Assemblage et fabrication du broyeur pour recyclage matériau d’impression 3D

Plutôt que jeter les impressions 3D, mieux vaut les recycler !

Bonjour à tous !
Nous sommes un groupe de trois étudiants composé de Cassilla Yen-Pon, Youen Le Guidec et Aras Chaigne. On s’intéresse tous les trois de près ou de loin à la mécanique et pour deux d’entre nous, nous souhaitons nous orienter l’année prochaine dans ce domaine. Ce projet nous a donc tout naturellement intéressés.



D’accord, mais quel est notre projet ?

Notre projet est le broyeur de matériau d’impression 3D. En résumé, nous devions réaliser un manuel de montage du broyeur, et réfléchir à la sécurité de l’utilisateur du broyeur.



A quoi sert notre projet ?

Lorsque l’on réalise des impressions 3D au Fablab, on crée beaucoup de chutes de plastiques. Au lieu de les jeter, on pourrait les recycler.

C’est exactement là qu’intervient notre projet. En effet, ce plastique sera broyé, et nourrira l’extrudeuse (qui est un projet mené par un autre groupe) qui crée des bobines de plastiques réutilisables pour l’imprimante 3D. Le broyeur final fonctionnera à l’aide d’un moteur, mais étant donné que nous avons rencontré plusieurs problèmes avec le moteur, nous n’avons pas pu faire fonctionner le broyeur avec.

Voici une photo de notre broyeur monté entièrement:

Photo du broyeur monté



Objectifs du projet

Notre projet était globalement divisé en deux parties:

  • Notre objectif principal était de monter le broyeur et de réaliser en parallèle un manuel de montage, pour que les futurs utilisateurs ne rencontrent pas les difficultés que nous avons eues.

    Voici notre manuel de montage:

  • Notre deuxième objectif était de concevoir des systèmes de sécurité complets, afin d’anticiper et d’éviter chaque problème possible lorsqu’une personne utilise le broyeur.


  • La réception des pièces

    Au départ, nous avons reçu le broyeur en pièces détachées, chacune des pièces est présentée sur la photo ci-dessous.

    Pièces détachées



    Comment s’est passé l’assemblage du broyeur ?

    Lors des premières séances de projet, nous avons eu des difficultés à assembler le broyeur, car certaines pièces étaient mal percées, ou bien la conception d’autres pièces était approximative. Par exemple, nous avons été obligés de repercer deux pièces nous-mêmes car les perçages n’étaient pas au bon endroit.

    Nous avons rencontré de nombreux problèmes que l’on a réussi à solutionner. Par exemple lors des premières séances, nous nous sommes rendu compte que le broyeur présentait un jeu de quelques millimètres mais extrêmement dangereux, puisque lorsque le moteur sera activé les lames du broyeur pourraient s’entrechoquer. Cela causerait de gros dégâts. Nous avons pu corriger cela à l’aide de paliers qui manquaient.

    Voici une vidéo du fonctionnement du broyeur à la main:



    Et la partie sécurité ?

    La sécurité est primordiale sur une machine aussi dangereuse qu’un broyeur comme celui-ci.
    Le souci est que l’on ne pouvait pas anticiper chaque problème étant donné que nous n’avions pas le moteur. Nous avons donc réalisé quelques recherches sur un projet nommé « Precious Plastic », dont est inspiré notre broyeur: https://youtu.be/Os7dREQ00l4?t=23

    Voici les systèmes de sécurité que nous avons imaginé :

    1. Un capot de protection en plexiglass sur la trémie: quand le capot est fermé, un capteur fin de course détecte si le capot est bien fermé avant de faire en marche le moteur. Si le capot est ouvert, le capteur le détecte est coupe l’alimentation du moteur.
      Voici une vidéo du fonctionnement du capteur avec le capot: https://www.youtube.com/watch?v=pw5Ac8non2I
      …ainsi qu’un schéma électrique simple avec le capteur:

      schema capteur contact

    2. Un bouton d’arrêt d’urgence qui coupe le circuit en cas de problème.
    3. Un système d’allumage du moteur à deux boutons qui permet à ce que les mains de l’utilisateur soient occupées sur les boutons et non dans le broyeur.
      Voici le schéma de ce système:

      schema bp

    4. Un carter de protection recouvrant les deux engrenages.

      Capture

      Comme on le voit ci-dessus, les engrenages sont dangereux en rotation étant donné qu’ils sont à l’extérieur.

    5. Il faudrait dans l’idéal installer des signalisations visuelles comme des LEDs vertes pour indiquer que le broyeur est neutralisé et libre d’accè



    Les différents types de plastique

    Nous avons également pensé à ajouter un variateur pour contrôler la vitesse de rotation du moteur, selon le type de plastique qu’on est amené à broyer la vitesse du moteur peut jouer un grand rôle.
    Le variateur permettrait également de diminuer les projections et rebonds des pièces de plastique au début du processus de broyage.



    Un dernier mot ?

    Pour conclure, ce projet nous apporté à tous les trois de nombreuses choses. Premièrement, c’est une façon différente de travailler des cours classiques. Nous travaillons en autonomie et il y a bien plus de pratique.
    Ensuite nous avons pu mettre en pratique nos cours de mécanique, ce qui est satisfaisant.
    Les nombreux problèmes rencontrés ont augmenté nos facultés à nous adapter et à trouver des solutions, et surtout à travailler en équipe.
    Merci beaucoup à M. Lopes, M. Saintis et M. Ibrahim pour leur aide au cours des différentes séances



    Voici notre rapport de projet:

    Amélioration de la machine de recyclage de matériaux pour impression 3D

    Bonjour à toutes et à tous !

      Nous sommes deux étudiants en deuxième année de cycle préparatoire d’école d’ingénieur, Alan et Romane. Nous avions pour projet d’améliorer la machine de recyclage de matériaux pour impression 3D.

