Bras Robotique
Octobre 2025

L'objectif de ce projet est de concevoir un bras robotisé à cinq axes (rotation, épaule, coude, poignet et pince), piloté à distance grâce à une architecture répartie sur deux cartes électroniques : l'une dédiée au contrôle des servomoteurs, l'autre entièrement consacrée à l'interface utilisateur.

La carte de contrôle gère les cinq servomoteurs, synchronise les mouvements et stabilise automatiquement l'épaule grâce à un gyroscope BMI160. Les commandes sont transmises en continu à la carte de contrôle via une liaison série UART.

Bras Robotique
Architecture des cartes
Schéma des deux cartes
Schéma d'architecture des deux cartes

Carte 1 — Contrôle du bras :

  • 5 sorties PWM pour les servos en D3, D5, D6, D9, D10
  • Liaison I2C avec l'accéléromètre BMI160 en SDA et SCL
  • Timer matériel pour mettre à jour les servos de manière fluide et synchrone
  • Pince en digital sur D4 et D7
  • Liaison série UART pour recevoir les commandes (RX/TX)

Carte 2 — Interface utilisateur :

  • Écran TFT pour afficher une interface avec boutons tactiles
  • Joystick analogique relié aux entrées A0 et A1
  • 4 boutons en D2, D5, D6 et D7
  • Liaison série UART pour transmettre les commandes vers la carte 1
Inclinaison automatique
Stabilisation automatique de l'épaule via le BMI160

La carte de contrôle gère la stabilisation de l'épaule via l'accéléromètre BMI160 et synchronise les mouvements des différents axes.

Lors de l'initialisation, l'inclinaison du bras est automatiquement ajustée en fonction de l'angle mesuré pour que le bras reste à la verticale, quelle que soit la position du support.

Séquence d'initialisation
Séquence de test et calibration des 5 servomoteurs

Une fois les moteurs initialisés et l'inclinaison corrigée, une séquence de test est lancée afin de vérifier le bon fonctionnement et la calibration des cinq servomoteurs.

À la fin de la séquence, ils sont remis en position verticale. Les servos sont pilotés de manière progressive grâce à un timer matériel, garantissant des déplacements fluides.

Interface utilisateur
Pilotage en temps réel — joystick, boutons et écran TFT

La carte interface utilisateur est équipée d'un joystick analogique, de boutons physiques et d'un écran tactile TFT. Elle permet à l'opérateur de piloter le bras en temps réel et d'actionner la pince.

La carte lit les entrées du joystick et des boutons, les convertit en données structurées et les transmet en continu à la carte de contrôle via UART, assurant que le bras dispose toujours des dernières instructions.