Voiture type pour la course de voitures autonomes du BTS CIEL

Une proposition de voiture type CoVACIEL est faite pour les 2 options du BTS CIEL: option A: Informatique et Réseaux et option B: Electronique et Réseaux.

Les voitures types ci-dessous ne sont que des propositions pour aider les équipes à démarrer. Ces voitures types ne demandent qu'à être améliorées, modifiées et adaptées en fonction de chaque équipe.

Châssis

La voiture a pour base une voiture de modélisme à l'échelle 1/10ème de référence TAMIYA TT-02.

La voiture de modélisme TAMIYA TT-02 comporte l'ensemble des pièces mécaniques du châssis, les roues et le système de propulsion: variateur et moteur. La voiture est en kit à monter. Sur l'espace collaboratif Tribu CoVACIEL, un document d'aide au montage est disponible en plus du guide de montage officiel.

Contrairement à l'image ci-dessus, la batterie n'est pas incluse.

Une carroserie transparente est fournie avec la voiture TAMIYA TT-02. De nombreuses carrosseries sont proposées afin de représenter différents modèles de voiture. Pour peindre la carrosserie, une multitude de peintures existe. Il est possible de personnaliser sa voiture. Faites-vous plaisir pour briller le jour de la course!

CoVACIEL - option IR

Cette proposition de voiture type CoVACIEL est adaptée aux équipes étudiantes de BTS CIEL option A: Informatique et Réseaux.

Cette proposition met en oeuvre un nano-ordinateur type Raspberry Pi 4 pour commander l'ensemble des périphériques. L'environnement à l'avant de la voiture est détecté par un LiDAR. L'environnement à l'arrière de la voiture est détecté par un capteur à ultrason. La direction de la voiture se fait par un servomoteur. La propulsion de la voiture se fait par un variateur couplé à un moteur à courant continu. Une centrale inertielle permet de connaître l'angle azimuth de la voiture. Une fourche optique permet de déterminer la vitesse réelle de la voiture.

Les diagrammes SysML ci-dessous représentent la voiture CoVACIEL option IR.

Le diagramme SysML de définition de bloc interne ci-dessous représente les flux d'informations et d'énergie.

Les signaux des capteurs et actionneurs convergent vers la Raspberry Pi par l'intermédiaire de différentes cartes électroniques. Les cartes électroniques permettent de faciliter l'interconnexion des éléments et l'intégration dans la voiture. La carte HAT est connectée directement à la Raspberry Pi, comme un HAT classique. La carte HAT est placée au centre de la voiture. La carte Interface permet de relier les 2 actionneurs (servomoteur et {variateur + MCC}) et le télémètre à ultrason à la Raspberry Pi via la carte HAT. La carte Interface est localisée à l'arrière de la voiture. La carte Mezzanine permet de relier la centrale inertielle et les élements de l'interface homme-machine (BP, buzzer, afficheur) à la Raspberry Pi via la carte HAT. La carte Mezzanine est placée sur la plaque à trou haute de la voiture.

Des articles de mise en oeuvre et des librairies logicielles sous Python sont disponibles sur l'espace collaboratif Tribu CoVACIEL.

Les pièces mécaniques permettent également de fixer une caméra sur le toit ou à l'avant de la voiture afin de détecter l'environnement.

Starter Kit CoVACIEL - option IR

Voici une proposition de starter kit CoVACIEL option IR:

