Bonjour et bienvenue à toutes et à tous sur ce blog dédié au projet ayant occupé nos semaines depuis janvier, la Game Station. Nous sommes un groupe de trois étudiants en deuxième année du cycle préparatoire à l’école d’ingénieurs Polytech Angers: Enzo Carré, Samuel Figueira et Florian Warin, et nous allons vous présenter notre travail.
Présentation du projet
Le projet Game Station visait à concevoir une station de jeux portable équipée de divers jeux utilisant des joysticks, des boutons, des LED, des haut-parleurs, et autres composants. L’objectif était de permettre des parties en solo ou en duo.
Pour répondre au besoin de la Game Station à être portable, nous sommes partis sur une forme de valise, permettant d’accueillir deux joueurs tout en restant facilement transportable. À la manière d’un ordinateur portable dépliant, la Game Station peut se fermer lors du transport, la position ouverte étant la position de jeu. Étant plus proche d’une borne d’arcade que d’une console moderne, nous voulions rester simples dans le choix des jeux : Snake, Pong, etc…
Fonctionnement de la Game Station
La structure de la Game Station a été faite à partir de plaques de bois de 5 millimètres d’épaisseur. Des charnières relient la partie supérieure de la boîte à la partie inférieure, et l’ouverture est bloquée à un angle légèrement supérieur à 90 degrés par des compas coulisseaux, permettant un certain confort de jeu.
L’affichage est permis par une matrice LED, un carré de 64 petites lumières capables de s’allumer indépendamment des autres. Dans le cas où deux joueurs voudraient jouer, ils auraient chacun un joystick et deux boutons à leur disposition. La Game Station dispose également de deux boutons supplémentaires ayant différentes fonctions comme l’accès au menu ou la pause durant un jeu.
Pour exécuter les codes permettant l’affichage et la jouabilité des jeux, un micro-ordinateur Raspberry Pi 4B est intégré dans la structure. L’installation d’une alimentation a également été nécessaire, la matrice LED pouvant demander jusqu’à 8 ampères.
Réalisation du Projet
Création de la Structure
La première étape de la réalisation de notre projet a été la conception assistée par ordinateur (CAO). Cette dernière a été réalisée sur le logiciel Onshape. La création du modèle CAO nous a permis de nous rendre compte des dimensions qu’aurait la structure, et aussi d’anticiper certaines choses comme la position de nos joysticks lorsque la boîte serait fermée.
Le modèle CAO fini, nous avons pu commencer l’impression des différentes parties de la structure. Pour cela, nous avons utilisé une découpeuse laser pour découper des plaques de bois de 5 millimètres d’épaisseur. Si la structure tient sans vis, c’est grâce aux jointures, les sortes de petites dents sur les extrémités des plaques. En effet, il y a entre ces jointures un serrage, c’est-à-dire que l’espace entre deux dents est légèrement plus petit que celle qui va venir se loger dedans. En les forçant à rentrer, ce que l’on a réalisé à l’aide d’un maillet, les jointures vont se coincer et solidifier la structure. La découpeuse laser nous a également permis de décorer la structure. En brûlant le bois de façon très précise avec le laser, il nous a été possible de graver le dessin de notre choix sur la plaque.
Réalisation de l’électronique
La partie électronique du projet a surtout concerné les différents branchements des éléments composant la Game Station. Les différents éléments sur lesquels nous avons travaillé lors de cette partie sont les suivants :
Deux USB controller, qui permettent de relier les boutons et les Joysticks à la Raspberry pi, permettant alors au micro-ordinateur de les reconnaître et de les faire interagir.
Un “Hat“, une sorte de carte qui permet à la Raspberry pi de contrôler la matrice LED
La matrice LED, reliée au Hat et à l’alimentation.
La Raspberry Pi 4B, branchée à l’alimentation.
L’alimentation, branchée à une prise.
Programmation du Raspberry Pi
Pour utiliser la Raspberry Pi 4 il a d’abord fallu installer un système d’exploitation pour pouvoir facilement envoyer des instructions au micro-ordinateur. Pour utiliser la matrice LED via la Raspberry pi, il nous a fallu installer une librairie, c’est à dire un ensemble de code pré-construit, qui permet l’utilisation de la matrice grâce à des langages informatiques comme Python ou C++. Elle fournit également un grand nombre d’options permettant une personnalisation de l’utilisation de la matrice. Nous avons ensuite exécuté des codes basiques fournis dans la librairie dans le terminal de commande, ce qui nous a permis de commencer à afficher des choses sur la matrice, comme par exemple le premier jeu que nous avons créé, le Snake.
Conclusion
Ce projet nous a permis pour la première fois de mettre en application les connaissances acquises lors de ces deux années de cycle préparatoire. Nous avons pu mobiliser des compétences variées, de la modélisation en CAO à l’électronique en passant par la programmation. L’élaboration de la Game Station aura également été de nombreux moments de plaisir, nous nous sommes en effet beaucoup amusés lors de sa réalisation.
Au moment où nous écrivons ces lignes, elle n’est pas tout à fait finie, puisque nous n’avons pas encore réussi à contrôler la matrice LED avec le joystick, mais nous sommes tout de même fier du résultat de ces dizaines d’heures de travail
Nous remercions notre tuteur, Monsieur Sylvain Verron, pour ses précieux conseils et son aide apportée tout au long de la réalisation de ce projet.
Merci de nous avoir lu jusqu’au bout, en espérant que vous ayez apprécié cette lecture!
Samuel Figueira, Florian Warin et Enzo Carré.