Le document présente un projet personnel encadré sur la conception d'un robot suiveur de ligne, mené par un groupe d'étudiants en 2006-2007. Il détaille les étapes du projet, y compris l'analyse fonctionnelle, les études mécaniques et électroniques, et la conception d'un prototype conformément au cahier des charges fonctionnel. Ce travail illustre l'application des compétences en sciences de l'ingénieur pour créer un système autonome capable de suivre un parcours préétabli.

1. Projet Personnel Encadré
ROBOT SUIVEUR DE LIGNE
Année 2006-2007
Groupe 6
BONNAVENT Marion
CORNAND Benoit
COTTAZ Jérémy
DESPRES Stéphanie

2. REMERCIEMENTS
Nous souhaitons remercier les personnes qui nous ont aidés et soutenues tout au long de l’année
à la concrétisation de notre projet :
- nos professeurs de Sciences de l'Ingénieur, M. Jean-François BERTHA (professeur de Génie
Mécanique) et M. Jean-Pierre BURGHARDT (professeur de Génie Electronique), pour leurs
disponibilités et leurs explications fournies.
- les relations extérieures au lycée qui ont su nous apporter des renseignements et des précisions.
- aux documentalistes du lycée pour leur coopération.
- au lycée La Martinière Monplaisir pour ses nombreuses structures informatiques et technologiques.

3. SOMMAIRE
INTRODUCTION ........................................................................................................................................page 1
PLANNING PRÉVISIONNEL ......................................................................................................................... page 2
1. ANALYSE FONCTIONNELLE......................................................................................................................page 3
1.1. Expression fonctionnelle du besoin .......................................................................................page 4
1.3. Algorigramme .........................................................................................................................page 4
1.4. F.A.S.T ...................................................................................................................................page 6
2. ETUDE ÉLECTRONIQUE ..........................................................................................................................page 7
2.1. Microcontrôleur : Pic Basic ....................................................................................................page 8
2.2. Capteurs ................................................................................................................................page 9
2.3. Conception des cartes électroniques................................................................................... page 10
3. ETUDE MÉCANIQUE ........................................................................................................................... page 14
3.1. Motoréducteur ..................................................................................................................... page 15
3.2. Calculs Mécaniques et Conception .................................................................................... page 16
3.4. Etablissement du Bon de Commande ............................................................................... page 18
CONCLUSION ...................................................................................................................................... page 19
GLOSSAIRE ........................................................................................................................................ page 20
BIBLIOGRAPHIE .................................................................................................................................... page 20
SCHÉMAS ET MODÉLISATIONS ............................................................................................................... Annexes

5. INTRODUCTION
Thème : LA ROBOTIQUE
Sous thème : LE ROBOT « SUIVEUR DE LIGNE »
Problématique : COMMENT PEUT-ON FAIRE ÉVOLUER UN SYSTÈME DE FAÇON AUTONOME SUR UN
PARCOURS PRÉÉTABLI ?
C’est à l’issue de l’année de Première Ssi, avec les TPE, (Travaux personnels encadrés),
que se sont déroulés dès la rentrée 2007 en classe de terminale Ssi les PPE (projet personnel
encadré). Le projet, mené en classe de première, par deux membres du groupe (Mlles BONNAVENT
Marion et DESPRÈS Stéphanie) fut récupéré, réétudié et modifié par ces dernières, mais également par
deux autres élèves de Terminale Ssi (M. CORNAND Benoît et M. COTTAZ Jérémy). Une réalisation qui a
transformé un « robot détecteur d’obstacles » en un « robot suiveur de ligne », pour ainsi répondre à
la problématique :
Comment peut-on faire évoluer un système de façon autonome sur un parcours préétabli ?
Ce projet a permis aux membres du groupe d’appliquer au mieux leurs acquis en SI (sciences de
l’ingénieur) puisque c’est l’unique discipline dans laquelle il est possible de développer ces PPE.
Le robot « suiveur de ligne » a été le projet capable de nous faire étudier, réaliser et mettre au
point un équipement robotisé sur les aspects mécanique, électrique et informatique, tous constitutifs
des sciences de l’ingénieur.
L’objectif a été de fabriquer un robot « suiveur de ligne » qui fonctionne en respectant les contraintes
imposées par le cahier des charges fonctionnelles. Pour arriver à cette finalité, dans un premier
temps, nous avons entrepris une analyse fonctionnelle, puis des études mécanique et électrique
simultanément, pour finalement aboutir sur la conception d’un prototype.
PPE 1

