Maîtriser : bilan énergétique d'un petit robot

Un bilan énergétique se pose comme un budget familial : on liste TOUS les postes, on met un chiffre devant chacun, et on n'oublie personne. Pour notre petit rouleur : le cerveau (microcontrôleur) ~50 mA, le capteur ultrason ~15 mA, la LED témoin ~10 mA, le servo de la tête ~25 mA en moyenne, et les deux moteurs ~200 mA chacun en croisière. Les oubliés classiques : le cerveau (« il ne bouge pas, il ne consomme rien » — faux) et le DEUXIÈME moteur.

Aligne tout dans la même unité avant d'additionner — tout en mA — car une somme qui mélange « 0,2 A » et « 50 mA » écrits tels quels donne n'importe quoi. Et note l'origine de chaque chiffre : fiche technique (optimiste) ou mesure au banc (fiable). Un bilan dont on ignore d'où sortent les chiffres ne vaut rien le jour de la panne.

La somme donne le train de vie : 50 + 15 + 10 + 25 + 200 + 200 = 500 mA. La pile annonce 1000 mAh. Autonomie ≈ capacité ÷ consommation = 1000 ÷ 500 = 2 h. La formule est une simple règle de trois — mais vérifie tes unités : des mAh divisés par des mA donnent bien des heures.

Deux prudences d'ingénieur. Un : les capacités affichées valent pour un débit modeste ; vidée vite ou par temps froid, une pile rend moins que son étiquette. Deux : garde une marge — compte sur 80 % de la capacité, soit ici 800 ÷ 500 = 1,6 h de sûr. Promets 1 h 30, espère 2 h : c'est l'inverse qui fait perdre les concours.

Pour mesurer la consommation RÉELLE, le multimètre se glisse EN SÉRIE entre la pile et le robot : tout le courant du robot le traverse, et il affiche le total vrai. Sur notre rouleur en croisière : 625 mA — un quart de plus que les 500 prédits. Normal : moteurs plus chargés que prévu sur le tapis, pics de démarrage, fiches techniques optimistes. L'autonomie corrigée tombe à 1000 ÷ 625 = 1,6 h, soit 1 h 36.

Attention, geste dangereux à connaître : un multimètre en mode courant a une résistance quasi nulle. Branché EN PARALLÈLE sur la pile, il devient un court-circuit — le courant s'emballe, et c'est le fusible du multimètre qui se sacrifie (il est là pour ça). En série pour les ampères, en parallèle pour les volts : récite-le avant chaque branchement.

Pour doubler l'autonomie, il faut diviser la consommation par deux : viser 250 mA. Regarde le tableau avant de toucher à quoi que ce soit : la LED pèse 10 mA — la supprimer gagne 2 %. Supprimer TOUT sauf les moteurs (cerveau, capteur, servo, LED : 100 mA en tout) laisse encore 400 mA — même pas suffisant. Le calcul est sans appel : seuls les moteurs, 80 % du budget, peuvent changer la donne.

Comment réduire des moteurs sans immobiliser le robot ? Rouler moins vite — la commande PWM abaisse le courant moyen —, couper les moteurs à chaque arrêt au lieu de les laisser retenir le robot, et traquer les frottements du châssis. Sur notre rouleur, croisière réduite + coupure à l'arrêt ramènent les moteurs à ~150 mA en moyenne : total 250 mA, autonomie 1000 ÷ 250 = 4 h. Doublée — sans avoir touché un seul petit poste.