Symbole d'un interrupteur ouvert

Capteur à établissement de masse
Il s'agit de capteurs fonctionnant en tout ou rien.
Les capteurs de contact envoient un signal dès qu'ils touchent quelque chose, à la manière d'un bouton. Ils peuvent fonctionner avec une certaine pression, une lamelle de métal établissant le contact entre les deux branches.
Si l'utilisation de ce dispositif simple n'est pas possible, pour des raisons d'isolation électrique notamment, il existe des capteurs à établissement de masse. Dans ce cas, le signal ne passe pas directement par l'interrupteur, mais l'interrupteur sert à faire contact avec une masse et le signal transite par un relais électromécanique.
Sur l'illustration ci-contre, les deux tensions sont de 5V et l'utilisation d'un tel dispositif semble a priori inutile. Mais dans le cas où la carte électronique ne pourrait pas recevoir un signal supérieur à une certaine tension ou si l'on veut détecter un contact avec un bâti métallique servant de masse générale, l'utilisation d'un interrupteur simple n'est pas possible.
Codeurs rotatifs[modifier]
Les codeurs rotatifs sont des capteurs de position angulaire. Le disque du codeur est solidaire de l'arbre tournant du système à contrôler ou d'un de ses éléments. Il existe deux types de codeurs rotatifs, les codeurs incrémentaux et les codeurs absolus.
Capteurs de proximité[modifier]
Article détaillé : Capteur de proximité.
Capteurs capacitifs[modifier]
Article détaillé : Capteur de déplacement capacitif.
Les détecteurs de proximité capacitifs présentent l’avantage de pouvoir détecter à courte distance la présence de tous types d’objets, car sensibles aux métaux et aux non-métaux.
Dans ce cas, la tête de mesure de ces capteurs est formée d'un conducteur cylindrique et d'une enveloppe métallique coaxiale réalisant un condensateur de capacité fixe C1. Si une cible s'approche de l'extrémité des conducteurs précédents, elle constitue avec ces conducteurs deux autres condensateurs.
Ainsi, si le circuit est alimenté par un signal alternatif à une fréquence donnée, lorsqu'on approche une cible, la capacité du circuit change et le signal s'atténue. C'est cette atténuation que l'on mesure.
Capteurs inductifs[modifier]
Les capteurs inductifs produisent à l'extrémité leur tête de détection un champ magnétique oscillant. Ce champ est généré par une self et une capacité montée en parallèle. Lorsqu'un objet métallique pénètre dans ce champ , il y a perturbation de ce champ puis atténuation du champ oscillant. Cette variation est exploitée par un amplificateur qui délivre un signal de sortie ; le capteur commute.
Capteurs infra-rouge[modifier]
Également appelé capteur optique ou photoélectrique ;
Le capteur de proximité infra-rouge (capteur photoélectrique) se compose d'un émetteur de lumière associé à un récepteur. La détection d'un objet se fait par coupure ou variation d'un faisceau lumineux. Le signal est amplifié pour être exploité par la partie de commande.
Autres capteurs[modifier]
Caméras[modifier]
Article détaillé : Vision par ordinateur.
La vision par ordinateur est la science et la technologie des machines qui voient. Il s'agit d'extraire les informations à partir d'images (comme le fait la fameuse Kinect de la Xbox). Les données peuvent prendre plusieurs formes, telles que des séquences vidéo où images.
Dans la plupart des applications pratiques de vision par ordinateur, les ordinateurs sont pré-programmés pour résoudre une tâche particulière, mais les méthodes basées sur l'apprentissage sont en train de devenir de plus en plus commun.
Les systèmes de vision par ordinateur s'appuient sur les capteurs d'image qui détectent le rayonnement (qui est généralement sous la forme de la lumière visible ou infra-rouge). Les capteurs sont conçus en utilisant la physique des solides. Le processus par lequel la lumière se propage et se reflète sur les surfaces s'appelle l'optique.