6. PLANNING PRÉVISIONNEL
5 novembre :
- Acquisition du cahier des charges (4 membres)
- Répartition des tâches : planning prévisionnel (4 membres)
12 novembre :
- Reprise de l’analyse fonctionnelle (4 membres)
- Nouvelle répartition des tâches (4 membres)
19 novembre :
- Recherche : capteur et PIC BASIC (Bonnavent - Cornand)
- Recherche : moteur et calculs mécaniques (Cottaz - Despres)
26 novembre :
- Choix des capteurs et PIC BASIC (Bonnavent – Cornand)
- Choix des moteurs (Cottaz - Despres)
1er décembre :
- Conception de la carte électronique
- Dimensionnement du moteur
8 décembre :
- Présentation orale
- Conception du schéma global de la carte électronique
- Choix final du moto-réducteur
15 décembre :
- Choix des composants de la carte électronique
- Conception du châssis
22 décembre :
- Conception et modélisation MULTISIM de la carte électronique
- Conception et modélisation SOLIDWORKS du châssis
- Rédaction du bon de commande
5 janvier :
- Séparation de la carte électronique en plusieurs cartes
- Conception et modélisation du système de réglage des capteurs
12 janvier :
- Programmation du PIC BASIC
- Réalisation des typons
- Mise en plan du châssis
17 janvier :
- Programmation du PIC BASIC et réalisation des typons
- Modélisation du robot
22 janvier :
- Bilan et réalisation.
PPE 2

7. ANALYSE FONCTIONNELLE
PPE 3

8. 1.1. EXPRESSION FONCTIONNELLE DU BESOIN
Utilisateur Trajet
Robot
Suiveur de
ligne
Suivre un parcours préétabli de
façon autonome
Voici une manière simple de lire ce diagramme ; il répond à trois questions :
- A qui le produit rend-il service ? Le produit rend service à l’utilisateur
- Sur quoi agit le produit ? Le produit agit sur le trajet qu’il doit parcourir en suivant la ligne noire.
- Dans quel but ? Dans le but de suivre un parcours préétabli de façon autonome
1.2. ALGORIGRAMME
L’Algorigramme (ou organigramme) est un diagramme qui se lit à différents niveaux. Ici, le système
est abordé de deux points de vue différents.
Le diagramme est une suite de directives composées d’actions et de décisions qui doivent être
exécutées selon un enchaînement strict pour réaliser une tache (appelée : séquence).
PPE 4

9. 2.1.1Analyse générale
Initialisation
Avancer en ligne droite
Détection
d’une ligne
à gauche
Détection
d’une ligne
à droite
Avancer à gauche Avancer à droite
2.1.2Analyse détaillée
Initialisation
Alimenter les deux moteurs
simultanément
Photo-
transist
or
Photo-
transistor
droit
Arrêter le moteur gauche Arrêter le moteur droit
PPE 5

10. F.A.S.T.
Déplacer un Se déplacer
Déplacer Alimenter Pile 3V
mobile (F.S 1.1)
roue droite
(F.P.1)
Distribuer Relais et transistors
Convertir Motoréducteur
Transmettre Axes et roues
Déplacer Alimenter Pile 3V
roue gauche
Distribuer Relais et transistors
Convertir Motoréducteur
Transmettre Axes avec roues
Suivre la Détecter la ligne Alimenter Pile 9V et régulateur de
ligne tension de 9V en 5V
Acquérir Emetteur/Récepteur
infrarouge
Traiter Microcontrôleur
Communiquer Carte d’interface
PPE 6

