Projet au départ · Robotique mobile
Rover JPL
Nous construisons un rover à six roues comme ceux de Mars, à partir du projet publié par le JPL.
- roues de 144 mm, toujours posées au sol grâce à la suspension rocker-bogie
- 6
- moteurs : six font tourner les roues, quatre les font braquer
- 10
- la vitesse maximale annoncée, environ
- 1,6 m/s
- le coût des pièces indiqué par le projet
- 1.600 $
Pour celles et ceux qui viennent de ingénierie mécanique, électronique et informatique, robotique
Ce que c’est
Le JPL Open Source Rover est une version réduite du rover à six roues que le JPL, le laboratoire de la NASA qui construit les rovers pour Mars, utilise pour explorer la planète. Le projet date de 2017 et a connu plusieurs versions. N’importe qui peut en construire un.
Il n’utilise que des pièces qu’on achète au catalogue, surtout de la marque goBILDA. Pour la version de base, pas besoin d’usiner le métal. Le JPL a publié les plans, la liste des pièces, les guides de montage et le logiciel, et le projet est certifié matériel libre (OSHWA US002551).
Le cerveau est un Raspberry Pi. Pour piloter le rover, n’importe quelle liaison comprise par un Raspberry Pi convient : Bluetooth, Wi-Fi, un joystick USB.
Comment il roule
Sur Mars, les rovers ont six roues parce qu’une suspension spéciale les garde toutes posées au sol, même sur les cailloux. Le projet du JPL en reprend trois idées.
- 01
Rocker-bogie
Chaque côté a un bras, le rocker, avec la roue arrière. Au milieu, un pivot porte un second bras, le bogie, avec les roues avant et centrale. Ainsi une roue peut monter sur un caillou sans soulever les autres.
- 02
Différentiel
Une barre au-dessus du châssis relie les deux côtés. Quand le rover monte, elle reporte le poids d’un côté à l’autre.
- 03
Direction à six roues
Quatre servos font braquer les roues d’angle. Le logiciel décide où pointe chaque roue et à quelle vitesse elle tourne, et le rover prend ainsi son virage.
Dans le moteur d’une roue
Chaque roue a son moteur, un goBILDA Yellow Jacket série 5203. Un moteur électrique tourne vite et avec peu de force. Pour faire avancer le rover, il faut l’inverse, et c’est le travail d’un réducteur épicycloïdal : il ralentit le moteur de 26,9 fois et le couple augmente à peu près d’autant.
En sortie, l’arbre fait 223 tours par minute. Avec des roues de 144 mm, cela donne environ 1,7 m/s, et c’est de là que vient la vitesse maximale d’environ 1,6 m/s annoncée par le JPL. Le réducteur peut se changer : un moteur plus rapide donne un rover plus vif, mais avec moins de force.
- 01
Planétaire et satellites
L’arbre du moteur porte une petite roue dentée, le planétaire. Autour, trois satellites s’appuient sur une couronne dentée à l’intérieur, fixe dans le carter. Les satellites roulent dans la couronne et entraînent le porte-satellites, qui tourne beaucoup plus lentement que le planétaire.
- 02
Deux étages
Le porte-satellites du premier étage fait tourner le planétaire du second. Sur le schéma, le planétaire a 11 dents et la couronne 46 : chaque étage ralentit de 5,18 fois, et deux étages font 26,9. goBILDA ne publie pas les dents : le rapport est le sien, les étages et les dents sont notre reconstitution.
- 03
Codeur
À l’arrière du moteur, un codeur compte les tours. Le logiciel lit ce nombre pour savoir de combien chaque roue a vraiment tourné, et corriger la vitesse de chacune quand le rover prend un virage.
Les quatre roues d’angle ont aussi un servo pour la direction, un goBILDA série 2000 avec sortie à 25 dents, monté dans un ServoBlock qui reporte la charge sur un roulement. C’est le point faible du rover : après un choc sec, l’arbre central qui porte deux engrenages du servo peut casser. Les guides du JPL expliquent comment l’ouvrir et changer les engrenages sans le jeter.
Les pièces principales
Le projet n’utilise presque que des pièces du catalogue goBILDA. Voici les principales, d’après la liste officielle.
| Partie | Pièce | Quantité |
|---|---|---|
| Roues | goBILDA Wasteland, 144 mm de diamètre et 52 mm de largeur | 6 |
| Moteurs des roues | goBILDA Yellow Jacket, réduction 26,9 pour 1, 223 tours par minute | 6 |
| Direction | servo goBILDA série 2000 avec ServoBlock | 4 |
| Châssis | poutres carrées de 328 mm, 232 mm et 96 mm | 4, 5 et 8 |
| Suspension | rails goRAIL de 288 mm, 120 mm et 96 mm | 2, 2 et 6 |
| Ordinateur | Raspberry Pi | 1 |
| Batterie | LiPo de 7,2 Ah, avec au moins 3 heures de conduite sur terrain caillouteux | 1 |
Les chiffres sont ceux de la liste du JPL. Les prix et les versions changent : avant de commander, on relit la liste.
Ce qu’il faut pour le construire
- 01
Mécanique
Monter le châssis, la suspension et les roues. Les trois parties se montent en parallèle. Les plaques du châssis se font découper au laser, même par un service en ligne.
- 02
Électronique
Souder, câbler, vérifier chaque fil au testeur avant d’allumer. Les cartes et les moteurs se branchent dans l’ordre.
- 03
Logiciel
Le rover se pilote depuis un Raspberry Pi : il faut des bases de Linux, Python, Git et ROS. Le code se trouve dans un dépôt à part, osr-rover-code.
Comment nous travaillons
Voici le plan de travail, pas ce que nous avons déjà fait.
- 1Lire. Toute la documentation, guide après guide, et la liste des pièces avec les prix d’aujourd’hui.
- 2Commander et monter. Châssis, suspension et roues se montent en parallèle, chacun par une personne.
- 3Câbler. Cartes, moteurs et servos, avec le test de continuité sur chaque fil.
- 4Le logiciel. Installer le code du JPL et piloter le rover avec un joystick.
- 5Quelque chose à nous. Le projet prévoit des extensions, comme un mât avec une tête et un bras robotique. Nous choisissons avec l’équipe ce qu’on ajoute.
Où nous en sommes
- Novembre 2026Le projet démarre. Nous lisons la documentation du JPL et dressons la liste des pièces.
- Aujourd’huiNous cherchons des personnes pour former l’équipe : mécanique, électronique, logiciel, et quiconque veut organiser le travail.
- Prochaine étapeCommander les pièces et monter le châssis et la suspension.
Sources
- JPL, Open Source Rover, dépôt nasa-jpl/open-source-rover sur GitHub : description, liste des pièces et guides de mécanique, d’électronique et de câblage.
- JPL, osr-rover-code, le logiciel du rover, sur GitHub.
- OSHWA, certification de matériel libre US002551.
- jplopensourcerover.com, la page du projet.
- JPL, liste des pièces : moteurs goBILDA 5203 Yellow Jacket de 26,9 pour 1 et 223 tours par minute, servo goBILDA série 2000 ; guide de remplacement des engrenages du servo.
Tu veux y travailler ?
Il ne faut ni expérience ni CV. Écris-nous : nous t’invitons à la prochaine rencontre, où tu fais connaissance avec l’équipe.