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EXPLOBOTIQUE : La robotique d'exploration
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  Presentation de l'architecture de nos nouveaux engins



Tout d'abord , les objectifs :

  1. réaliser de nouveaux engins sans devoir tout reprendre à zéro à chaque fois
  2. ajouter facilement de nouveaux modules à un engin existant ou transférer des modules d'un engin à un autre
  3. s'utiliser aussi bien sur un ROV que sur un AUV 
  4. S'adapter aussi bien à des modules en équipression qu'en caisson étanche.
  5. Permettre une gestion complète de toutes les fonctions et sécurités de l'engin

Nous avons également fait quelques choix technologiques :


La communication entre modules :

Dans ce domaine nous avons opté pour le même type de transmission que celui utilisé sur le DIXI1 :
Liaison série asynchrone RS485 half duplex à 19200 Bauds
Nous utilisons un protocole spécifique ( fait maison ! ) baptisé « ROVCOM » , ce protocole est basé sur une architecture mono-maître.
Dans le cas d'un ROV , le rôle du maître  est tenu par la console de pilotage. Dans le cas d'un AUV ce rôle est tenu par le calculateur central de l'engin.
Outre les fonctionnalités habituelles d'un protocole de dialogue ( adressage , sécurisation , ... ) ; une des particularité de celui ci est d'optimiser l'utilisation de la liaison en autorisant chaque commande à demander ou pas une réponse.
La flexibilité de ce protocole nous permet de créer des commandes spécifiques pour l'utiliser avec quasiment tous les périphériques possibles sur un robot.

La transmission vidéo :

Dans ce domaine il a fallu faire un choix : transmission numérique ou pas !
Principaux avantages du numérique : une grande qualité d'image et une bonne résistance aux perturbations externes.
Cependant nous avons préféré en rester à une transmission analogique car :
les caméras ( ou les convertisseurs si la caméra reste analogique ) coûtent cher et sont en général encombrants ( à l'échelle d'un robot )
De plus le pilotage d'un engin ne nécessite pas forcement une image parfaite , et si une vidéo de qualité doit être réalisée , il est préférable d'utiliser un caisson intégrant un caméscope DV et de réaliser l'enregistrement au niveau de l'engin.
La transmission vidéo reste donc analogique ! , pour plus d'informations , voir le détail dans la rubrique réalisation / techniques utilisées

L'énergie :

Pour répondre à nos objectifs nous avons choisi de normaliser la tension d'alimentation de nos modules à 24V=.

Ce choix permet :
De véhiculer suffisamment de puissance ( moteurs ,  phares , ... ) en conservant un courant compatible avec une connectique 'légère'
Cette tension étant un standard industriel , beaucoup de composants ( électroniques et électro-mécaniques ) sont conçus pour l'utiliser.

NOTA : cette tension est seulement destinée à être utilisée au niveau de l'engin , dans le cas d'un ROV alimenté par la surface , il est bien évident que la tension utilisée sera plus élevé afin de pouvoir utiliser un ombilical long et fin ! ( voir DIXI1 )


Le pilotage des fonctions annexes et petits actionneurs :

Il s'agit notamment des commandes de phares , des commandes de zoom ou focus des caméras , des petits actionneurs type largage de lest , ...

Nous avons choisi afin de réduire au maximum le câblage d'utiliser une commande en largeur d'impulsion type servomoteurs de radiocommande.
Pour réduire encore le câblage nous avons retenu la possibilité d'utiliser la trame 'brute' ( avant le décodeur qui va séparer chaque impulsion )
Cette approche permet avec un seul fil de commander plusieurs fonctions dans le même compartiment ( c'est l'option retenue pour les caissons vidéo ).

Nous décrirons plus tard cette fonction en détail dans la rubrique réalisation / techniques utilisées.






A l'issu de ces choix nous avons décidé d'adopter certaines normes internes :


Au niveau de la connectique :

Les alimentations ( 24V= ) utiliseront un connecteur deux points au pas de 5,08mm ( type KK de MOLEX  ) avec le brochage suivant :
1=masse , 2=+24V

Le bus de dialogue ( RS485 ) utilisera un connecteur deux points au pas de 2,54 ( type mini KK de MOLEX  ) avec le brochage suivant :
1=bus- , 2=bus+


Pour les caissons vidéo les signaux suivants seront utilisés :

1- masse alimentation
2- alimentation ( +24V= )
3- masse vidéo
4- vidéo composite 75 Ohms
5- signal voie d'eau ( actif à l'état bas ? )
6- trame d'impulsions pour zoom , focus et fonctions diverses caméra
7- éventuellement , écran de blindage du câble

pour une utilisation jusqu'à 100 m de profondeur , la connectique utilisée est de marque FISHER  type 102 , 7 contacts
( correspondant au brochage ci-dessus )


Sur chaque engin sont prévues des cartes 'nourrices' pour l'alimentation et le bus.
Grâce à cette normalisation , n'importe quel module ( doté d'un connecteur Alim et d'un connecteur Bus normalisés ) peut facilement être raccordé. Il suffit ensuite que le logiciel du 'maître' ( console ou calculateur principal de l'engin) soit prévu pour le gérer.

... Elle est pas belle la vie !



  Documents de référence



Titre
Version
Documentation du protocole de dialogue 'ROVCOM'
version 2.1 (pdf)
Protocole ROVCOM : commande 0x20 / UC VIDEO
version 1.0 ( pdf )



A suivre ...


Mise à jour de cette page : 24  Octobre 2005