    Contexte

      La machine de recyclage de matériaux pour impression 3D existait déjà au début de notre projet. En effet, il y a trois ans, deux élèves espagnols se sont lancés dans la création de cette machine composée de plusieurs éléments :
      • l’extrudeuse : permettant de chauffer les granulés et de faire sortir du fil
      • le système de refroidissement : constitué d’un ventilateur qui refroidit le fil dès sa sortie
      • le système de tirage : tire sur le fil
      • le système de bobinage : permettant d’obtenir une bobine de fil pour tout types d’imprimante 3D
      • le système d’alimentation : permettant de mettre en fonctionnement les deux moteurs
      • le système de mesure : permettant de mesurer le diamètre du fil instantanément

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    Photo de la machine de recyclage de matériaux pour impression 3D

    Objectifs :

      Nous avions pour objectif de vérifier le fonctionnement de la machine et de faire les réparations nécessaires dans un premier temps. Ensuite nous devions refaire le support du capteur pour avoir une meilleure précision sur les valeurs affichées. Pour finir, nous devions faire des modifications sur le code de la carte Arduino Uno afin d’obtenir un affichage plus précis et lisible.

    Réparations :

      La machine n’ayant pas fonctionné pendant trois ans, nous avons dû faire quelques réparations dès la première mise en route. Nous avons branché plusieurs fils ainsi que fait quelques raccordements. Nous devions coller différentes pièces qui s’étaient désolidarisées avec le temps ou encore serrer des vis. Nous avons donc dû faire attention à chaque élément de la machine dès la mise en route pour ne pas passer à côté d’une modifications ou réparations à faire.

    Support Capteur :

      La création d’un support pour le capteur est la partie la plus importante de notre projet. En effet, il fallait absolument créer un nouveau support car l’ancien, que nous avions en notre possession, laissait entrer beaucoup de lumières.
      Il faut savoir que notre capteur fonctionne avec une LED de couleur rouge. Dès que le fil passe entre la lumière rouge et le capteur, il y a une ombre qui se forme sur le capteur. c’est grâce à cette ombre que le capteur peut récupérer une mesure.
      Cependant, si le capteur est sujet à des perturbations telles que la lumière, il ne pourra pas fonctionner correctement et donner des résultats précis.

      Nous nous sommes documentés sur les différentes formes que peut avoir un support capteur. Nous sommes tombés sur le site suivant :

      Il nous a permis de concevoir un support de capteur qui réduit considérablement l’exposition de celui-ci à la lumière.

      Nous avons décidé de réaliser notre support de capteur en trois parties :

      • 4 pieds
      • pièce du dessous avec la place du capteur
      • pièce du dessus avec la place de la LED rouge

    vu pièce

    Ensemble des pièces qui constituent notre support Capteur

      Après plusieurs impressions et réglages nous avons obtenu le support de Capteur que nous voulions.

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    Photo du support de Capteur final

    Carte Arduino Uno :

      Nous avons fini notre projet en nous occupant de la carte Arduino Uno. Notre but était d’afficher la valeur du diamètre mesuré de façon plus claire. Pour cela nous avons étudié le code de la carte Arduino Uno. Après plusieurs recherches sur le site internet Arduino et à partir de vidéos, nous avons trouvé le problème. Il fallait enlever cette ligne du code pour que l’affichage soit directement plus clair :

    ligne de trop arduino

    Conclusion :

      Pour conclure nous avons réussi à refaire fonctionner cette machine de recyclage de matériaux pour impression 3D ainsi qu’à l’améliorer grâce au nouveau support de capteur et une modification du code existant afin d’obtenir un affichage du diamètre plus clair et lisible.

    The Next Edison – Serious Game sur l’Innovation

    “Le but de ce projet est la conception et la réalisation du matériel pour un serious game sur l’innovation. Ce jeu qui a été testé lors de formation continue chez Renault a besoin d’une conception plus approfondie en terme de matériel (carte, matérialisation du jeu sous forme de plateau et application numérique) Un travail de compréhension et de test de l’algorithme du jeu doit être effectué pour rendre le jeu à la fois ludique et sérieux (basés sur des modèles réels de vente de produits concurrentiels).”

    Voici la consigne de notre projet.

    Nous sommes Wesley Wasielewski, Auxence Sirieix et Matis David, et nous allons vous présenter notre travail réalisé durant le 4e semestre de notre cycle préparatoire à Polytech Angers.

    Dans notre ère et conscients des enjeux du numérique, nous avons tout de suite grimacé à l’idée de créer un jeu de plateau, de plus qu’il s’agissait de notre 6ème choix de projet. Futurs ingénieurs, nous faisons partie des créateurs de demain et il nous semblait logique d’opérer avec les technologies contemporaines.

    Nous avons donc légèrement modifié la consigne, avec l’accord de notre encadrant : nous allions respecter le but d’un serious game (apprendre en s’amusant), mais de manière dématérialisée : nous voulions rendre l’accès possible au multijoueur en ligne, très en vogue en cette période de pandémie.

    I – Objectifs

    Le but d’un serious game est d’apprendre en s’amusant. Depuis toujours, les méthodes d’apprentissage de nouvelles connaissances ne font pas partie des activités les plus amusantes. Or, il se pourrait bien qu’un nouveau procédé d’apprentissage change la donne.
    C’est le défi qu’on s’est lancé : développer un serious game en ligne pour apprendre l’innovation, et surtout des notions de la vie réelle en entreprise.

    Seulement, développer un jeu web d’une telle complexité requiert une expertise qu’aucun des membres du groupe ne possède. Nous avons cependant des bases en développement informatique et une expertise sur Bubble, un outil de programmation visuelle (aussi dit “low-code”).

    Malheureusement, ce genre d’outil n’est absolument pas fait pour du jeu. Il est conçu pour créer des applications, sans vraies interactions en temps réel avec les autres utilisateurs.

    De nature compétitifs, nous nous sommes lancés le défi de réaliser un jeu de ce genre sur un outil qui n’est initialement pas prévu pour. Seulement quelques américains ont su relever ce défi.

    D’une certaine manière, notre serious game sur l’innovation est une innovation en elle-même.

    II – Base de données

    Afin d’obtenir un jeu performant et bien huilé, une bonne architecture de base de données est essentielle. Ici, nous n’allons pas détailler chaque champ de chaque table, mais allons en donner quelques-uns à titre d’exemple.

