Bras robotisé programmable par IA basé sur STM32F4

Client

Une entreprise de robotique éducative développant un bras robotisé de bureau à faible coût pour les programmes STEM des collèges et lycées.

Défi

Concevoir un bras robotisé à 4 degrés de liberté (DDL) pour moins de 200 $, suffisamment précis pour des tâches de pick-and-place, sûr pour une utilisation en classe, et programmable à la fois par blocs visuels et en Python.

Concept produit et architecture

Un MCU STM32F407 gère le contrôle de mouvement en temps réel (planification de trajectoire, pilotes de moteurs pas à pas). Un co-processeur ESP32-S3 exécute une caméra pour la détection d'objets.

Solution d'ingénierie

Le STM32F407 exécute FreeRTOS avec un planificateur de trajectoire personnalisé implémentant des profils de vitesse trapézoïdaux. La cinématique inverse est calculée à bord pour les 4 DDL. L'ESP32-S3 exécute un MobileNet SSD quantifié qui détecte les blocs colorés et envoie les coordonnées de préhension au STM32 via SPI. Les limites de sécurité sont appliquées au niveau matériel.

Résultat

Répétabilité de ±0,5 mm. Coût BOM de 189 $. Déployé dans plus de 300 écoles.