11. ETUDE ELECTRONIQUE
PPE 7

12. 2.1. LE MICROCONTRÔLEUR
2.1.1Développement du programme et mise au point
L'écriture du programme ainsi que sa mise au point doivent suivre le diagramme suivant :
Edition Saisie du programme en langage assembleur ou évolué
Assemblage ou
Traduction du langage assembleur ou évolué en code machine
compilation
Vérification du fonctionnement du programme avec :
Simulation ou - soit un logiciel simulant le microcontrôleur ;
Emulation - soit une carte électronique, connectée à un PC et pilotée par
un logiciel, fonctionnant comme le microcontrôleur
Remplissage de la mémoire programme avec le programme
Programmation
en code machine
Essai Vérification réelle du fonctionnement
2.1.2Choix du PICBASIC-1S
Le microcontrôleur du robot suiveur de ligne sera un PICBASIC-1S. Ses caractéristiques, présentées
dans le tableau ci-dessus, correspondent au mieux à nos attentes :
Caractéristiques Réponses aux attentes
Entièrement suffisant pour le programme qui y sera inséré car ce
2Ko de mémoire programmable
dernier comporte peu d’instruction.
Adapté et même supérieur au nombre d’entrées / sorties nécessaires :
16 Entrées / Sorties 2 entrées pour les capteurs infrarouges et 2 sorties pour les deux pré-
actionneurs des moteurs)
Correct pour assurer une réponse rapide entre l’acquisition de
Rapidité : 1000 codes traités / s
l’information de sortie de trajectoire et la correction de celle-ci
Adaptée car l’énergie pour l’alimenter pourra être fournie par
Plage d’alimentation : 4,5 à 5,5 Vcc
l’intermédiaire d’une pile 9V et d’un pont diviseur de tension
Prix modéré rentrant dans les exigences du cahier des charges et bon
Prix unitaire : 24 € TTC
rapport prix / performance
Dimensions 53.9 x 25.0 x 7.80 mm Facilement implantable sur carte électronique
Les autres caractéristiques à respecter tels que la température de fonctionnement, la consommation
typique ou le courant maximum typique seront à prendre en compte soit dans les conditions de
PPE 8

13. fonctionnement soit dans la conception de la carte électronique mais n’entreront pas en compte dans le
choix du type de PICBASIC car ces caractéristiques sont plus ou moins identiques selon les modèles.
2.2. LES CAPTEURS : ACQUÉRIR L’INFORMATION
2.2.1 Principe de fonctionnement du capteur infrarouge
Les deux capteurs utilisés seront à la fois émetteurs et récepteurs de rayons infrarouges. De manière
simplifiée, ils transforment l’intensité des ondes infrarouges reçues en une tension proportionnelle à
celle-ci. Cette émission de rayons infrarouges est invisible à l’œil humain car la longueur d’ondes λ, qui
différencie les multiples radiations, est inférieure à 800 nanomètres (nm) or, le spectre visible par
l’Homme est l’intervalle : 400 nm < λ < 800 nm.
Ce type de capteurs détecte soit :
- une couleur claire : l’extérieur de la ligne (la couleur du contreplaqué), dans ce cas les infrarouges
émis seront presque en intégralité réfléchis donc la tension en sortie du capteur sera élevée.
- une couleur foncée : la ligne à détecter, dans ce cas les infrarouges émis ne seront pas réfléchis ou
presque donc la tension en sortie sera faible.
NON PRÉSENCE DE LIGNE
Capteur au-dessus de l’aggloméré
Le support, de part de sa couleur
claire, renvoie une grande partie des
rayons émis. Le phototransistor est
saturé. Vce est élevé.
PRÉSENCE DE LIGNE
Capteur au-dessus de la ligne
Le support de part, de sa couleur foncée, ne
renvoie pas pratiquement d’infrarouge. Le
phototransistor tend à être bloqué.
Vce est faible.
La variation de cette tension VCE, comparée ensuite grâce un amplificateur opérationnel, puis analysée
par un microcontrôleur permettra au robot de connaître sa position par rapport à la ligne suivie, donc par
rapport au trajet prédéterminé qu’il doit suivre, imposé par le Cahier des Charges.
PPE 9

