Présentation
L’entretien des pelouses est une tâche chronophage et répétitive. Afin de simplifier cette tâche et d’améliorer l’efficacité de l’entretien des espaces verts, ce projet vise à concevoir et fabriquer une tondeuse autonome capable de fonctionner sans intervention humaine. En combinant des technologies modernes, cette tondeuse sera en mesure de naviguer de manière intelligente, d’éviter les obstacles et de fonctionner en totale autonomie.
Objectifs
Objectif principal
L’objectif principal de ce projet est de développer une tondeuse robotisée capable de cartographier son environnement, de suivre une trajectoire optimisée et d’adapter son comportement en fonction des conditions du terrain, garantissant ainsi une tonte uniforme et efficace.
Objectifs secondaires
- Fiabilité et robustesse : Assurer un fonctionnement stable et sécurisé en extérieur, même sur terrain accidenté.
- Autonomie énergétique : Intégrer un système de gestion de batterie performant pour optimiser l’autonomie du robot.
- Navigation intelligente : Mettre en place un système de navigation basé sur un capteur IMU, combiné à d’autres capteurs pour améliorer la précision du déplacement.
- Connectivité et supervision : Permettre le suivi en temps réel de l’état du robot grâce à une interface web accessible via Wi-Fi.
Développement et Technologies
Matériel utilisé
Châssis
- Structure en contreplaqué, peinte pour assurer une protection contre l’humidité.
- Dimensions adaptées pour offrir un bon équilibre entre stabilité et maniabilité.
- Conception modulaire permettant des améliorations futures.
Motorisation et roues
- Deux moteurs électriques 12V avec un courant de 5A, contrôlés par une alimentation PWM pour ajuster la vitesse.
- Deux roues motrices de 200 mm de diamètre, adaptées aux terrains accidentés.
- Une roue pivotante à l’avant pour faciliter la direction et améliorer la maniabilité.
Énergie et alimentation
- Batterie LiFePO₄ 4S, offrant une autonomie suffisante pour plusieurs heures de fonctionnement.
- Capteur de tension intégré pour surveiller en temps réel l’état de charge de la batterie.
- Gestion intelligente de l’énergie pour maximiser l’autonomie du robot.
Capteurs et navigation
- Caméra sur Raspberry Pi : Utilisée pour la détection avancée des obstacles et l’analyse de l’environnement en temps réel.
- IMU (Inertial Measurement Unit) : Permet de déterminer l’orientation et d’améliorer la navigation.
- Capteurs de proximité : Détection d’obstacles pour éviter les collisions.
Unité de contrôle et communication
- Traitement d’image avec la caméra : Analyse des images capturées pour détecter et contourner les obstacles grâce à des algorithmes de vision par ordinateur.
- Arduino : Gestion des moteurs, des capteurs et de l’alimentation.
- Raspberry Pi : Traitement des données avancé et gestion de l’interface utilisateur.
- Communication entre Arduino et Raspberry Pi via USB : Assure une liaison fiable et rapide entre les deux unités de contrôle.
- Wi-Fi activé : Permet de transmettre des informations sur l’état du robot et de le surveiller à distance.
Logiciel et Interface utilisateur
- Analyse d’images en temps réel : Implémentation d’un algorithme de reconnaissance d’obstacles basé sur OpenCV ou un autre framework de vision par ordinateur.
- Contrôle des moteurs et capteurs via Arduino : Programmation optimisée pour garantir une réponse rapide et précise aux conditions du terrain.
- Serveur HTTP local sous Flask sur le Raspberry Pi : Affichage des informations essentielles sur l’état du robot (niveau de batterie, progression, erreurs éventuelles).
- Interface web simple et intuitive : Permet de suivre en temps réel les performances et l’état du robot.
- Système de mise à jour du firmware : Possibilité d’améliorer le logiciel du robot à distance.
Sécurité et Fiabilité
- Protection contre l’humidité : Peinture spéciale et joints d’étanchéité sur les composants sensibles.
- Capteurs de sécurité : Arrêt automatique en cas d’obstacle non détecté à temps.
- Système d’urgence : Bouton d’arrêt manuel et coupure d’alimentation en cas de besoin.
- Test en conditions réelles : Vérification du comportement du robot sur différents types de terrain avant utilisation finale.
Conclusion
Ce projet vise à développer une solution économique et efficace pour l’entretien des pelouses d’une surface de 500 m2, avec un budget maximal de 300 euros. En combinant des technologies modernes et accessibles, cette tondeuse autonome offrira une alternative abordable aux solutions commerciales tout en garantissant un fonctionnement fiable et performant. L’accent est mis sur l’utilisation de composants peu coûteux mais performants, ainsi que sur une conception optimisée pour limiter les coûts de fabrication.
Liste des articles
- PTA 1 Projet Tondeuse Autonome
- PTA 2 Motorisation (à paraitre bientôt)
- … A suivre