Les robots peuvent également être équipés de capteurs de vision multiples afin d'être en mesure de calculer le sens et la profondeur dans l'environnement. Comme les yeux de l'homme, des "yeux" robotiques doivent également être en mesure de se concentrer sur un domaine d'intérêt particulier, et aussi s'adapter à des variations dans l'intensité de lumière.
Il y a une sous-zone au sein de la vision par ordinateur où les systèmes artificiels sont conçus pour imiter le traitement et le comportement des systèmes biologiques, à différents niveaux de complexité. En outre, quelques-unes des méthodes fondées sur l'apprentissage développées au sein de la vision par ordinateur ont leur origine dans la biologie.
Les capteurs de température[modifier]
Il s'agit de sondes dont le fonctionnement est similaire à celui des thermomètres.
Les capteurs de pression[modifier]
Dans un capteur de pression, on mesure la force qui s'exerce sur la surface constante et connue S d'un corps d'épreuve.
RADAR[modifier]
Le radar est un système qui utilise les ondes radio pour détecter et déterminer la distance et/ou la vitesse d'objets tels que les avions, les bateaux, ou encore la pluie. Un émetteur envoie des ondes radio, qui sont réfléchies par la cible et détectées par un récepteur, souvent situé au même endroit que l'émetteur. La position est estimée grâce au temps de retour du signal, ce qui indique la distance, et la position angulaire de l'antenne. La vitesse est mesurée à partir du changement de fréquence du signal par effet Doppler.
LIDAR[modifier]
La télédétection par laser ou LIDAR, acronyme de l'expression en langue anglaise « light detection and ranging », est une technologie de télédétection ou de mesure optique basée sur l'analyse des propriétés d'une lumière laser renvoyée vers son émetteur.
La méthode la plus répandue pour déterminer la distance à un objet est basée sur le laser à impulsions. À la différence du radar basé sur un principe similaire, le lidar utilise de la lumière au lieu d'ondes radio. La distance à un objet ou à une surface est donnée par la mesure du délai entre l'impulsion et la détection du signal réfléchi.
SONAR[modifier]
Un sonar (acronyme de sound navigation and ranging) est un appareil, utilisant les propriétés particulières de la propagation du son dans l'eau pour détecter et situer les objets sous l'eau.
Les actionneurs[modifier]
Article détaillé : Actionneur.
Les actionneurs servent à effectuer différentes action, différents ordres. Les ordres sont transmis par l'intermédiaire du système de contrôle via les sorties. Les différentes actions possibles sont :
Activer un moteur électrique afin de faire un mouvement (déplacement, bouger un bras, faire tourner une roue)
Activer une LED, une lampe ou un haut parleur
Activer un compresseur
Les moteurs électriques[modifier]
Article détaillé : machine électrique.
Les moteurs sont, traditionnellement, les «muscles» d'un robot. Il permettent de réaliser la plupart des mouvements d'un robot, bien que ce ne soient pas les seuls actionneurs capable de le faire bouger. Le mouvement créé est rotatif.
La grande majorité des robots utilisent des moteurs électriques. Généralement, les robots qui ont besoin d'être mobiles et autonomes utilisent des moteurs à courant continu synchrones (à balai ou brushless) puisqu'ils fonctionnent sur batterie et les moteurs à courant alternatif, mono ou triphasés sont plutôt réservés aux robots industriels.
Actionneurs linéaires[modifier]
Article détaillé : Vérin.
Les actionneurs linéaires sont des verins. Ils sont généralement alimentés par air comprimé (vérin pneumatique) ou huile (vérin hydraulique).
Muscles artificiels[modifier]
À air comprimé[modifier]
Ce système de muscles repose sur des poches qui se contractent ou se décontractent lorsque de l’air comprimé leur est insufflé, reproduisant ainsi le comportement et la contraction d’un muscle naturel.
Filaire[modifier]
Article détaillé : Alliage à mémoire de forme.