14. 2.3. LA CARTE ÉLECTRONIQUE
2.3.1 Description et fonctionnement de la carte
L’information de position est captée par un des capteurs, cette information est alors rendue logique
grâce aux amplificateurs opérationnels (en comparant la tension en sortie des capteurs à la tension de
référence, réglée par les potentiomètres).
Ensuite l’information est analysée par le PICBASIC. Ayant pris connaissance de la position du robot
par rapport à la ligne, le PICBASIC effectue des corrections sur cette trajectoire en émettant ou non, un
signal sur les sorties qui correspondent à un des deux moteurs.
La tension de sortie n’étant pas suffisante pour alimenter les moteurs directement, il faut passer par
un transistor qui permettra l’alimentation des bobines des relais des moteurs et donc des moteurs eux-
mêmes, en fermant le contact entre l’alimentation des moteurs et les moteurs.
2.3.2 Calculs des valeurs des résistances
Pour R5 Données Constructeur :
IMAX = 10 mA : intensité maximale acceptée par la
LED.
VLED1 = VF = 1,2V : différence de potentiel entre
les 2 bornes de la DEL.
D’après la loi des Mailles on a :
VCC – VR5 – VLED1 = 0 ↔ VCC – IMAX ∙ R5 – VLED1 = 0 car VR5 = IMAX ∙ R5 (Loi d’Ohm)
↔ VCC – VLED1 = IMAX ∙ R5
↔ VCC – VLED1/IMAX = R5
AN : ↔ R5 = 5 – 1,2/10 ∙ 10-3
↔ R5 = 380 Ω
Valeur normalisée : ↔ R5 = 380 Ω
Pour R8 (et R9)
Données Constructeur :
RK1 = 167 Ω : résistance interne de la bobine du
relais RL2220
VCEsat = 0,2V : différence de potentiel entre le
collecteur et l’émetteur du 2N222A2
VBE = 0,7V : différence de potentiel entre la base
et l’émetteur du 2N222A2
Cherchons d’abord l’intensité qui va entrer dans le transistor (Ic)
D’après la loi des Mailles on a :
VCC – VK1 – VQ2 = 0 ↔ VCC – IC ∙ RK1 – VCE sat = 0 car VK1 = IC ∙ RB (Loi d’Ohm)
↔ VCC – IC ∙ RK1 – VCE sat = 0
↔ VCC – VCE sat = IC ∙ RK1
↔ VCC – VCE sat / RK1 = IC
AN : ↔ IC = 5 – 0,2/167
↔ IC ≈ 30 mA
PPE 10

15. D’après la loi des Mailles on a :
VCC – VBE – VR8 = 0 ↔ VCC – VBE = VR8
↔ VCC – VBE = IB MAX ∙ R8
↔ VCC – VBE /IB MAX = R8
↔ VCC – VBE /4 IB MINI = R8 car 4 IB MINI = IB MAX
↔ VCC – VBE /((4 IC)/β)= R8 car IC = β ∙ IB MINI
AN : ↔ R8 = 5 – 0,7/((4 ∙ 30 ∙ 10-3)/100)
↔ R8 = 3,58 kΩ
Valeur normalisée : ↔ R8 = 3,3 kΩ
On obtient la même valeur pour R9 en suivant le même raisonnement et en remplaçant K1 par K2 et Q2
par Q3
Pour R1 (et R7)
Données Constructeur :
RK1 = 167 Ω : résistance interne de la bobine du
relais RL2220
VCEsat = 0,2V : différence de potentiel entre le
collecteur et l’émetteur du 2N222A2
VBE = 0,7V différence de potentiel entre la base et
l’émetteur du 2N222A2
D’après la loi des Mailles on a :
VCC – VR1 – VF = 0 ↔ VCC – IF ∙ R1 – VF = 0 car VR1 = IF ∙ R1 (Loi d’Ohm)
↔ VCC – VF = IF ∙ R1
↔ VCC – VF /IF = R1
AN : ↔ R1 = 5 – 1,1/20 ∙ 10-3 (cf. Figure 3. et données “Coupler”)
↔ R1 = 195 Ω
Valeur normalisée : ↔ R1 = 180 Ω
On obtient la même valeur pour R1 en suivant le même raisonnement :
Pour R2 (et R8)
Données Constructeur :
IC ≈ 2 mA : intensité typique passant dans le
phototransistor
1V <VCEsat < 5V : différence de potentiel entre le
collecteur et l’émetteur du 2N222A (cf Figure 6.)
On peut en déduire les équivalences suivantes :
Ic = 2mA ↔ IR2 = 2mA ↔ UR2 / R2 = 2∙ 10-3 ↔ R2 = UR2/ 2∙ 10-3 ↔ R2 = 5 / 2∙ 10-3
↔ R2 = 2,2k Ω
Pour R4 (et R3)
Nous choisirons des potentiomètres de 10 ou 2,2 kΩ selon les disponibilités. Ces
2 potentiomètres devront être ajustés expérimentalement de la façon suivante :
on mesurera la tension en entrée de l’AOP quand le capteur est sur une surface
claire, puis on mesurera cette même tension quand le capteur sera sur une
surface foncée, enfin on réglera le potentiomètre de façon à obtenir une tension
de valeur équivalente à la moyenne arithmétique des deux précédentes.
PPE 11