• Châssis: TOYOTA GR 86 TT02, fournisseur: Reuil Modélisme, référence fournisseur: TOYOTA GR 86 TT02 58694 TAMIYA, prix unitaire TTC = 129,90€
• Batterie: T2M Accu 7,2V Nimh 3000mah, fournisseur: RC Team, référence fournisseur : T1006300, prix unitaire TTC = 27,30€
• Chargeur batterie: fournisseur : Reuil Modélisme, référence fournisseur: CHARGEUR NIMH EN18 Tamiya 1,2 AMP, prix unitaire TTC = 23,90€
• Connecteur batterie: fournisseur: RC Team, référence fournisseur: BEEC2037M, prix unitaire TTC = 4,90€ (sachet de 10 pièces)
• Servomoteur de direction: KONECT KN-0913LVMG, fournisseur: Reuil Modélisme, référence fournisseur : Servo 9kg pignons métal KN-0913LVMG Konect, prix unitaire TTC = 19,90€
• Cartes électroniques, fournisseur: CRIC, contacter Bertrand MANUEL pour avoir un devis (bertrand.manuel@universite-paris-saclay.fr), prix unitaire TTC = 220,00€
• Pièces mécaniques, fournisseur: CRIC, pas de référence, contacter Bertrand MANUEL pour avoir un devis (bertrand.manuel@universite-paris-saclay.fr), prix unitaire TTC = 290,00€
• Capteur avant: capteur de distance LiDAR RPLIDAR A2M12, fournisseur: Gotronic, référence fournisseur: 38034, prix unitaire TTC = 265,00€
• Nano-ordinateur: Raspberry Pi 4 Model B, fournisseur: RS, référence fournisseur: 182-2098, prix unitaire TTC = 80,50€
• Câble HDMI: Câble officiel noir Micro-HDMI vers HDMI 1M, fournisseur: Kubii, référence fournissueur: SC0270, prix unitaire TTC = 4,80 €
• Câble alimentaiton Raspberry Pi: Alimentation Officielle pour Raspberry Pi 4 15.3W USB-C, fournisseur: Kubii, référence fournisseur: ALIMPI4, prix unitaire TTC = 9,60 €
• Carte Micro-SD: Carte MicroSD Kingston 32 Go Classe 10, fournisseur: RS, référence fournisseur: 195-8347, prix unitaire TTC= 8,08 €
• Emetteur/récepteur RF: XBEE3, founisseur: Mouser, référence fournisseur: 888-XB3-24Z8PT-J, prix unitaire TTC = 22,34€
• Adaptateur XBEE/USB: fournisseur: Mouser, référence fournisseur:426-DFR0050, prix unitaire TTC = 18,00€

Il est conseillé d'acheter 2 batteries pour avoir une batterie de secours lorsque la première batterie est vide. Il est également conseillé d'acheter 2 modules XBEE et 2 adaptateurs XBEE/USB pour faire des essais avec un module XBEE dans la voiture et un module XBEE pour donner le top départ. Les prix indiqués sont à titre indicatif et sont susceptibles d'évoluer. Total unitaire TTC = 1 191,86€

Ce starter kit n'est qu'une proposition pour faciliter les équipes à démarrer. Il est évidemment possible de modifier les références en fonction de chaque équipe.

CoVACIEL - option ER

Cette proposition de voiture type CoVACIEL est adaptée aux équipes étudiantes de BTS CIEL option B: Electronique et Réseaux.

Cette proposition décompose la voiture en 5 fonctions techniques différentes afin de faire travailler 5 étudiants. Chaque étudiant est en charge de la conception et réalisation d'une carte électronique afin d'assurer une fonction technique. Les différentes cartes communiquent via un bus CAN.

Les 5 cartes à fabriquer par les étudiants sont:

• Carte Avant: détection de l'environnement à l'avant de la voiture et transmission de l'information sur le bus CAN

• Carte Arrière: détection de l'environnement à l'arrière de la voiture et transmission de l'information sur le bus CAN

• Carte Propulsion: commande de la propulsion de la voiture et réception de l'ordre de la propulsion sur le bus CAN

• Carte Direction: commande de la direction de la voiture et réception de l'ordre de la direction sur le bus CAN

• Carte Calculateur: réception des informations de l'environnement avant et arrière et transmission des ordres de propulsion et de réception sur le bus CAN

Les diagrammes SysML ci-dessous représentent la voiture CoVACIEL option ER.

Le diagramme SysML de définition de bloc interne ci-dessous représente les flux d'informations et d'énergie.

Chaque carte possède son propre microcontrôleur afin de mettre en oeuvre les périphériques dédiés.

Un ensemble de ressources est diponible pour développer cette proposition sur l'espace collaboratif Tribu CoVACIEL.