Un fil à mémoire de forme se raccourcit quand il est chauffé. Il se comporte exactement comme un muscle lisse, stimulé par un courant électrique. A température ambiante, il s'étire sans grande résistance et reste ainsi dans cet état stable. En le chauffant (à 90 degrés C par une impulsion de courant électrique), il se contracte et reprend sa longueur initiale avec une grande force de traction et reste dans cet état stable après refroidissement.
Polymères électroactifs[modifier]
Article détaillé : Polymère électroactif.
Les polymères électroactifs, ou EAPS (Electroactive polymers) sont des polymères dont la forme ou la taille changent lorsqu'ils sont stimulés par un champ électrique. L'utilisation principale de ce type de matériau est la fabrication d'actionneurs et de capteurs. Une propriété intéressante des EAPs est qu'ils sont capables de grandes déformations, ainsi que de forces importantes. La plus grande partie des actionneurs actuels est fabriquée à partir de céramiques piézo-électriques. Ces matériaux sont certes capables de produire des forces très élevées, cependant leur domaine de déformation n'excède pas quelque pourcents. Durant les années 1990, il a été démontré que certains EAPs sont capables d'une déformation de 380 %, ce qui est très grandement supérieur à n'importe quelle céramique utilisée actuellement. Une autre application des EAPs est dans le développement de la robotique, dans le développement de muscles artificiels.
Moteurs Piezo[modifier]
Article détaillé : Moteur piézoélectrique.
La piézoélectricité (du grec piézein presser, appuyer) est la propriété que possèdent certains corps de se polariser électriquement sous l’action d’une contrainte mécanique et réciproquement de se déformer lorsqu’on leur applique un champ électrique. Les deux effets sont indissociables.
Les actionneurs et moteurs piézoélectriques tirent profit de l'effet piézoélectrique inverse : dans ces dispositifs, un champ électrique est utilisé pour commander une déformation ou un déplacement. On appelle actionneur piézoélectrique des actionneurs monoblocs contrôlables, utilisant la déformation induite par une tension électrique pour entraîner le déplacement. Les moteurs piézoélectriques se distinguent des actionneurs en ce qu'ils ne sont pas monoblocs mais composés de plusieurs parties mobiles entre elles.
Sources d'énergie[modifier]
Les robots autonomes sont alimentés par batterie d'accumulateurs, donc par un courant continu. Les batteries peuvent soit être rechargées via le secteur, soit à l'aide de sources disponibles dans l'environnement du robot (vent, énergie solaire). Certains robots sont programmés pour aller se recharger eux-mêmes si les batteries sont faibles.
Les robots n'ayant pas à se déplacer sont alimentés sur le secteur, que le courant soit continu, alternatif mono ou triphasé.
La carte électronique est forcément alimentée par le courant électrique, mais la source d'énergie des actionneurs peut également être pneumatique, hydraulique ou mécanique.
Déplacement[modifier]
Les robots industriels n'ont généralement pas besoin de se déplacer. Ce n'est pas le cas des robots de service et des robots autonomes. Ils doivent pouvoir s'adapter à leur environnement. C'est pour cela que différents types de modes déplacements sont utilisés.
A roues[modifier]

Segway au musée des robots de Nagoya.
Les robots à roues sont les plus simples à fabriquer. Il suffit de relier un moteur électrique à la roue via un train d'engrenages, ou un système poulies/courroies.
Les robots à deux roues motrices sont les plus fréquents, mais il existe également des robots à 3,4,6 roues motrices qui, associées à un système d'amortissement, permettent une meilleure adhérence et une plus large palette de terrains accessibles.
Certains robots n'ont que deux roues motrices, et sont hypostatiques. Ils gardent leur équilibre grâce à un gyroscope qui va détecter un déséquilibre et contre balancer à l'aide des moteurs.
On voit souvent des robots à roues dans l'exploration spatiale, bien que des robots à pattes soient en cours d'étude, ou dans les compétitions de robotique tels que le DARPA grand challenge ou eurobot.
A chenilles[modifier]