16. 2.3.3 Description des circuits Relais
Transistor (2N222A) : permet d’alimenter la bobine du relais quand il reçoit une tension suffisante
à sa base fournie par le PICBASIC (la base du transistor est protégée par une résistance pour
limiter la tension de 5V émise par le PICBASIC).
Relais : quand la bobine est alimentée par le circuit de commande par l’intermédiaire du
PICBASIC et du transistor alors elle ferme un contact qui permet d’alimenter le moteur.
Moteur : Moteur RM2 (voir partie correspondante pour le choix des moteurs).
Piles 1,5V : Permettent de fournir 3V pour alimenter les moteurs.
Fonctionnement global du circuit
S1 et S2
IO3 et IO4 CONVERTIR UN SIGNAL DE
CONVERTIR UNE TENSION EN
COMMANDE EN UN
UNE PUISSANCE MECANIQUE
SIGNAL DE PUISSANCE
Transistor 2N222A, Relai, (Piles) Moteur
PPE 12

17. 2.3.4 Circuit Capteur
Circuit Capteur : capteur infrarouge protégé par deux résistances (une pour
la diode, une pour le phototransistor). Il permet de convertir une information
sur la clarté du sol (ligne foncée ou sol clair) en une différence de tension
aux bornes du phototransistor, information analogique ensuite transmise aux
AOP.
2.3.5 Circuit PICBASIC
Régulateur de Tension (7805) : Permet d’adapter la tension nécessaire aux différents éléments du
circuit en passant de 9V à 5V.
Diode électroluminescente (LED verte) : Permet d’informer l’opérateur ; si la diode est allumée le
robot est sous tension, si elle est éteinte le robot n’est pas alimenté. Elle est protégée électriquement
par la résistance R5.
Pile 9V : Permet d’alimenter le circuit de commande
Pic Basic (Picbasic 1B) : Organe de commande ayant pour but d’acquérir (par l’intermédiaire des
AOP) l’information des capteurs et en fonction de celle-ci, d’alimenter ou non les moteurs pour
modifier la course du robot et suivre la ligne.
AOP (LF 351) : Permet d’amplifier et de transformer l’information analogique du capteur en
information logique, permettant ainsi d’être analysée par le PICBASIC
Potentiomètre : Permet de régler la tension de référence à laquelle va être comparée la tension de
sortie du capteur. Ce réglage permettra de déterminer quand le PICBASIC saura que le robot ne
détecte plus la ligne à droite ou à gauche.
Fonctionnement global du circuit
ANALYSER LES INFORMATIONS IO3 et IO4
IO1 et IO2 CONVERTIR UN SIGNAL
TRANSMISES ET ENVOYER DES
ANALOGIQUE EN SIGNAL
INFORMATIONS LOGIQUES AUX
LOGIQUE ET L’AMPLIFIER
PREACTIONNEURS
AOP LF 351 PICBASIC 1B
PPE 13