    Commençons par la table maître de notre application : Game.

    Elle possède une quinzaine de champs, que nous pouvons apercevoir sur la capture d’écran ci-dessous :

    bdd

    Jetons également un coup d’oeil à notre table StaffMember, qui représente un membre du staff dans une équipe :

    staff

    La base de données n’est finalement pas quelque chose de compliqué, mais il vaut toujours la peine de se poser et d’y réfléchir sur papier avant de commencer à la construire. Les bases de données relationnelles sont parfois complexes, et on se retrouve vite à appeler la table fille dans la table mère, etc…

    III – Workflows

    Les Workflows sont comparables à des fonctions en code classique. Ils peuvent se déclencher manuellement, ou lors d’un événement bien précis sur la page ou en base de données.

    Ils se comptent par milliers dans notre application, nous n’allons donc pas tous les détailler ici.

    Mais prenons pour exemple toutes les actions exécutées (voyons ça comme des fonctions, avec à l’intérieur encore d’autres fonctions) lors d’un nouveau tour pour un joueur X :

    • On redéfinit la liste contenant l’ordre des joueurs
    • On définit le prochain joueur à jouer.
    • On l’avertit
    • On lui rend son staff qui aurait pu être affecté par un événement court-terme (COVID, …)
    • Si tour pair, on distribue un événement au joueur.
    • On calcule son nouveau capital (= capital + capital * 0.25)
    • On incrémente de 1 ses innovations, ou on les termine si elles doivent être terminées ce round-ci. SI on les incrémente de 1, on lui verse ses revenus d’innovations. Si elles sont terminées, on lui rend son staff.
    • On applique le salaire de ses employés
    • On gère ses formations : on incrémente les tours, ou on lui rend son staff
    • Et finalement, on lui calcule sur nombre réel d’I, U et T une fois que tout le monde est rentré d’innovation / de formation / d’événement et que les bonus ont été appliqués.

    Voici une infime partie de ce rouage, en capture d’écran :

    new_turn_be

    IV – Intégration

    Comme dans tout projet web, nous avons créé une maquette en amont, sur un logiciel de prototypage : Figma.

    Ici, rien de sorcier. Dans notre cahier des charges, nous n’avions pas prévu que le jeu soit jouable sur mobile, et heureusement. Cela nous a épargné beaucoup de travail.

    Pour réaliser l’intégration dans Bubble, nous disposons de ces éléments :

    des

    Nous avons à disposition du texte, des boutons, des champs pour entrer de la donnée, des images, des formes, ….

    Ensuite, un simple travail de cliquer-glisser nous permet d’intégrer la maquette et d’obtenir un résultat cohérent.

    V – Conclusion

    En conclusion, nous pensons que nous avons plutôt bien mené ce projet, premièrement parce que nous avons réalisé dans le temps imparti chaque étape du projet que l’on s’était fixée.
    Ensuite, nous arrivons finalement à un résultat plus que convainquant. Nous avons réussi le défi que nous nous étions lancé (qui n’était pas gagné d’avance), et avons produit un jeu fonctionnel, utilisable et lui avons donné une gigantesque marge de progression.
    Si important dans un projet, la cohésion de groupe nous a permis de rester motivés et concentrés sur nos objectifs. Nous avons su organiser notre travail et le découper en une centaines de petites tâches que nous nous sommes réparties, dans un outil de gestion de projet.
    Le fait de se connaître et d’avoir des affinités en dehors de l’école nous a permis de connaître nos forces et nos faiblesses, et nous avons ainsi pu attribuer à chacun les tâches où nous serons les plus performants.

    Pour Auxence et Wesley, Matis était très précieux car il possédait ce sens artistique qu’il nous manquait. Or, dans le développement Web, l’esthétique d’un site web (UX/UI) joue énormément sur le taux de rebond des utilisateurs.

    Étant développeur Freelance, Wesley était conscient des contraintes techniques que nous allions affronter. Il a su les mesurer et a estimé, en amont du projet, que nous avions environ 85% de chances de mener ce projet à bien.

    Auxence nous coordinait à merveille. Il possède le sens de la gestion d’équipe et sait exactement quelle tâche effectuer dans quel ordre pour que l’on puisse se compléter au mieux. Il a joué un rôle essentiel, sans lequel Matis et Wesley se seraient probablement emmêlés les pinceaux.
    Son précieux bon sens nous a fait gagner du temps, et nous a souvent remotivé lorsque l’on se heurtait à des soucis que nous aurions tous qualifiés d’éliminatoire.

    Bien plus qu’un projet d’école, ce Serious Game pourrait réellement servir en entreprise. Pour nous trois, ceci est un livrable dont on se souviendra toute notre vie.

    Conception et optimisation d’un robot DiWheel

    Robot DiWheel 2021

    Robot DiWheel 2021

    Bonjour à toutes et à tous
    Nous sommes heureux de vous présenter notre projet, le robot DiWheel. Notre robot se base sur une structure de LEGO, mais beaucoup de travail technique a été nécessaire pour mener ce passionnant projet à bien.
    Si cela vous intéresse, n’hésitez pas, et cliquez sur ce lien pour en savoir plus !
    -> Lire l’article complet <-

    Conception et optimisation d’un Robot DiWheel

    Prototype d’un robot DiWheel

    Robot DiWheel 2021

    Robot DiWheel 2021


    Bienvenue chers visiteurs !

      Étudiant à Polytech Angers nous avons eu, Adrien Soubrane et Corentin Amoruso, la chance de travailler sur l’un des projets proposés au cours de notre dernier semestre. Notre choix s’est porté sur l’étude du robot DiWheel !

      Un DiWheel est un véhicule avec deux grandes roues latérales. Il a été inventé en 1880 mais n’a pas conquis le grand public, ce qui l’a fait disparaitre.
      En effet, les balancements sont le principal défaut de ce moyen de transport.

