Projet SKYBOT - Alexis Campos

Présentation du projet

Le projet SKYBOT consiste à imaginer et réaliser un robot mobile capable d’interagir avec son environnement. Il doit à la fois représenter le savoir-faire de la section BTS CIEL lors des événements de présentation, mais aussi démontrer l’intégration concrète de plusieurs briques technologiques étudiées en formation.

Le robot doit pouvoir accueillir des visiteurs, proposer une interaction simple, se déplacer et, à terme, assurer certaines tâches en autonomie. Le projet s’inscrit dans une logique réaliste de prototypage, avec une attention portée au coût, à la sécurité, à la robustesse et à l’évolutivité de la solution.

Problématique

Concevoir un robot démonstrateur visible et attractif
Intégrer les technologies des deux options du BTS CIEL
Réaliser une architecture modulaire et évolutive
Travailler avec un budget limité
Respecter les contraintes de sécurité du public

Besoins fonctionnels

01

Accueil et interaction

Le robot doit pouvoir attirer l’attention, accueillir les visiteurs et proposer des fonctions interactives simples.

02

Déplacement mobile

Le système doit gérer la motorisation et le déplacement du robot sur sa base mobile.

03

Communication entre modules

Les différentes cartes et sous-systèmes doivent échanger des données de manière fiable.

04

Évolutivité

L’architecture doit permettre d’ajouter de nouvelles fonctions sans repartir de zéro.

Partie mécanique

Réutilisation d’un gyropode Elektor Wheelie comme base de châssis
Structure réalisée en profilés aluminium
Habillage en plexiglas pour la finition et l’intégration
Recherche d’un bon compromis entre encombrement, stabilité et accessibilité
Approche orientée prototypage avec réemploi de matériel disponible

Architecture technique du système

Le dossier technique présente une architecture distribuée mêlant système monocarte, microcontrôleurs, capteurs, actionneurs et interfaces utilisateurs. L’idée est de répartir les fonctions selon les besoins de calcul, de réactivité et d’interfaçage matériel.

Raspberry Pi ESP32 ESP32-CAM Arduino UNO Écran tactile Servomoteur Ultrasons RFID GPS RS232 NRF24L01 Anneaux de LED Capteurs de température Carte de puissance Capteur à effet Hall Smartphone Android

Choix technologiques

Raspberry Pi Adapté aux fonctions de haut niveau, à l’exécution d’un système Linux et à l’intégration de logiciels plus complets.

ESP32 / Arduino Très réactifs pour les entrées/sorties, la gestion temps réel et le pilotage direct de modules matériels.

Approche hybride Le projet combine un calculateur principal et plusieurs cartes dédiées pour mieux répartir les rôles.

Protocoles et communication

HTTP pour certaines interfaces ou échanges applicatifs
MQTT pour la communication légère entre modules
WebSocket pour des échanges temps réel
SPI, PWM, GPIO et OneWire pour les interconnexions locales
RS232, Wi-Fi et radio NRF24L01 selon les besoins

Réalisation et démarche de projet

A

Analyse fonctionnelle

Formalisation du besoin avec diagrammes de cas d’utilisation et diagrammes d’exigences sous MagicDraw.

B

Conception structurelle

Travail sur le diagramme de déploiement, le diagramme de définition de blocs et l’organisation des sous-systèmes.

C

Développement et mise au point

Utilisation de robots de développement et de maquettes intermédiaires pour tester les fonctions avant intégration.

D

Tests, recettes et améliorations

Vérification des performances attendues, rédaction d’un cahier de recettes, corrections, dépannages et propositions d’évolution.

Matériel de développement utilisé

SunFounder Raspberry Pi Smart Video Car Kit V1.0
Adeept 2-Wheel Self-Balancing
Châssis Dagu DG012-SV
Plateformes intermédiaires pour prototyper les fonctions avant intégration au SKYBOT

Compétences mobilisées

Conception de systèmes embarqués
Intégration matériel / logiciel
Lecture et réalisation de schémas
Programmation et tests
Communication entre cartes et périphériques
Méthodes de projet et documentation technique

Bilan du projet

SKYBOT est un projet pédagogique complet, car il combine mécanique, électronique, informatique, systèmes embarqués, communication entre modules et gestion de projet. Il illustre une démarche de conception réaliste, depuis l’analyse du besoin jusqu’aux tests et à la validation. Ce type de projet permet de développer des compétences transversales proches de celles mobilisées dans un contexte professionnel.