18. ETUDE MÉCANIQUE
PPE 14

19. 3.1. MOTORÉDUCTEUR
Notre choix s’est porté sur un motoréducteur : ce choix s’est fait par élimination. En premier lieu nous
avons éliminé les moteurs à courant alternatif, car ils sont réservés pour les gros engins. De plus, il est
difficile d’avoir un petit générateur. Ensuite nous avons éliminé les moteurs pas à pas, car ils sont trop
complexes à utiliser. Ces moteurs ont un processus très particulier : ils fonctionnent par crans, c’est-à-
dire qu’ils font à chaque signal un ou plusieurs tours selon la configuration. Mais si on envoie un signal à
ce moteur, il faut, à chaque étape, renvoyer ce signal autant de fois qu’on souhaite une action du
moteur. C’est pour cela que leur utilisation est très complexe et que donc cette solution sera écartée.
Enfin il reste deux types de moteur :
- les moteurs à courant continu
- les motoréducteurs
Tout d’abord nous avons envisagé l’usage de moteurs à courant continu. Mais ces derniers ont
comme inconvénients d’avoir des caractéristiques inutilisables : 11500 tr/min (une essoreuse tourne à
1200 tr/min par exemple). Si nous avions utilisé ces moteurs, notre robot avancerait à 173 Km/h ce qui
est trop rapide pour celui-ci. Ensuite, pour faire varier la vitesse du moteur, il est nécessaire de varier la
tension qui l’alimente .Pour cela, il faudrait fournir un courant très faible, ce qui est difficile à accomplir
car il y a des pertes de courant électrique qui sont de valeur équivalente à celle éventuellement donnée
aux moteurs dans ces conditions. Nous avons donc choisi la seule solution qu’il nous restait et
également la plus avantageuse.
Les motoréducteurs sont des moteurs à courant continu mais couplés avec un réducteur. Celui-ci va
réduire la vitesse de rotation du moteur grâce à un système d’engrenages. Ainsi nous pouvons contrôler
la vitesse de notre robot pour pouvoir optimiser ses capacités. Nous n’avons donc plus besoin de faire
varier la tension ce qui simplifie encore le robot pour les mêmes capacités.
PPE 15

20. 3.2 CALCULS MÉCANIQUES ET CONCEPTION
Nous avons tout d’abord dû choisir la motorisation entre 2 moteurs proposés : RM1 ou RM2
Minilor, qui nous étaient imposés. Il nous a été nécessaire de faire différents calculs mécaniques à partir
de données que nous avons établies.
3.2.1 Données établies :
Caractéristiques Données Méthode de résolution
Poids du robot 500g Poids estimé avant réalisation
Diamètre des roues 5.1cm Mesuré
Vitesse maximale (Vrobot) 0.2m/s Mesure expérimentale
Angle de la plus grande pente à franchir 15° Estimation
Dimensions du châssis 210*150*5 Contrainte du CdCF
Axe moteur 3mm Contrainte du moteurs RM1 ou RM2
3.2.2 Définition du rapport de réduction et de la puissance fournie :
ωroue = = 7,84 rad/s donc Nroue = × = 74.8 tr/min
Nous choisissons un moteur RM2 car sa vitesse est plus faible que le RM1 et donc plus proche de la
vitesse désirée pour les roues.
Or Nmoteur = 7000 tr/min pour ce moteur.
Donc moteur = Nmoteur × = 733 rad/s
On peut maintenant en déduire le rapport de réduction : R = = 93.5
On choisit le rapport le plus proche soit 81.
Nous avons donc choisi un moteur RM2 avec un rapport de réduction de 81 afin de satisfaire au
mieux aux différentes contraintes.
Données connues du moteur RM2 :
Caractéristiques Données Méthode de résolution
Intensité 0.120 A Donnée constructeur
Tension 3V Donnée constructeur et choix
Coefficient de réduction 81 Calculé
Rendement moteur ≈ 0.7 Donnée usuelle
Rendement réducteur ≈ 0.8 Donnée usuelle : 70% < η < 80%
PPE 16