      L’objectif a été de concevoir un prototype de A à Z à l’aide du kit LEGO Mindstorm EV3 mais aussi d’étudier la stabilité de ce dernier.
      Ce travail est une partie très importante car il permet de modéliser le robot, à la manière d’une maquette, avant de pouvoir le répliquer à échelle humaine.
      C’est donc un projet sur la durée, et nous espérons sincèrement qu’un grand modèle verra le jour à Polytech Agers, grâce (en partie) à nos travaux.
      Le contrôle du robot doit se faire en Bluetooth, dans notre cas avec une application smartphone.

      Ce projet est très complet : nous avons dû, d’ans l’ordre, concevoir le robot, le contrôler, illustrer son comportement via des capteurs, modéliser mathématiquement le système, et mettre en place une loi de commande, pour réguler les oscillations.

    1. Pour commencer, la conception :
      La première phase du travail, probablement la plus créative, est celle de la construction du robot ! Nous utilisons Studio 2.0 pour visualiser notre système.
      Avant toute chose, nous avons cherché un logiciel nous permettant de modéliser les pièces LEGO. Après quelques recherches, nous nous sommes tournés vers Studio 2.0.
    2. Exemple de modélisation sous Studio 2.0

      Exemple de modélisation sous Studio 2.0

      Nous devons réduire au maximum les oscillations, et nous devons y penser dès la création de la structure.
      Nous avons donc choisi de placer la brique EV3 non pas au niveau de l’axe des roues mais en dessous. Cela permet d’abaisser le centre de gravité, en le plaçant sous l’axe des roues.

      Pour la conception des roues, le choix de l’imprimante 3D était intéressant, mais trop contraignant, surtout avec le confinement. Nous avons donc décidé d’utiliser des quarts de roues LEGO. Nous n’avions plus qu’à trouver un moyen de les fixer à l’EV3.

      Arc de roue dentée

      Arc de roue dentée


      Roue du robot

      Roue du robot



      Pour que le Diwheel avance sans soucis, il fallait trouver la meilleure configuration possible avec les différents engrenages et pièces LEGO à notre disposition. L’important était avant tout de réussir à transmettre le plus d’énergie possible des moteurs vers les roues. Pour cela, nous devions réfléchir à comment réduire au maximum les frottements pour permettre aux roues et aux engrenages de tourner le plus librement possible. Moins les frottements sont importants, meilleur sera le rendement.

      Mécanisme côté gauche

      Mécanisme côté gauche

    3. Après, le contrôle du robot :

      L’étape suivante du projet a été de trouver une nouvelle manière de contrôler le DiWheel. En effet, ce dernier ne dispose que d’un seul moyen pour cela : appuyer directement sur les boutons de la brique EV3. C’est pourquoi nous voulions trouver un moyen plus amusant et pratique pour faire avancer notre robot. C’est de cette réflexion qu’ont découlées les idées de contrôler le DiWheel à l’aide d’une manette et d’une application.

    4. A la manière d’un Mario Kart, nous voulions pouvoir maîtriser notre robot à l’aide d’une Wiimote et du gyroscope intégré.
      Pour cela, nous voulions nous servir de la communication Bluetooth commune à l’EV3 et à la manette. Il fallait donc trouver un moyen de programmer la Wiimote afin de communiquer avec la brique EV3. La solution la plus simple est d’utiliser GlovePIE. C’est un logiciel dédié pour la Wiimote permettant de l’utiliser avec n’importe quel périphérique.
      Malheureusement, compte tenu des conditions de travail (confinement, matériel, problème de Bluetooth…) nous n’avons pas pu connecter les deux périphériques ensembles. Néanmoins la solution reste viable si BlueSoleil ou un autre pilote fonctionne sur l’ordinateur utilisé pour la manipulation.
      Une autre solution existe : modifier le système d’exploitation de la brique pour utiliser un programme disponible sur internet. Mais cette dernière nous semblait trop risquée, nous ne voulions pas endommager l’EV3.

      Manette WiiMote Source: https://nintendo-museum.fr/wii-wheel/

      Manette WiiMote
      Source: https://nintendo-museum.fr/wii-wheel/

      Cependant, grâce à RemotEV3, une application android, nous pouvons commander le robot via bluetooth.
      Le robot peut ainsi être dirigé dans toutes les directions et tous les sens.
      La connexion étant plus simple avec un smartphone, nous n’avons eu aucun souci de fonctionnement.

    5. Ensuite, la modélisation du système :

      Elle se déroule en trois parties : l’étude du système, la représentation d’état et l’expérimentation.

      L’étude du système consiste à déterminer l’ensemble des constantes, des forces et des vitesses appliquées au robot afin de déterminer un modèle théorique. Il servira pour déterminer une représentation d’état contenant les variables que nous voulons changer. C’est pourquoi il ne faut pas perdre de vue notre but : réduire les balancements.
      Notre choix s’est donc porté sur le modèle Lagrangien nous permettant d’obtenir les formules de l’accélération angulaire des roues et du corps. En effet, en atténuant les variations d’accélération, le robot deviendra plus stable.
      Après simplification nous avons obtenus les formules respectives de l’accélération du corps et celle des roues :

    6. Équations de Lagrange

      Équations de Lagrange

      Une fois que nous avons obtenu nos formules, on s’est intéressé à la représentation d’état. Grâce à cette loi de commande on peut comprendre de manière théorique comment évoluent nos variables.
      Une représentation d’état est composée d’une entrée X, d’une sortie Y et de différentes matrices (A, B, C et D) montrant l’évolution du système.
      A l’aide de Scilab, nous avons confirmé théoriquement l’instabilité du système. En effet, après avoir reproduit virtuellement le système à l’aide de la représentation d’état, nous avons simulé et obtenu la courbe correspondant à l’angle du corps par rapport à l’axe y. Cette dernière forme une sinusoïde caractéristique d’une instabilité (ici des balancements). Certes les valeurs et le comportement obtenu sont cohérents, néanmoins pour pouvoir les utiliser il faut vérifier expérimentalement si cela concorde avec la réalité.

      courbe modélisation (sinusoïdale)

      courbe modélisation (sinusoïdale)

      Avec le logiciel (Windows) LEGO Mindstorm EV3 et grâce aux capteurs gyroscopiques et l’accéléromètre fournis dans le kit, nous avons pu prendre quelques mesures. En comparant les valeurs obtenues avec les capteurs et celles de la simulation, nous avons pu confirmer que notre modèle est utilisable pour la commande du système.

