’utiliser majoritairement des kits faciles à mettre en œuvre et des équipements que la plupart d’entre nous possédons déjà. Nous avons en effet presque tous du matériel électronique que nous n’utilisons pas parce que « dépassé ». Rappelez-vous de ce « vieux » smartphone, de cet ordinateur portable ou de cette tablette rangés dans un tiroir… Pourquoi ne pas leur donner une deuxième vie en les utilisant dans un projet de robotique? C’est ce que nous allons nous efforcer de faire avec le projet TMo. Cette publication sera mise à jour à chaque avancée du projet. N’hésitez pas à commenter les solutions proposées et à les enrichir par votre propre expérience.

ÉVOLUTION DU PROJET (dernière mise à jour: 14 mai 2019)

Rien de tel qu’un petit graphique pour montrer l’avancée du projet!

Idée Planification Recherche de solutions Validation Réalisation Tests et contrôles Diffusion

En vert: les étapes terminées. / En jaune: les étapes en cours.

Ce projet étant assez ambitieux, il évoluera au fur et à mesure des solutions validées et de vos contributions 😉

N’hésitez pas à échanger en utilisant le formulaire de contact ci-dessous:

CAHIER DES CHARGES (dernière mise à jour: 09 novembre 2018)

Le robot TMo devra intégrer les fonctions suivantes:

  • Visioconférence (transmission d’images et de sons dans les deux sens);
  • Patrouille autonome dans un espace clos;
  • Détection d’une présence humaine ou animale.

Le propriétaire de TMo l’utilisera ainsi pour communiquer à distance avec un médecin (télémédecine), un membre de la famille… En son absence, TMo pourra patrouiller dans le domicile et détecter une intrusion humaine ou animale. Par la suite, nous pourrons envisager de rajouter d’autres fonctions au robot. Mais pour l’instant, restons modestes…

On peut décrire la fonction principale du robot et ses fonctions contraintes en utilisant un cahier des charges fonctionnel.

CAHIER DES CHARGES FONCTIONNEL (dernière mise à jour: 13 mai 2019)

FP désigne la Fonction Principale.

FCx désigne la Fonction Contrainte N°x.

CC signifie Courant Continu.

Repère
Fonction
Critères d’appréciation
Niveaux de performance
FP Le robot doit effectuer de la téléprésence et de la surveillance autonome. 1. Images

2. Sons

3. Détection

4. Autonomie

1. Qualité HD et caméra embarquée

2. Haut-parleurs et microphone

3. Humains et animaux

4. 1h au moins

FC1 Le robot doit se déplacer de façon autonome 1. Motorisation

2. Alimentation

3. Obstacles

1. Deux moteurs CC

2. Embarquée et rechargeable 12V CC

3. Détecteurs embarqués

FC2 Le robot doit être ergonomique 1. Hauteur

2. Écran

3. Masse

1. 1,20m ou plus

2. 7 pouces de diagonale au moins

3. 20kg au plus

FC3 L’interface doit être pratique 1. Accessibilité

2. Lisibilité

3. Manipulation

1. WiFi et navigateur Web

2. Images et commandes groupées

3. Par écran tactile

FC4 Le robot doit être fabriqué avec du matériel de récupération ou peu coûteux 1. Écran

2. Caméra

3. Haut-parleurs

4. Unité centrale

5. Pilotage des entrées-sorties

6. Motorisation

7. Détecteurs

8. Autres composants

9. Châssis

1. Smartphone ou tablette (réutilisé)

2. Smartphone/tablette ou petite caméra

3. Abordables

4. Smartphone/tablette (réutilisé)

5. Carte Arduino Makeblock (Auriga/Orion)

6. Moteurs CC

7. Abordables

8. Réutilisation

9. Pièces aluminium Makebolck

FC5 Le robot doit être esthétique 1. Design

2. Couleurs

3. Identité

1. Simple mais moderne

2. Blanc, orange et bleu

3. Symbole TéMo

PRINCIPE DE FONCTIONNEMENT (dernière mise à jour: 24 mars 2019)

Voici un petit schéma de principe de TMo (qui risque d’évoluer au fur et à mesure du projet):

Schéma principe robot TéMo v2

VUE D’ENSEMBLE DU PROJET TMo (dernière mise à jour: 13 mai 2019)

Voici la modélisation 3D de ce que pourrait devenir le robot TMo (qui risque d’évoluer au fur et à mesure du projet):

Vue globale du robot de téléprésence TMo
Vue globale du robot de téléprésence TMo

MONTAGE DU CHÂSSIS – VERSION BASIQUE (16 mai 2019)

Pour la réalisation du châssis du robot j’ai choisi le Kit Robot Starter de Makeblock qui offre un bon rapport qualité-prix. Pour environ 120€ il permet d’avoir un châssis en aluminium résistant et évolutif. On peut l’obtenir chez différents fournisseurs, notamment chez France Robotique ICI. Le châssis est fourni avec les moteurs à courant continu. Attention toutefois car ce kit est en fin de série. Ceci dit, on peut encore le trouver facilement et en plus à prix réduit (personnellement je l’ai obtenu neuf pour 100€). Si vous n’arrivez pas à vous le procurer, il est possible d’opter pour le kit mBot Ranger qui coûte environ 150€.

Voici quelques caractéristiques du Kit Robot Starter:

  • une carte de commande Orion basée sur Arduino Uno;
  • deux moteurs à courant continu;
  • un capteur à ultrasons;
  • un récepteur infrarouge;
  • une télécommande;
  • un châssis en aluminium.

En plus de ce kit, l’achat de pièces en aluminium Makeblock va nous permettre de modifier le châssis pour l’adapter à notre projet.

L’une des possibilités d’assemblage du Kit Robot Starter: notre châssis sera bien sûr plus élaboré

Au fait, pourquoi un kit Makeblock? Parce qu’il permet d’envisager de nombreuses évolutions en raison des capteurs et des pièces mécaniques compatibles. De plus, l’assemblage des composants et des pièces de châssis est très aisé. On peut modifier la configuration d’un robot, la tester puis la modifier de nouveau. Enfin, et c’est important pour notre projet, le coût des kits et pièces à l’unité est assez raisonnable.

À BIENTÔT POUR LA SUITE!

À venir: réalisation de la première partie du châssis et programmation de la détection d’obstacle.

Cyril Mottet

©univrobot

Crédits photo: univrobot

Dernière mise à jour: 16 mai 2019

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