21. Connaissant ces valeurs nous allons pouvoir déterminer le couple fourni par le motoréducteur RM2.
Désignation :
Pem = puissance entrée moteur ; Psm = puissance sortie moteur ; Psr = puissance de sortie du réducteur ;
Ce = couple entrée du réducteur ; Cs = couple sortie du réducteur ; ωe = vitesse de rotation à l’entrée du
réducteur ; ωr = vitesse de rotation à la sortie du réducteur ; R = rapport de réduction
Soit Pem = U × I = 0.36 W Psm = Pem × ηmoteur
Or Per = Psm, on en déduit donc : Psr = Per × ηréducteur
De plus : Per = Ce × ωe et Psr = Cr × ωr avec, ωe =
On en déduit : Ce =
Enfin comme : R = => Cs = = 27.8 × 10-2 N.m
Ce couple est faible (d’où la non désignation par le constructeur) qui est largement suffisant
pour une conception de ce type.
3.3.3 Modélisation et conception :
Notre robot a tout d’abord été modélisé grâce au logiciel SolidWorks afin de répondre à certaines
contraintes et de trouver les solutions techniques adaptées au fur et à mesure de l’avancement de notre
projet.
Nous avons décidé de prendre exactement les dimensions du cahier des charges pour réaliser le
châssis le plus grand possible sachant que nous avions 2 cartes électroniques et des piles à placer sur
le dessus.
Le robot sera propulsé par les moteurs RM2 Minilor, et la roue folle sera donc placée à l’avant. Nous
avons fait ce choix pour éviter qu’en cas de blocage des roues le châssis ne se lève entraînant un risque
de dégradation.
La roue folle est fixée grâce à 3 vis qui permettent de régler la hauteur, afin d’ajuster l’inclinaison du
robot.
Les capteurs sont fixés également grâce à des vis, avec un réglage possible avec les 2 écrous
serrant les plaques de capteur. Nous pouvons régler la hauteur, la position horizontale grâce à la rainure
qui a été faite sur le châssis. Le réglage de la position en longueur n’a pas d’importance, les capteurs
doivent juste être sur l’avant du châssis.
Les cartes électroniques seront également fixées avec le même type de vis sur le dessus du châssis.
La modélisation du châssis sur SolidWorks est disponible en annexe, ainsi que les différentes cartes
électroniques.
PPE 17

22. 3.4 ETABLISSEMENT DU BON DE COMMANDE
Nb Désignation Réf Electronique Diffusion Unité TOT
Moto-réducteur RM2 QURM2
2 13,00 26,00
http://www.minilor.com/Catalogue/LesMoteurs.htm http://www.electronique-diffusion.fr/product_info.php?products_id=58629
2 Roue de jouet - 6,00 6,00
QUVM340 (par 10)
6 Vis HM3 x 40mm 0,40 0,40
http://www.electronique-diffusion.fr/product_info.php?products_id=25729
QUVM340/45/50/60 (par 10)
13 Vis HM3 x 45/50/60mm 0,5 1,00
http://www.electronique-diffusion.fr/product_info.php?products_id=25730
QUEM3 (par 100)
43 Ecrou HM3 0,80 0,80
http://www.electronique-diffusion.fr/product_info.php?products_id=24559
1 Plaque de Plexiglas 210x150x5mm - - -
1 Roue folle - - -
ALUM2
1 Coupleur de Piles R6 en parallèle 0,50 0,50
http://www.electronique-diffusion.fr/product_info.php?products_id=1134
ALL455
1 Coupleur de Pile 9V à pression droit 0,15 0,15
http://www.electronique-diffusion.fr/product_info.php?products_id=809
Capteur infrarouge CNY70 OPCNY70
2 1,05 2,10
http://www.vishay.com/docs/83751/cny70.pdf http://www.electronique-diffusion.fr/product_info.php?products_id=184229
Amplificateur Opérationnel LF351 CILF351
2 0,76 1,52
www.fairchildsemi.com/ds/LF%2FLF351.pdf http://www.electronique-diffusion.fr/product_info.php?products_id=48901
Microcontrôleur PICBASIC-1S
1 - 24,00 24,00
http://www.lextronic.fr/Comfile/pb-1b.htm
LED verte
OPKBL934GT
1 http://www.kingbright.com/manager/upload/pdf/L- 0,10 0,10
http://www.electronique-diffusion.fr/product_info.php?products_id=20630
1154PGT(V5).pdf
AL4022S
1 Pile 6LF22 (9V) 2,91 2,91
http://www.electronique-diffusion.fr/product_info.php?products_id=109
AL4906 (par 4)
2 Pile LR06 (1,5V) 5,00 5,00
http://www.electronique-diffusion.fr/product_info.php?products_id=129
Relais DIL – RL2220 RL2220
2 1,80 3,60
http://www.zettlerelectronics.be/ds/AZ821-831.pdf http://www.electronique-diffusion.fr/product_info.php?products_id=28556
REP14383R (par 5)
1 Resistor 380Ω 0,20 0,20
http://www.electronique-diffusion.fr/product_info.php?products_id=27417
REPR013K3R (par 5)
2 Resistor 3,3kΩ 0,15 0,15
http://www.electronique-diffusion.fr/product_info.php?products_id=27730
REPR01180R (par 5)
2 Resistor 180Ω 0,15 0,15
http://www.electronique-diffusion.fr/product_info.php?products_id=27694
RE145K1R (par 5)
2 Resistor 5kΩ 0,04 0,04
http://www.electronique-diffusion.fr/product_info.php?products_id=26112
Transistor 2N2222A TR2N2222A
2 0,45 0,90
http://doc.chipfind.ru/pdf/boca/2n2222a.pdf http://www.electronique-diffusion.fr/product_info.php?products_id=30844
POAOH2K2R
2 Potentiomètre 2,2kΩ 0,15 0,15
http://www.electronique-diffusion.fr/product_info.php?products_id=23558
Régulateur de tension 7805 CI7805K
1 2,30 2,30
http://www.tranzistoare.ro/datasheets/228/390068_DS.pdf http://www.electronique-diffusion.fr/product_info.php?products_id=42785
COSP166
1 Inverseur à levier unipolaire 0,33 0,33
http://www.electronique-diffusion.fr/product_info.php?products_id=11507
COCMM554130
6 Bornier à vis droit pr CI 2 PLOT 0,35 1,40
http://www.electronique-diffusion.fr/product_info.php?products_id=10769
4 Plaques CI à insoler - - -
COIC108
2 Support de CI 8 broches 0,12 0,24
http://www.electronique-diffusion.fr/product_info.php?products_id=11019
COIC116
2 Support de CI 16 broches 0,23 0,46
http://www.electronique-diffusion.fr/product_info.php?products_id=11021
CONSH36SBS2TR
1 Barrette sécable (coupée à 21) 0,75 0,75
http://www.electronique-diffusion.fr/product_info.php?products_id=11253
Soit un TOTAL de 80,15 € TTC
PPE 18