      Courbe gyroscope (robot instable)

      Courbe gyroscope (robot instable)


      positionnement des capteurs

      positionnement des capteurs

      Enfin, commander le système :

    7. Une fois la commandabilité du système étant assurée par le critère de Kalman, il ne suffisait plus qu’à trouver comment influencer le système.
      Nous avons donc décidé d’utiliser une commande par retour d’état pour asservir le système. Cette méthode se base sur l’utilisation d’un gain correcteur afin de modifier en temps réel la sortie.
      Le but est ainsi d’obtenir, par le capteur gyroscopique, non plus une courbe sinusoïdale mais une courbe de système de premier ordre. Elle est reconnaissable via deux phases : une transition (la valeur de la sortie varie) et une stabilisation (la sortie atteint une valeur limite).
      Après simulation sur Scilab ou Matlab et si les résultats sont concluants, on peut implémenter cette loi de commande sur l’EV3. Certes le robot ira moins vite, mais il est devenu beaucoup plus stable.
    8. Exemple de simulation sous Scilab

      Exemple de simulation sous Scilab

      Bilan :

      Ce projet a été pour nous une occasion de nous amuser et de travailler plus en profondeur sur des notions complexes. Il nous a permis de développer nos compétences dans différents domaines (Physique, mathématique, automatisme, conception…).
      Nous avons aussi appris à travailler en équipe, en autonomie et à surmonter les difficultés à l’aide de nos connaissances, et grâce à nos recherches.
      Même si le projet n’a pas abouti au niveau de la commande par retour d’état, nous sommes fiers d’avoir obtenu un DiWheel fonctionnel et commandable via smartphone.

      Ressources :

      Le projet touchant à sa fin, il nous tenait à cœur de pouvoir vous donner la possibilité de continuer ce dernier. En effet, si vous disposez vous aussi du kit LEGO Mindstorm EV3 et que vous souhaitez reproduire et améliorer notre robot, nous mettons à votre disposition l’ensemble des étapes de construction :
      Compte rendu et instructions de montage

      Ce drive contient également notre compte rendu de projet, que nous vous incitons vivement à consulter si vous souhaitez reproduire un robot du même style.

      Pour plus de question, n’hésitez pas à nous contacter via nos adresses mail respectives :

      • corentin.amoruso@gmail.com
      • adsoub@gmail.com

      Merci pour votre lecture ! A très vite !
      Corentin & Adrien

    Compteur binaire motorisé

    Salut les polypotes !

      Nous sommes Maëlys DUBOIS et Thomas BLAIN, étudiants en deuxième année de cycle préparatoire intégré à Polytech Angers. Pour notre quatrième semestre, nous sommes amenés à mettre en œuvre un projet, de A à Z. Notre objectif est de concevoir puis construire une maquette de démonstration (salons, forum, etc.) d’un compteur binaire motorisé, que l’on pourra facilement déplacer. Nous avons choisi ce projet car il nécessite des compétences en mécanique/conception et en informatique/électronique, domaines sur lesquels nous sommes complémentaires.

    I. Présentation du projet

      Le système est composé de 8 pièces double face sur lesquelles il est écrit 0 d’un côté et 1 de l’autre, les pièces sont suspendues à une tige et la première est reliée à un moteur pas à pas qui, quand il tourne, entraîne la première pièce, qui peut ensuite, selon si elle affiche 0 ou 1, entraîner la pièce suivante… Cette disposition permet d’afficher les 255 premiers nombres en binaire dans l’ordre.
      Le cahier des charges du projet était très ouvert ; il demandait uniquement de concevoir le compteur et de le faire fonctionner électroniquement. Nous étions totalement libres sur les options de fonctionnement, le nombre de bits, etc. Les contraintes comprenaient la facilité de transport (poids, taille) et la création d’options en électronique à partir de matériaux simples.

      Vous pouvez voir ci-dessous le principe du système :

      Valeur 0 en binaire

      Valeur 0 en binaire

      Valeur 1 en binaire

      Valeur 1 en binaire

      Valeur 2 en binaire

      Valeur 2 en binaire

      Notre compteur comporte de nombreuses pièces, dont une partie imprimée en 3D, d’autres sont en dibond (plaque plastique entourée de plaques d’aluminium), et d’autres sont en bois.
      Notre objectif avec ce système est de pouvoir retranscrire au grand public le principe du langage binaire, tout en pouvant manipuler un système facile d’utilisation.
      Le principe de base est que vous choisissiez un nombre quelconque pour que le compteur vous affiche son équivalent en binaire.
      Vous pouvez expérimenter 3 modes de fonctionnement différents et indépendants parmi les suivants :
      – Incrémenter un à un grâce à un bouton poussoir. (incrémenter = +1)
      – Incrémenter en continu grâce à un bouton poussoir.
      – Choix du nombre à afficher (entre 0 et 255) en sélectionnant le chiffre souhaité avec un encodeur rotatif (avec bouton) qui commande un afficheur.

    II. Travail réalisé

      Nous pouvons distinguer deux parties concernant la mise en forme de notre projet tutoré. Il est composé d’une partie informatique / électronique ainsi que d’une partie mécanique / conception / impression 3D.
      Nous avons débuté notre projet par une phase de discussion sur la conception de notre compteur en général et ses caractéristiques. Nous avons fait un premier choix non définitif concernant les fonctionnalités disponibles et leur application, la taille, le nombre de plaquettes numérotées (soit le nombre de bits), le type de moteur et son mode de transmission, le type de carte de commande de notre compteur, etc.

      Nous nous sommes par la suite lancés dans le dimensionnement des pièces pour que l’ensemble puisse rentrer dans notre valise et dans les essais de composants électroniques dont nous pourrions avoir besoin.
      Après avoir dimensionné les pièces sur le logiciel FUSION 360, nous nous sommes rendu compte que certaines pièces ne pouvaient pas être imprimés en 3D, étant donné leur taille trop importante.

