La partie commande

La partie commande est l’interface programmable de notre système automatisé qui s'avère essentielle pour garantir le fonctionnement efficace et sécurisé de tout type de robot. Elle traite les informations en provenance des capteurs et envoie les commandes ou les ordres aux actionneurs. Plus simplement, cette partie contrôle le fonctionnement de la partie opérative afin de réaliser des tâches en autonomie totale sous le contrôle d’un opérateur si nécessaire (certains robots nécessitent toujours une intervention humaine pour le bon déroulement du scénario).

De quoi est constituée ?

Cette partie est constituée, en fonction de la complexité du système à gérer, d’un simple microcontrôleur pour les automates les plus simples, d'un automate programmable (API) pour les systèmes plus complexes, et voire même d'un puissant ordinateur pour les systèmes les plus complexes. Nous pouvons en citer les plus connus :

• Les microcontrôleurs: Les microcontrôleurs sont des composants électroniques intégrés spécifiquement développés pour réaliser des opérations logiques ou numérique très simples. On les utilise fréquemment pour des opérations de contrôle essentielles, comme la gestion des actionneurs, des traitements numériques ou logique des mesures relevées sur les capteurs. En raison de leur simplicité, ils sont idéaux pour les robots simples et les applications particulières.
• L'automates Programmables (API): Ces automates programmables sont très répandus dans le domaine industriel et employés dans des environnements de production, notamment pour le contrôle des opérations automatisées (dans les chaînes de production à actions répétitives, par exemple). Ils offrent la possibilité d'automatiser les processus de production. La particularité de ces systèmes est qu'ils nécessitent une connaissance particulière de leur système de programmation, adapté à la logique de commande (une fois maîtrisé, la configuration et la gestion des opérations devient simple).
• Les ordinateurs: Cet équipement, qu'il s'agisse d'un PC (sigle de l'anglais personal computer) ou de stations de travail ((photos ci-dessous par Museums Victoria sur Unsplash), il est conçu pour exécuter des programmes et logiciels avancés et complexes. Ils sont particulièrement adaptés aux applications sophistiqué qui nécessitent une puissance de calcul élevée, telles que la vision par ordinateur, l'intelligence artificielle et la gestion de systèmes multi-tâches et multi-robots.

• Les Cartes de développement: Ces solutions, fondées sur des microcontrôleurs ou des microprocesseurs tels qu'Arduino et Raspberry Pi (photos ci-dessous par Vishnu Mohanan sur Unsplash), sont largement utilisées dans le prototypage et l'éducation. Grâce à des bibliothèques logicielles bien documentées, ces solutions permettent aux utilisateurs de concevoir des systèmes robotiques de manière accessible, ce qui facilite la mise en place de différentes fonctionnalités.

Carte Programmable Arduino UNO	Carte Programmable Raspberry Pi Pico

• Les Processeurs de signal numérique (DSP): Les DSP sont des dispositifs de traitement spécialement développés pour traiter des signaux en temps réel. Ils sont essentiels dans les applications qui exigent un traitement rapide et efficace des données, comme l'audio, la vidéo et les données provenant de capteurs sensibles. En robotique mobile, par exemple, les DSP offrent la possibilité de traiter les signaux en temps réel afin de réaliser des tâches telles que la navigation, la reconnaissance d'objets et la gestion des mouvements. Ils sont indispensables pour des systèmes qui doivent réagir immédiatement aux modifications de leur environnement en raison de leur capacité à effectuer rapidement des calculs complexes.
• L'unités de traitement graphique (GPU): Ces GPU sont spécialement développés pour effectuer un traitement lourd et complexe de plusieurs processus ou programmes en mettant en parallèle le traitement des données. On les retrouve dans des domaines comme l'apprentissage automatique et la vision par ordinateur, car ils offrent la possibilité de traiter en même temps de grandes quantités d'informations.
• FPGAs (Field-Programmable Gate Arrays): Les FPGAs sont des circuits intégrés reconfigurables par l'utilisateur qui offrent une grande souplesse pour des tâches particulières. Ces appareils peuvent être personnalisés afin de satisfaire diverses exigences, en particulier dans des applications qui requièrent des performances élevées, comme le traitement de données en temps réel. Grâce à leur capacité d'ajustement, ils permettent d'améliorer les architectures matérielles en fonction des exigences spécifiques des systèmes.
• Les Systèmes embarqués: Ces systèmes embarqués comprennent des ensembles de modules matériels et logiciels intégrés, spécialement élaborés pour accomplir des tâches spécifiques. Grâce à ces systèmes, les données peuvent être traitées en temps réel, ce qui facilite la prise de décision et l'interaction avec l'environnement.

Dans toute solution robotique, la sélection de l'unité de traitement; microcontrôleur, automate programmable, ordinateur ou toute autre solution; dépend de la complexité de la tâche à réaliser, des exigences de performance et des ressources disponibles. Chaque genre de composant est crucial pour contrôler et réguler les opérations d'une machine ou d'un robot, ce qui leur permet d'être autonomes et de communiquer efficacement avec leur environnement.