Projet PEIP 2 : Construction d’un Zeppelin en LEGO EV3

Bienvenue sur notre blog dédié à notre projet de deuxième année à Polytech Angers ! Cette année, nous avons eu l’opportunité de travailler sur un projet passionnant : la conception et la réalisation d’un Zeppelin entièrement construit avec des LEGO Technic et contrôlé par une manette de PS4 via un boîtier LEGO EV3. Nous allons vous raconter ici notre aventure, les défis que nous avons rencontrés et les solutions innovantes que nous avons trouvées.

Photo du Zeppelin en vol le jour des présentations des projets des PEIP2

Contexte et Présentation du projet

Lors de notre dernière année de classe préparatoire à Polytech Angers, nous devons réaliser un projet pendant notre dernier semestre. Nous disposons de 100 heures pour concevoir et réaliser le projet que nous avons choisi. Il y avait un grand nombre de projets proposés par les professeurs de l’école. En examinant les divers projets proposés, nous avons été particulièrement attirés par l’idée de faire voler une structure. Ainsi, nous avons décidé de concevoir un Zeppelin en LEGO Technic, contrôlé à distance via Bluetooth par une manette de PS4. Le cahier des charges de notre projet comprenait :

  • Un mécanisme de flottaison : Rechercher et trouver le moyen le plus adéquat pour faire flotter la structure.
  • Système de propulsion : Concevoir et intégrer un système de propulsion permettant de contrôler la direction, la vitesse et l’altitude de la structure.
  • Contrôle à distance : Connecter une manette via Bluetooth pour piloter le Zeppelin.
  • Sécurité et Fiabilité : Assurer la sécurité en étudiant les risques possibles liés au système de propulsion, au système de flottaison, ou à tout autre élément extérieur.

Fonctionnement simplifié de notre zeppelin

structure finale du projet

Nous avons conçu une structure ergonomique et légère autour du boîtier EV3, en veillant à équilibrer la masse pour faciliter le contrôle du Zeppelin, avec quatre hélices identiques : une hélice pour contrôler l’altitude (l’hélice située en dessous de la structure), deux pour avancer (de chaque côté du boîtier), et une pour stabiliser et tourner (à l’arrière de la même manière qu’un hélicoptère). ‎‎‎‎‎‎‎‎‎‎‎‎‎‎‎‎‎‎‎ ‎‎Nous avons testé différentes hélices et opté pour des pales d’éoliennes LEGO, qui nous ont semblées être les plus efficaces. ‎

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assemblage moteur, hélice et engrenages

Les moteurs LEGO utilisés pour la rotation des hélices ont été adaptés avec des engrenages LEGO Technic pour augmenter la vitesse de rotation, passant de 175 tr/min à 4375 tr/min. Nous avons testé plusieurs combinaisons d’engrenages pour augmenter la vitesse de rotation des hélices. Après plusieurs essais, nous avons trouvé une configuration optimale avec deux engrenages de 40 et 8 dents.

vidéo montrant la vitesse de rotation de l’hélice avec et sans engrenages

Intégration du Ballon d’Hélium

Pour la flottaison, nous avons opté pour un ballon d’hélium de 122 cm de diamètre, capable de contenir 0,95 m³ d’hélium, suffisant pour soulever notre structure. Nous avons conçu et imprimé en 3D un bouchon avec une valve pour minimiser les pertes d’hélium. Pour compenser le poids du bouchon et du ballon, nous avons ajouté deux petits ballons supplémentaires.

Configuration et Programmation

Pour commencer, nous avons configuré le boîtier LEGO EV3, notamment la carte SD, pour intégrer la fonction Bluetooth permettant de connecter le boîtier à la manette de PS4. Nous avons ensuite découvert la programmation en Python avec l’extension LEGO MINDSTORMS, ce qui nous a permis de contrôler notre Zeppelin à l’aide de la manette de PS4.

La connexion de la manette PS4 au boîtier LEGO EV3 via Bluetooth a été complexe. Cependant, grâce à des recherches et à l’aide de notre professeur, nous avons réussi à intégrer la fonction Bluetooth, pour ensuite connecter la manette de PS4. Ensuite, nous avons dû apprendre à programmer en Python avec l’extension LEGO MINDSTORMS pour contrôler le Zeppelin.

une partie du programme finale utilisée

Conclusion et Remerciements

La réalisation de notre Zeppelin en LEGO Technic a été une aventure des plus enrichissantes, marquée par de nombreux défis techniques. Grâce à notre persévérance et à notre esprit d’équipe, nous avons réussi à concevoir un Zeppelin fonctionnel, contrôlé à distance et capable de voler grâce à de l’hélium. Nous espérons que ce blog vous a offert un aperçu de notre aventure et des efforts déployés pour mener à bien ce projet unique.

Nous tenons à exprimer notre profonde gratitude à toutes les personnes qui ont contribué, de près ou de loin, à la réussite de ce projet.

Tout d’abord, nous adressons nos sincères remerciements à Monsieur Verron pour son encadrement précieux, ses conseils avisés et son soutien constant tout au long de cette expérience. Nous tenons également à remercier chaleureusement Boris du FabLab pour son accompagnement et son appui technique inestimables. Leur expertise et leur disponibilité ont été des atouts essentiels pour la réussite de notre travail.

Pour conclure, voici une vidéo du Zeppelin en action le jour de la présentation des projets auprès des PEIP1 et du personnel :

vidéo du Zeppelin final

Merci d’avoir pris le temps de nous lire. Nous espérons que vous avez apprécié cette lecture jusqu’à la fin !

Arsène Racouchot, Leon Jouanjan et Emilien Manceau