Bras robotique 6 DoF piloté par Nunchuk Wii – Kit Arduino Mega

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À propos du projet

Les bras robotiques sont partout : industrie, espace, médecine, sous-marin. Ce tutoriel montre comment assembler un kit bras 6 axes (type SainSmart) et le piloter via une manette Nunchuk Wii – contrôleur bon marché, facile à trouver, riche en capteurs (joystick 2 axes, accéléromètre 3 axes, 2 boutons).

Même sans kit bras, ce tutoriel apprend : programmation Arduino, interface I2C Nunchuk, électronique, mécanique. Utilisable avec tout bras 6 servos compatible.

Étape 1 : Outils et matériaux

• Fer à souder, fil, gaines thermorétractables
• Tournevis (vis M3)
• Kit bras 6 axes (inclut : Arduino Mega, shield contrôle, 4 servos 9 kg, 2 servos 20 kg, structure métal, pince)
• Alimentation 12V / 2A+ (indispensable !)
• Manette Nunchuk + 4 fils mâles
• Astuce : adaptateur Nunchuk pour breadboard évite de couper le connecteur d'origine.

Étapes 2-8 : Assemblage mécanique (séquence)

1. Base : 2 équerres U dos à dos, 4 vis M3.
2. Servo #1 (base, rotation) : sur équerre perpendiculaire, corne métallique circulaire.
3. Servo #2 (épaule) : équerre sur corne #1, palier sur axe opposé pour rigidité.
4. Servo #3 (coude haut) : équerre U + profilé L, palier opposé.
5. Servo #4 (coude bas) : équerre U sur profilé L.
6. Servo #5 (poignet, rotation) : perpendiculaire au #4.
7. Servo #6 (pince) : sur axe pince, engrenages transforment rotation en translation.

Chaque étape est illustrée par photos et GIFs animés dans le projet original.

Étape 9 : Préparation de la manette Nunchuk

Le connecteur Nunchuk est propriétaire. Deux options :

1. Couper le câble (perte compatibilité Wii) : identifier fils VCC, GND, SDA, SCL au multimètre (couleurs non standardisées), souder sur fils mâles + gaines.
2. Utiliser un adaptateur Nunchuk (recommandé, préserve la manette).

Bibliothèque Arduino utilisée : Nunchuk library de Robert Eisele (GitHub : infusion/Fritzing/Wii-Nunchuk). Fonctions : nunchuk_joystickX/Y() (±127), nunchuk_buttonZ/C(), nunchuk_pitch/roll() (radians).

Étape 10 : Câblage électronique

Nunchuk (I2C) :

• SDA → Pin 20 (Mega) / A4 (Uno)
• SCL → Pin 21 (Mega) / A5 (Uno)
• VCC → 3.3V, GND → GND

Servos (sur shield ou direct) :

• Servo 1 → Pin 11 (shield) / 11 (direct)
• Servo 2 → Pin 12 / 12
• Servo 3 → Pin 13 / 13
• Servo 4 → Pin 8 / 8
• Servo 5 → Pin 9 / 9
• Servo 6 → Pin 10 / 10
• Alim servos : 6V externe (borne shield ou direct), masse commune avec Arduino.

Étape 11 : Configuration Arduino IDE

1. Installer IDE ≥ 1.6.7 (arduino.cc)
2. Ajouter bibliothèque Nunchuk : Croquis → Inclure bibliothèque → Gérer les bibliothèques → « Nunchuk » ou manuellement depuis GitHub.

Étape 12 : Code Arduino (extrait clé)

Variables principales : angles initiaux (angle1..6), vitesses (servoX_speed), limites (angleXmin/max).

Setup : attache servos, position initiale, Serial 9600, Wire.begin(), nunchuk_init().

Loop : lecture Nunchuk → actions :

• Joystick X (>90 / <-90) : rotation base (servo 1) vitesse fixe.
• Joystick Y : montée/descente (servo 3), servo 2 fixe.
• Bouton C seul : roll → rotation pince (servo 5), vitesse proportionnelle à l'erreur.
• Bouton Z seul : pitch → inclinaison poignet (servo 4), même logique.
• C + Z ensemble : pince fermée (90°), sinon ouverte (45°).
• Affichage angles sur Serial Monitor (debug).

Étape 13 : Utilisation

Alimentez (12V), allumez shield. Attention : au démarrage, le bras bouge violemment vers sa position initiale – écartez-vous !

Contrôles : rotation base, haut/bas bras, rotation pince, haut/bas pince, ouvrir/fermer. Combinaisons possibles. Code modifiable pour nouveaux mappings.

Code source

Fichier nunchuk.ino complet (téléchargement uniquement) + bibliothèque Nunchuk sur GitHub : infusion/Fritzing/Wii-Nunchuk