OpenDrive Control - Direction automobile contrôlée par joystick

Objectif

Remplacer le volant traditionnel par un joystick proportionnel contrôlant l’angle de braquage via un moteur 12V, en agissant directement sur le volant via une roue dentée soudée.

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Principe de fonctionnement

• Un joystick analogique (auto-centrant) donne une valeur proportionnelle à l’inclinaison du levier.
• Cette valeur est convertie en consigne d’angle de braquage.
• Un moteur à courant continu 12V, avec un réducteur à fort couple, entraîne une roue dentée soudée au volant.
• Un encodeur rotatif mesure l’angle réel du volant.
• Un PID régule la position du volant pour suivre l’angle cible.
• Quand le joystick revient au neutre, le système ramène le volant à 0°.

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Matériel nécessaire

Contrôle

• Joystick analogique (ex. KY-023 ou modèle Arduino)
• Microcontrôleur (Arduino Uno, Mega, ESP32...)

Motorisation

• Moteur à courant continu 12V avec réducteur planétaire
  • Couple ≥ 10 Nm
  • Vitesse ≈ 30–90 RPM
  • Réduction 1:50 à 1:100
  • Exemple : ZGA37RG 12V 30RPM

Capteurs et retour

• Encodeur rotatif (ex. 600 PPR)
• Lecteur d’encodeur (ex. module KY-040 ou encodeur intégré)

Alimentation et commande

• Alimentation 12V ≥ 10 A
• Pont en H / Driver moteur :
  • BTS7960 (43A)
  • Cytron MD30C (30A)

Mécanique

• Roue dentée soudée sur le volant
• Pignon solidaire de l’axe moteur
• Support moteur robuste

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Logique de contrôle (simplifiée)

loop() {
  float joystick = readJoystick(); // -1.0 à +1.0
  float targetAngle = joystick * maxSteeringAngle; // Ex. +/- 35°
  float currentAngle = readEncoder(); // En degrés

  float error = targetAngle - currentAngle;
  float motorSpeed = PID(error);
  
  setMotor(motorSpeed);
}

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Idées qui peuvent être ajoutées au projet

Via un écran dédié :

• Logique de contrôle du mouvement (Selon mode)

  • Précis (Chaque millimètre compte)
  • Doux (Réaction du moteur moins instantanée et beaucoup plus douce (Idéale pour l'autoroute))
  • Représentation graphique en temps réel de l'angle des roues avec une règle des inclinaisons du volant

Via un ou des boutons dédiés :

• Clignotants G et D (CanBus)

Implémenter une logique de sécurité à chaque démarrage

• Initialiser le système en tapant bien à 0 le centrage du volant avec le 0 du levier
• Si le couple de braquage est supérieur à X NM, alors mise en sécurité et procéder à l'étape d'initialisation !
• Test initial après l'initialisation d'un 100% à gauche + 0% au centre + 100% à droite, ce qui nous donne une visualisation comme ceci :

Note : • = Position du volant

Pourcentage	Direction	Représentation
100%	Gauche	¦•---------○----------¦
0%	Centré	¦----------•----------¦
100%	Droite	¦----------○---------•¦