Starter Kit CoVACIEL - option ER

Voici une proposition de starter kit CoVACIEL option ER:

• Châssis: TOYOTA GR 86 TT02, fournisseur: Reuil Modélisme, référence fournisseur: TOYOTA GR 86 TT02 58694 TAMIYA, prix unitaire TTC = 129,90€
• Batterie: T2M Accu 7,2V Nimh 3000mah, fournisseur: RC Team, référence fournisseur : T1006300, prix unitaire TTC = 27,30€
• Chargeur batterie: fournisseur : Reuil Modélisme, référence fournisseur: CHARGEUR NIMH EN18 Tamiya 1,2 AMP, prix unitaire TTC = 23,90€
• Connecteur batterie: fournisseur: RC Team, référence fournisseur: BEEC2037M, prix unitaire TTC = 4,90€ (sachet de 10 pièces)
• Servomoteur de direction: KONECT KN-0913LVMG, fournisseur: Reuil Modélisme, référence fournisseur : Servo 9kg pignons métal KN-0913LVMG Konect, prix unitaire TTC = 19,90€
• Autre option de servomoteur de direction: DYNAMIXEL XL430-W250-T, fournisseur: Mouser, référence fournisseur: 184-902-0135-000, prix unitaire TTC = 58,00€
• Cartes électroniques, fournisseur: CRIC, contacter Bertrand MANUEL pour avoir un devis (bertrand.manuel@universite-paris-saclay.fr), prix unitaire TTC = 220,00€
• Pièces mécaniques, fournisseur: CRIC, pas de référence, contacter Bertrand MANUEL pour avoir un devis (bertrand.manuel@universite-paris-saclay.fr), prix unitaire TTC = 290,00€
• Capteur avant: capteur de distance NOOPLOOP TOF Sense , fournisseur: Mouser, référence fournisseur: 426-SEN0337, prix unitaire TTC = 27,80€, 3 capteurs nécessaires (droite, devant et gauche)
• Emetteur/récepteur RF: XBEE3, founisseur: Mouser, référence fournisseur: 888-XB3-24Z8PT-J, prix unitaire TTC = 22,34€
• Adaptateur XBEE/USB: fournisseur: Mouser, référence fournisseur:426-DFR0050, prix unitaire TTC = 18,00€

Ce starter kit CoVACIEL option ER ne contient pas les 5 cartes étudiantes qui seront réalisées par l'équipe étudiante dans le cadre de leur projet technique.

Il est conseillé d'acheter 2 batteries pour avoir une batterie de secours lorsque la première batterie est vide. Il est également conseillé d'acheter 2 modules XBEE et 2 adaptateurs XBEE/USB pour faire des essais avec un module XBEE dans la voiture et un module XBEE pour donner le top départ.

De plus, il est nécessaire de prévoir une carte électronique supplémentaire à celles vendues par le fournisseur CRIC afin de permettre à chaque carte étudiante d'accéder au signal nécessaire pour commander son périphérique. Cette carte intitulée "Splitter" a pour but de séparer les signaux utiles à chaque carte étudiante sur des connecteurs séparés. Ainsi chaque carte étudiante est reliée à un connecteur de la carte Splitter afin d'accéder au signaux de commande et/ou de contrôle et à une alimentation 5V. Exemple, les signaux nécessaires à la carte Direction (PWM_Dir et 5V_Dir) sont accessibles via un connecteur spécifique de la carte Splitter. Les connecteurs de la carte Splitter sont de type HE10. Les fichiers de la carte Splitter sont disponibles sur l'espace collaboratif Tribu CoVACIEL (fichier Proteus, schéma, PCB).

Les prix indiqués sont à titre indicatif et sont susceptibles d'évoluer.

Total unitaire TTC = 907,28€ ou 941,68,00€ en fonction du servomoteur

Ce starter kit n'est qu'une proposition pour faciliter les équipes à démarrer. Il est évidemment possible de modifier les références listées en fonction de chaque équipe.

Mécaniques

Des pièces mécaniques permettent d'adapter le châssis TAMIYA TT-02 aux équipements de contrôle-commande. Les plaques à trous permettent de fixer les différentes cartes électroniuqes. Les pièces 3D permettent une fixation propre des capteurs à l'avant (caméra Raspberry) comme à l'arrière (télémètres IR et/ou ultrason). Ces pièces mécaniques sont disponibles à l'achat chez le fournisseur CRIC.

Les fichiers stl de ces pièces sont disponibles sur l'espace collaboratif Tribu CoVACIEL.

Il est nécessaire de découper proprement la carrosserie pour laisser passer certains périphériques (LiDARD, caméra, bouton ON/OFF, ...).

Outre les découpes propres de carrosserie, l'élément majeur de ce kit est la modification de la roue dentée de l'axe de transmission, l'ajout d'une fourche optique et d'un nouveau carter pour permettre la mesure de la vitesse du moteur. Un document d'aide au montage est disponible sur l'espace collaboratif Tribu CoVACIEL.