L'airsoft, un jeu de rôle stratégique et tactique similaire au paintball, utilise des répliques d'armes à feu tirant des billes en plastique de 6 mm. Dans ce contexte, la conception d'une tourelle automatique d'airsoft, un genre de drone fixe, suscite un intérêt croissant. Cet article explore les aspects de sa conception, son fonctionnement, les améliorations possibles, ainsi que les considérations de sécurité essentielles.
L'idée d'une tourelle automatique airsoft trouve souvent son origine dans des projets éducatifs ou personnels. Par exemple, dans le cadre d'un inter-semestre axé sur la conception et la fabrication, un étudiant a entrepris la réalisation d'une tourelle d'airsoft. Ce projet initial impliquait la commande à distance d'un moteur à courant continu via des cartes Arduino.
La manette, équipée d'un joystick et d'un bouton, capte la position des deux axes et transmet ces informations via un module XBee. En raison des limitations du format CHAR (un octet), les données doivent être adaptées avant l'envoi. Un symbole (255) est inséré entre chaque cycle pour assurer la synchronisation. Le contrôleur ajuste le niveau haut ou bas du pin correspondant à l'entrée direction du pont en H en fonction des données reçues, et applique une tension analogique proportionnelle à la position du joystick sur l'entrée "PWB input".
La propulsion des billes est assurée par des pièces récupérées sur une ancienne réplique électrique. La modélisation 3D sous Solidworks est utilisée pour concevoir la mobilité autour de l'axe vertical.
L'objectif final est de créer une tourelle autonome guidée à distance via un smartphone. Un Raspberry Pi sera utilisé pour la partie logicielle en Python, en exploitant les connecteurs GPIO.
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Le principe de base d'une tourelle automatique airsoft repose sur l'utilisation d'un AEG (Airsoft Electric Gun), d'un détecteur de mouvement et d'un circuit simple reliant les deux.
Le détecteur de mouvement agit comme un interrupteur, ouvert en l'absence de mouvement et fermé lorsqu'un mouvement est détecté.
Bien que la portée et la précision initiales puissent être limitées, des ajustements peuvent améliorer ces aspects, rendant la tourelle plus efficace dans des environnements urbains.
L'ajout d'un système de télécommande permet d'activer ou de désactiver la tourelle à distance, offrant un contrôle accru et une meilleure gestion de son utilisation.
Un système de désactivation à distance est crucial pour éviter les tirs accidentels et garantir la sécurité des participants.
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La sécurité est primordiale lors de la conception et de l'utilisation d'une tourelle automatique airsoft.
Ces détecteurs, avec une portée d'environ 15 mètres, sont bien adaptés à ce type de projet.
Un panneau articulé avec un microswitch peut être utilisé pour couper l'alimentation de la tourelle lorsqu'il est touché, offrant une méthode de désactivation physique.
Pour une tourelle autonome, une gestion informatique via un PC, une carte de gestion des servos, une caméra et un logiciel est nécessaire.
La conception d'une tourelle airsoft implique de résoudre divers défis techniques.
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L'un des défis majeurs est de distinguer les cibles potentielles de l'environnement. Un capteur thermique basse résolution peut être utilisé pour détecter le rayonnement IR émis par un corps, mais il est essentiel de différencier un joueur en treillis d'un arbre. Les capteurs de mouvement peuvent être difficiles à exploiter en raison de leur manque de précision et des difficultés de traitement des données.
Pour optimiser la détection, un balayage constant de la zone peut être mis en œuvre. Connaître la position angulaire du détecteur permet d'extrapoler la position d'une source de chaleur et de diriger le lance-billes avec précision.
Si plusieurs cibles sont détectées, un système de mémorisation des cibles est nécessaire pour que la machine puisse passer de l'une à l'autre. Une matrice de points de détection peut être utilisée, chaque point étant traité séquentiellement avec un temps maximal alloué.
Pour garantir le fair-play, il est important de limiter les rafales de tirs et d'introduire un temps de latence entre les rafales. De plus, un système d'arrêt d'urgence à distance est indispensable.
Détecter qu'un joueur est "out" est un défi complexe. Une solution pourrait être l'utilisation de tags RFID ou de cartes spéciales que la machine pourrait reconnaître pour cesser le tir.
Plusieurs composants électroniques peuvent être utilisés pour améliorer les fonctionnalités de la tourelle.
Les cartes Arduino sont souvent utilisées pour la commande à distance des moteurs et la gestion des capteurs. Elles permettent une grande flexibilité dans la programmation et la personnalisation des fonctionnalités.
Le Raspberry Pi peut être utilisé pour la partie logicielle, notamment pour le traitement des données des capteurs et la gestion de l'interface utilisateur.
Les modules XBee permettent la communication sans fil entre la manette et la tourelle, facilitant le contrôle à distance.
Les servomoteurs, tels que les MG90s, sont préférables aux SG90 en raison de leur engrenage en métal, qui offre une meilleure précision et durabilité.
Le coût d'une tourelle airsoft peut varier considérablement en fonction des composants utilisés et des fonctionnalités souhaitées.
Il est possible de réduire les coûts en utilisant des détecteurs de mouvement moins chers, bien que cela puisse affecter la précision. Une production en série permettrait également de réduire les coûts unitaires.
Plusieurs projets de tourelles airsoft ont été réalisés, chacun avec ses particularités et ses innovations.
Un projet consiste en une tourelle télécommandée capable de rotations à 360°, avec une alimentation automatique de 2500 billes. La réplique peut être retirée à tout moment, et le budget maximal est de 150 €.
Inspirée des robots militaires, cette tourelle mobile est équipée de deux moteurs 24V indépendants pour des rotations chenilles à 360° sur place, et d'un moteur pour piloter la tourelle. Elle inclut un système de vidéo pour retour sur un casque FPV ou un petit écran sur la radio-commande.
L'introduction d'une tourelle automatique dans une partie d'airsoft peut transformer la dynamique du jeu.
La tourelle peut être considérée comme un nouvel "équipier" robotique, avec lequel ou contre lequel il faut compter.
En tant que poste de tir fixe, la tourelle peut ajouter du piment aux scénarios, offrant une couverture stratégique et une dissuasion contre les avancées ennemies.
Il est important de paramétrer la tourelle pour qu'elle ne devienne pas un obstacle au jeu.
Visez et tirez en tournant le bas du lanceur. Portée 30 mètres. L'utilisation de ce lanceur est vraiment très simple : il suffit de viser vos adversaires puis de tourner d'un quart de tour le bas du lanceur pour que le gaz contenu dans sa base propulse 300 billes sur une distance de 30 mètres ! Redoutable lors de vos parties airsoft notamment en CQB.
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