      Modélisation plaquette numérotée sur Fusion360.

      Modélisation plaquette numérotée sur Fusion360.

      La partie électronique du système est dirigée par une carte de commande Arduino UNO. Nous avons pu tester et configurer les fonctionnalités de comptage sur les afficheurs après avoir appris à utiliser le langage Arduino et son logiciel. Nous avons commencé à tester et programmer indépendamment chaque élément électronique dont nous pourrions avoir besoin pour ensuite commencer à les lier ensemble ou améliorer leur fonctionnement.

      Système électronique sous le fond de commande.

      Système électronique sous le fond de commande.

      Système électronique "partie commande".

      Système électronique “partie commande”.

      Nous sommes passés par des phases de recherche de composants que nous ne pouvons pas forcément concevoir en impression 3D.
      Nous avons recherché quel moteur pas à pas serait le plus à même de convenir à notre système, quelles rondelles utiliser pour séparer les plaquettes, quelles charnières utiliser pour basculer notre compteur, quel système poulie-courroie utiliser pour la transmission.

      Notre moteur "pas à pas" et son système de transmission "poulies-courroie".

      Notre moteur “pas à pas” et son système de transmission “poulies-courroie”.

      Étant donné que nous nous sommes rendu compte lorsque nous voulions faire l’impression 3D de nos fonds et de nos potences que ce n’était pas possible pour celles-ci, nous avons opté pour des plaques de dibond pour les fond ainsi que du bois pour les pieds servant à soutenir nos fonds et les blocs de maintien des potences

      Pour finir, nous avons enfin pu procéder à l’assemblage de notre compteur binaire et le relier à son système de commande.

    III. problèmes rencontrés

      Concernant la partie mécanique, le premier problème apparu est le dimensionnement finalement peu pertinent autour d’une potence de maintien, afin d’accueillir notre servomoteur, pour que l’on se rende compte qu’un moteur pas à pas serait plus pertinent pour notre système. A la suite de cela, nous avons redimensionné et modifié la potence de maintien censée accueillir le servomoteur, pour l’accueil du moteur pas à pas choisi. Cependant, après discussion avec notre professeur encadrant, il est ressorti qu’il serait préférable d’inclure un système poulie-courroie pour la transmission de notre moteur au compteur. Le moteur ne doit donc plus se trouver sur l’axe de la tige de maintien des plaquettes, ce qui rend le dimensionnement d’un espace moteur dans la potence inutile.
      De plus, nous avons dû changer à quelques reprises les dimensions de nos pièces, mais cela provient plus d’une évolution de notre projet que d’un problème réel.

      Ensuite, nous avons voulu commencer l’impression test de nos pièces en 3D mais nous avons attendu 2 mois sans que cela ne puisse être possible. Les files d’attente étaient très longues et toutes les imprimantes 3D étaient HS. Jusqu’à la fin de notre projet, nous n’avons donc jamais pu imprimer nos pièces. De ce fait, nous avons dû chercher à contacter une connaissance possédant une imprimante 3D et qui pourrait nous aider pour la conception de nos pièces finales.

      Concernant la partie électronique, c’est notre manque de connaissance qui nous a causé le plus de tort. Nous sommes donc assez limités lorsque des problèmes surviennent. Lorsque les programmes ne fonctionnent pas comme nous l’attendions, cela peut nous prendre beaucoup de temps afin de résoudre le problème.
      Ensuite, nous avons eu quelques soucis avec le logiciel Arduino. Nous avions un problème de bibliothèque, qui ne fonctionnait pas sous linux. Il a donc fallu passer sous Windows, mais ça n’a pas fonctionné dès le début. C’est en passant sur le logiciel Arduino en ligne que notre programme a pu fonctionner normalement.
      Il a aussi fallu adapter, tout au long du projet, les options du compteur au fur et à mesure des essais des composants. Il y avait des composants auxquels nous n’avions pas pensé au préalable, d’autres qui étaient finalement trop compliqués à utiliser, etc.

    IV. Conclusion

      Pour conclure, nous sommes plutôt satisfaits du résultat final par rapport à notre idée initiale du projet. Notre système fonctionne très bien dans les grandes lignes.
      Il arrive de temps en temps que les plaquettes poussantes ne tombent pas parfaitement à l’emplacement qui leur est dédiée et les potences de maintien ont un léger jeu avec les blocs de support, ce qui pose un léger problème de tension de notre courroie de transmission. Exceptés ces deux points, le compteur binaire est fonctionnel, même s’il pourrait être amélioré. Nous pourrions régler ces problèmes de potence et de pièces, ajouter un décompte sur le compteur ou encore améliorer l’esthétique du projet.
      La réalisation de ce projet a été pour nous très instructive. Ce dernier s’est reposé sur un travail coopératif où nous avons beaucoup appris. Nous avons fait face à différentes problématiques, que nous avons su résoudre.

      Voici donc le résultat de notre compteur binaire :

      Position "utilisation du système"

      Position “utilisation du système”

      Position "repos/transport"

      Position “repos/transport”

      Vous pouvez consulter notre compte rendu qui vous expliquera plus en détail le déroulé du projet ici :

      Merci de votre attention !

      Maëlys et Thomas, PeiP 2A, Polytech Angers

    Le banc d’essai à trombone

    Bonjour à toutes et à tous, nous sommes deux étudiants, Reyan et Mathieu en deuxième année d’école d’ingénieur à Polytech Angers. Sur ce blog vous allez trouver un avant-gout du projet que nous avons réalisé. Avant de commencer il faut savoir qu’un banc d’essai sert à éprouver physiquement un objet jusqu’à ce qu’il se casse afin d’effectuer des tests de fiabilité. L’objectif de notre projet était donc de créer un système pouvant remplir ce rôle afin d’étudier la fiabilité d’un trombone grâce aux résultats obtenues. Cette maquette aura pour but d’être utilisée lors de conférence ou de cours afin d’illustrer avec une démonstration concrète les essais de fiabilité.

