Le choix de la motorisation :

Les robots rencontrés au cours de nos recherches sont équipés soit de moteurs avec réducteurs commandés en sens de rotation uniquement (leur tension d'alimentation sont en général de 6 ou 9 volts ), soit aussi de moteurs pas à pas commandés en sens de rotation , en vitesse, et en angle de rotation (Grâce au nombre de pas effectués). L'alimentation de ces moteurs s'effectue de 4 à 12 volts, mais leur poids est souvent assez élevé et leur mode de fonctionnement est complexe. Ce qui fait qu'il devient difficile de les intégrer dans notre robot qui devra être assez léger car de plus ils sont assez encombrants et demandent des schémas de connexion compliqués, nous abandonnerons donc ce choix. La troisième motorisation rencontrée est l'utilisation de servos, sortes de moto réducteurs pilotés à l'aide d'impulsions. Leur tension d'alimentation est de 4,8 ou 6 volts. Mais ceux-ci nécessitent une modification interne car à l'origine ils sont prévus pour des rotations sur une plage de 120° environ et sont incapables, en l'état, d'effectuer un tour complet Les possibilités de pilotage au final sont les suivantes : sens de rotation et vitesse.

Nous avons donc deux choix cohérents avec le but recherché ( robot assez rapide et le plus efficace possible dans le suivi de ligne ) , des moteurs standards avec leur réducteur ou des servos.L'inconvénient des moteurs courants est leur consommation qui généralement dépasse les 2 ampères, de plus ils nécessiteraient un système de montage spécial ( à cause de leur forme cylindrique ) et une partie puissance dans le schéma électrique entièrement à réaliser avec les complications que ceci pourrait entraîner (composants de puissance, surchauffe …).Les servos quant à eux ont le grand avantage d'avoir la partie puissance déjà incluse dans leur boîtier et les moteurs, de petite taille, ne consomment pas plus de 800 mA. Leur forme , parallélépipédique, leur permet d'être facilement fixé à des surfaces planes. Et d'après la documentation du Basic Stamp, la connexion de tels appareils s'effectue très facilement et la programmation pour les faire fonctionner ne sera pas non-plus un obstacle à la réalisation de notre robot. C'est donc sur cette motorisation que ce choix s'est porté, et nous allons voir dans la partie suivante comment tirer le meilleur de celle-ci.

Préparation et mode de programmation des servos :

En temps normal un servo est piloté par des impulsions électriques de largeur spécifique qui permettent de faire pivoter l'arbre de sortie du servo d'un angle spécifique par rapport à sa position neutre. Cette position est détectée par le circuit interne au servo ( que l'on ne détaillera pas car il est beaucoup trop complexe ) grâce à un potentiomètre dont l'axe est solidaire à l'axe de sortie du servo. Une butée est également présente pour éviter de détériorer le potentiomètre au cas où l'angle réglé serait trop important.

Le système de commande est très simple : l'alimentation de 4.8V à 6V étant appliquée sur deux fils , on applique l'impulsion sur le troisième. Une impulsion de 1,5 millisecondes centre l'axe à sa position dite neutre, une impulsion de 1 milliseconde fait pivoter l'axe de 45 degrés tandis qu'une impulsion de 2 millisecondes le fait pivoter de - 45 degrés

Toute impulsion comprise entre 1 et 2 millisecondes permet d'obtenir de nombreuses positions intermédiaires.
La masse du servo est mise en commun avec celle du Basic Stamp et le troisième fil est connecté à une sortie disponible du microcontrôleur alors que la tension positive qui doit être appliquée au servo est puisée sur une alimentation stable capable de délivrer plusieurs centaines de milliampères (800 à 1000 mA) par servo. Le schéma suivant correspond à la connexion des servos :

L'impulsion de commande est produite grâce à l' instruction PULSOUT que l'on inclut dans le programme. Cette instruction se présente dans le programme sous la forme suivante :

PULSOUT, patte, durée

"Patte" est le numéro de la sortie sur lequel doit être envoyé l'impulsion, le fil du servo étant directement relié à cette patte. "Durée" est la largeur de l'impulsion à un coefficient près : la résolution de l'instruction qui est égale, d'après le constructeur à 800 nanosecondes pour notre Basic Stamp. Donc une impulsion de 1.5 millisecondes correspond à une valeur de la variable durée égale à 1.5ms / 800ns soit 1875

Pour le robot nous avons besoin de régler la vitesse et le sens de rotation de l'arbre de sortie des servos donc quelques modifications s'imposent. Voici tout d'abord comment se présente l'intérieur d'un servo en temps normal :

La première chose à faire est de supprimer la butée pour permettre la rotation totale de l'arbre. Ensuite, on sort le potentiomètre du boîtier afin que sa valeur ne soit plus modifiée par la rotation de l'axe de sortie mais par une action extérieure de l'utilisateur.

Grâce à ces deux modifications, une impulsion de 1,5 millisecondes et un réglage précis du potentiomètre provoquent un arrêt de la rotation de l'arbre de sortie. Une rotation de 1 milliseconde provoquera une rotation dans le sens direct à la vitesse maximale de l'arbre de sortie alors que l'impulsion de 2 millsecondes provoquera la rotation dans le sens indirect à la vitesse maximale. Les valeurs de la largeur de l'impulsion entre 1 et 1,5 millisecondes permettent donc de régler la vitesse dans le sens direct et les valeurs comprises entre 1,5 et 2 millisecondes permettent de régler la vitesse dans le sens indirect.

Une autre modification qui n'est pas indispensable consiste ensuite a supprimer deux étages de réduction pour augmenter la vitesse de rotation par rapport à un servo classique. Cette modification est cependant assez délicate et source d'ennuis si elle est mal faite.

Voici à l'origine la configuration des engrenages présents dans un servo :

Pignon moteur	10 dents
Roue 1	62 dents
Pignon 2	10 dents
Roue 2	50 dents
Pignon 3	10 dents
Roue 3	35 dents
Pignon 4	16 dents
Roue 4	41 dents

Tous ces roues et pignons engrènent de la façon suivante :

Grâce à ce schéma et aux données du nombre de dents on peut déduire le rapport de transmission de l'ensemble

r =(10x10x10x16)/(62x50x35x41)
= 1 / 278.0

La suppression de deux étages de réduction s'effectue en enlevant une pièce (pièce moulée constituée de la roue 2 et du pignon 3) et en en collant deux autres. On obtient alors la cascade d'engrenages suivante :