23. CONCLUSION
PROBLÉMATIQUE : COMMENT PEUT-ON FAIRE ÉVOLUER UN SYSTÈME DE FAÇON AUTONOME SUR UN
PARCOURS PRÉÉTABLI ?
A l'issue des PPE, le groupe a répondu à la problématique proposée et ainsi atteint un de ses
objectifs. En effet, le problème a été traité en respectant le CdCF (cahier des charges fonctionnelles) du
robot suiveur de ligne, fourni en début de terminale.
Suite à l’étude menée en première sur un robot détecteur d’obstacles, l’analyse fonctionnelle a été en
partie redéfinie. Cependant, le choix des composants a été réalisé dans le respect de certaines
contraintes du CdCF. Tout au long de ce projet, la conception du prototype a constitué pour nous la
finalité. Ce fut une motivation supplémentaire qui nous obligea à suivre le planning prévisionnel, établi
en début d’année par le groupe lui-même.
L'objectif que nous nous étions fixés a été atteint : être capable de mettre en place et de comprendre
le fonctionnement d'un robot suiveur de ligne, ainsi que d'analyser ces différents constituants
mécaniques et électroniques. De plus, la réalisation du prototype marque la concrétisation d’une
réflexion collective à long terme et l’achèvement de notre projet, puisqu’elle constituait l’objet même de
ces PPE.
PPE 19

24. GLOSSAIRE
• Algorigramme : représentation graphique du fonctionnement d’un système automatisé de type
séquentiel. Cet outil de représentation est très utilisé pour les systèmes micro-informatiques.
• Bête à cornes : (ou expression fonctionnelle du besoin) cet outil d’analyse fonctionnelle sert à
définir le besoin éprouvé par l’utilisateur pour un produit, il faut répondre à trois questions : à qui rend
service le produit ? sur quoi agit le produit ? dans quel but ?
• F.A.S.T. : Function Analysis System Technic, outil d’analyse fonctionnelle dans lequel les fonctions
sont placées dans un enchaînement logique en répondant à trois questions : pourquoi ? comment ?
quand ?
• Motoréducteur : système combinant un moteur à courant continu et un réducteur.
BIBLIOGRAPHIE
Les revues (sources papiers) :
- Electronic diffusion
- Génération électronique n°27
Les sites Internet :
- www.robotek.com
- www.conrad.com
- www.minilor.com
- www.centralmedia.com
- www.vieartifcielle.com
PPE 20

25. ANNEXES
PPE 21

26. PPE 22

27. PPE 23

28. PPE 24

29. PPE 25

30. PPE 26

31. PPE 27