    Maquette expérimentale laissée par un professeur au début du projet

    Maquette expérimentale laissée par un professeur au début du projet

    Par conséquent pour des raisons pratiques nous avons décidé de la fabriquer dans un format facile à transporter

    Cette maquette devait être autonome. C’est-à-dire qu’elle devait exercer une force sur le trombone jusqu’à ce qu’il se casse. Une fois cassée la maquette devait s’arrêter et nous donner le nombre de cycles effectués avant cette casse. Notre projet comporte donc une partie importante d’automatisation, qui est principalement géré par une carte Arduino Uno que nous avons entièrement codé et une partie CAO où nous avons créé notre maquette de A à Z.

    Face avant de notre maquette sur SolidWorks

    Face avant de notre maquette sur SolidWorks


    Exemple de pièce SolidWorks

    Exemple de pièce SolidWorks

    Une fois la CAO terminée nous devions usiner nos pièces. Pour cela nous avons utilisé le Charly Robot à notre disposition au FabLab, voici une vidéo de la machine en action :

    Suite à l’usinage des pièces nous avons dû assembler notre maquette. Cependant quelques péripéties apparurent en cours de route comme le vissage du bois qui fut impossible (nous avons donc dû procéder à du collage) ainsi que l’assemblage de la partie mobile de l’étau.

    Maquette réalisée

    Maquette réalisée

    Malheureusement, nous devons encore effectuer quelques modifications avant que notre maquette soit fonctionnelle. J’espère que cette présentation de projet vous aura donné envie d’en savoir plus et que vous ferez partie du prochain groupe ayant pour mission de finaliser ce projet.
    Merci d’avoir pris le temps de lire notre article. Nous vous laissons avec notre maquette finale en action.

    Rasoli Reyan
    Rivault Mathieu

    Unity Polytech

    Si vous aimez l’univers du jeu vidéo, ainsi que l’univers 3D et que vous souhaitez découvrir Polytech Angers, alors vous êtes tombé au bon endroit !

  • Introduction
  • Nous sommes trois étudiants en deuxième année de cycle préparatoire à Polytech Angers (FERRON Yves, PIERRE Enzo, DOYEN Maxime). Nous allons vous partager notre fabuleuse expérience notre projet de conception en seconde année ! Notre projet est inédit cette année, nous n’avions donc aucune trame de départ. Il consiste à réaliser une visite virtuelle de Polytech Angers afin que le joueur puisse se déplacer dans l’école à distance. Evidemment pour mener à bien ce projet, nous avons eu recours à des logiciels spécifiques : d’une part Unity et d’autre part Visual Studio.

    Quels sont ces logiciels ?

    Unity est un logiciel de conception 3D, on y trouve des centaines d’outils permettant de créer de multiples univers 2D ou 3D. C’est d’ailleurs avec ce logiciel que bon nombre de jeux vidéo sont réalisés. Quant à Visual Studio est un logiciel de programmation, dans notre cas il permet la création de script servant à effectuer des actions/mouvements liés à Unity (Par exemple l’ouverture d’une porte ou encore le passage d’un étage à l’autre). Avec l’utilisation de ces deux logiciels, nous avons pu créer Polytech Angers virtuellement.

  • Déroulement du projet

  • La modélisation 3D

    Dans un premier temps, il nous a fallu reconstruire la structure principale du bâtiment, pour ce faire nous avons repris les plans de Polytech Angers afin de copier au mieux l’école. Cela a commencé par les murs, puis les fenêtres et enfin les textures. Une fois fait, il nous a fallu remplir l’intérieur de ces murs par de la décoration. Les tables, chaises, claviers et écrans que nous avons créé, ont formé des bureaux. Nous avons placé ces derniers pour faire nos salles. Enfin, ne voulant pas rester enfermé, nous avons conçu un terrain représentant la rue adjacente.

    EvolutionBatiment


    Animation et Interaction

    Après avoir bien avancé la modélisation, nous sommes passés à l’animation du joueur et à l’interaction. Afin de déplacer le joueur nous avons utilisé Visual Studio avec du C# (langage de programmation), pour faciliter l’implémentation du joueur dans la scène nous utilisons le “character controller” qui est un composant préconfiguré sur Unity, ce qui facilite grandement les réactions qu’à le joueur face à des marches notamment. Voulant que la visite soit interactive, nous avons ajouté une animation sur les portes; pour ce faire nous utilisons des animations en plus d’un programme, toujours en C#, qui vont nous permettre d’avoir un mouvement fluide sur l’ouverture et la fermeture des portes.


    Menu

    Enfin, pour un rendu général plus propre nous avons pensé à créer un menu. Celui-ci permettra au joueur de comprendre comment se déplacer et interagir durant la visite, ainsi que de paramétrer les sensibilités de vitesses de rotation et de déplacement. En jeu, cela permet aussi de mettre la visite en pause; avant la création de ce menu le curseur continuait d’être traqué par le programme de rotation de la caméra du joueur même lorsque celui-ci ne le voulait pas, ce qui avait pour conséquence placer l’utilisateur dans une position assez peu confortable (caméra visant le sol ou le ciel par exemple).

  • Difficultés éprouvées
  • L’un des aspects les plus compliqués a été le changement d’étage dans le bâtiment. Pour des soucis d’optimisation nous avons opté pour que chaque étage constitue une scène différente (une scène peut être considérée comme un niveau dans un jeu vidéo), l’école ayant plusieurs escaliers il est possible d’apparaître à plusieurs endroits différents. Cependant lorsque Unity charge une nouvelle scène (le prochain étage en l’occurrence), il supprime toutes données de l’étage précédent, ce qui a pour conséquence que l’on ne sait plus quel escalier a pris le joueur.
    Le second souci, plus handicapant, est le nombre d’images par seconde (processus agissant sur la fluidité de l’image). En effet pour chaque étage nous avons modélisé toutes les salles qui le composent ce qui a eu pour conséquences de rajouter de nombreux objets. Tous ces objets demandent beaucoup de ressources à l’ordinateur, ce qui a créé des moments où l’ordinateur ne supportait pas le nombre trop important d’objets à afficher.

