Lego Mindstorms - Science On Tourne 2003

Bravo à François et Raymond pour avoir remporté la finale 2003 de "Science, on tourne" du Cégep de Drummondville.

Ils ont relevé le défi le 7 avril 2003 et ils sont repartis avec deux des quatre prix :

- prix du défi (300$), pour le véhicule ayant récolté le plus de points lors du parcours de la piste à obstacles.

- prix de la communication (150$), pour la meilleure présentation orale du fonctionnement du véhicule.

Leur véhicule

L'article paru dans le journal La Parole

Dans le cadre du concours "Science on tourne 2003", nous avons conçu et réalisé un véhicule capable de transporter des billes sur une piste à obstacle. La structure de notre véhicule est essentiellement à base de blocs de construction Lego. Ce choix nous semblait évident, étant donné de la simplicité de leur assemblage et de leur légèreté. Il était très important d'utiliser des composantes faciles à assembler, car il est commun d'avoir à apporter des modifications pour passer de la théorie à la pratique.

Le véhicule est muni d'un module programmable " Lego Mindstorms ", qui fournit le courant électrique pour les moteurs et qui analyse les données provenant des capteurs de pression. L'analyse des résultats des tests préliminaires nous a permis de discerner les failles de conception. Parmi les problèmes majeurs qui se sont présentés, nous avons remarqué que la masse du véhicule n'était pas bien répartie. Nous avons donc fixé un bloc de piles supplémentaire à l'arrière du véhicule.

Par ailleurs, le couple fourni par les moteurs n'était pas suffisant pour gravir les obstacles facilement. Pour résoudre ce problème, nous avons remplacé les roues de caoutchouc par des chenilles, qui sont en fait des courroies de distribution, utilisées dans l'industrie automobile. Ces chenilles ont permis de régler deux problèmes parce qu'elles permettent de répartir également la force provenant des moteurs électriques et elles permettent d'amortir les chocs lors de la descente des obstacles. Un choix judicieux du jeu d'engrenages fut très important pour faire un compromis entre la vitesse de déplacement et la force nécessaire pour monter les planches de contreplaqué.

Le compte-obstacles, un exemple d'un effort d'ingénierie mécanique et informatique

Un autre élément important du véhicule est son système de détection des obstacles qui est constitué d'un capteur de pression couplé à un bras retenu par un axe mobile. Lorsque le véhicule passe un obstacle, le bras appuie sur le capteur qui incrémente un compteur dans le micro-ordinateur. L'intelligence artificielle que nous avons conçue utilise le nombre d'obstacles franchis pour déterminer la distance qu'il reste à parcourir. Ce micro-ordinateur est programmé en langage Java sur un ordinateur personnel pour être ensuite téléchargé dans le module via un port infrarouge. Ce module, aussi appellé RCX, devient complètement autonome lorsque le programme y est transféré.

L'angle d'inclinaison de l'assiette nous est apparu crucial pour empêcher la perte de billes sur le parcours. Si elle est trop inclinée, les billes tombent vers l'arrière et si elle ne l'est pas assez, les billes bougent librement et acquèrent une trop grande vitesse. L'assiette est retenue par de la gomme adhésive sur un plan incliné formant un angle de 20° avec le véhicule.

Nous désirons remercier tout spécialement M. Guy Bernard pour son support moral tout au long de la conception ainsi que pour avoir fourni le kit Mindstorms. Nous ne pouvons passer sous silence les gens qui ont cru en nous et dont certains nous ont vendus certaines pièces à rabais : General Bearing Service Inc., Dionne et Fils Inc., Canimex.