  • Conclusion
  • Nous avons pris un réel plaisir à mener à bien ce projet, malgré le nombre conséquent d’heures de travail que nous avons dû fournir pour cela. Nous n’avons éprouvé aucune marque de lassitude bien au contraire, en voyant le projet se dessiner au fil des jours, nous avons été de plus en plus motivés à le mener à terme. Grâce à ce projet, nous avons donc appris à manipuler deux nouveaux logiciels, appris à travailler en équipe à se partager la charge de travail. Enfin, ce projet a été fructueux a constitué une source de développement personnel pour chacun d’entre nous.

    comparaison de notre travail avec le bâtiment réel :
    Comparaison Reel_Unity

    Merci d’avoir pris le temps de lire notre article.

    Maquette d’une maison connectée

    Bonjour à toutes et à tous,

    Nous sommes Amir GUERFI, Walid JALALI, Jonas CHERON et Valentin HUREL, quatre étudiants en deuxième année de cycle préparatoire du parcours des écoles d’ingénieurs Polytech. Nous avons pris énormément de plaisir à réaliser le projet de création d’une maquette de maison connectée, supervisé par notre professeur, Monsieur Riahi.

    Présentation du projet :

    Modèle de maison sur Revit

    Modèle de maison sur Revit

    L’objectif de ce projet est de réaliser une maquette à échelle réduite d’une maison individuelle équipée d’un enregistreur autonome de données (température, humidité, taux de CO2, …). Ces dernières peuvent être exploitées par la suite pour l’étude et la modélisation du comportement des occupants de la maison. Cette solution peut être facilement déployée sur un bâtiment à échelle réelle.

    De ce fait, la réalisation de ce dernier s’est déroulée en trois parties distinctes :

    La première partie consistait à la conception de la maison. Nous avons de ce fait, à l’aide d’un logiciel de CAO, imaginé et dessiné une maison à l’échelle réelle avec une porte et deux fenêtres comme le stipulait le cahier des charges. Une fois les plans réalisés, nous avons tous ensemble décidé de l’échelle adoptée pour la réalisation d’une maquette de cette maison. Il fallait donc trouver le juste milieu entre une maquette assez grande pour pouvoir travailler aisément dessus et une maquette de taille raisonnable afin de limiter les coûts de fabrication et de faciliter le stockage de cette dernière. Nous avons donc décidé de retenir l’échelle 1/20ème afin de satisfaire ces contraintes.

    La deuxième étape de ce projet était d’apprendre à manipuler une carte Arduino et les différents capteurs imposés par le cahier des charges. Ces derniers étaient composés de capteurs de température, d’humidité, de CO2, de luminosité et d’ouverture/fermeture de fenêtres. Il fallait donc programmer et relier tous ces capteurs avec la carte Arduino à l’aide de codages complexes afin d’enregistrer les différentes données de la maison et de les afficher dans un tableau Excel.

    Enfin, le projet s’est terminé par la réalisation concrète de la maquette avant d’y intégrer tous les capteurs et de réaliser les différentes mesures.

    Travail Réalisé :

    La première contrainte de cette modélisation était de penser à construire une maison dont la réalisation en maquette réelle à échelle réduite ne poserait pas trop de problème.
    Afin d’avoir des composants à nos dimensions et un design voulu, nous avons modélisé ces fenêtres, volets et porte avant de les importer dans notre maison. Pour finir, nous avons ajouté des textures aux murs, sol et toit de notre maison afin de la rendre plus réelle et design.

    Ensuite nous avons commencé la partie « programmation » des différents capteurs. En effet, l’objectif premier de notre étude est de recueillir les données de notre maquette. Nous avons pour cela utiliser une carte Arduino Uno R3 qui nous a permis de recueillir les mesures sur un tableur Excel. Cependant, afin de mieux comprendre leur fonctionnement, nous avons traité chaque capteur séparément, avant de les rassembler.

    Carte Arduino Uno R3

    Carte Arduino Uno R3

    Ainsi, nous avons débuté par le capteur de luminosité. Nous avons fait le choix d’une photorésistance GL5528. Ce capteur est composé d’une résistance dont la résistivité varie en fonction de l’intensité lumineuse. Ainsi, la résistance du capteur diminue lorsque l’intensité lumineuse de l’environnement augmente. Nous obtenons en sortie une tension électrique que nous convertissons ensuite en luxmètre par le biais de la formule :

    AnalogToResistance

    Avec U = 5 volts, la tension délivrée par l’Arduino.
    Analog est la valeur analogique en sortie de la photorésistance.
    1024 est le nombre de valeurs possibles. L’Arduino code sa tension aux bornes du port analogique (0V à 5V) sur 10 bits, soit 2^10 = 1024.
    Et donc V en volts.

    VoltToResistance

    Avec R_0 = 10 000 ohms et R en ohm.

    ResistanceToLux

    L en lux.

    Pour le montage de capteur, il était impératif d’ajouter une résistance en série de 10 000 Ω. Nous recueillons la valeur de la tension en sortie sur le pin analogique A0, capable de lire la valeur d’une tension renvoyée par notre capteur.

    Photoresistance GL5528

    Photoresistance GL5528

    Ensuite, nous nous sommes attaqués au capteur d’ouverture fermeture de référence ADA375. Celui-ci se compose de plusieurs fils, on relie le premier sur la GND de l’Arduino et le second sur le pin DIGITAL n°4. Lorsque les deux parties sont en contact, le capteur laisse passer le courant (circuit fermé) et renvoie 0. A l’inverse, lorsque que l’on les éloigne l’une de l’autre, le courant ne circule plus (circuit ouvert), ainsi le capteur renvoie 1.

    Capteur d’ouverture fermeture ADA375

    Capteur d’ouverture fermeture ADA375

    En outre, nous avons traité le capteur de température et d’humidité : AM2302 (version filaire de la DHT22). Ce capteur est composé d’un capteur d’humidité capacitif et d’une thermistance qui mesurent l’humidité et la température de l’air ambiant. L’AM2302 est connecté au pin 5V, au pin GND et renvoie un signal numérique sur le pin de sortie digital n°2.

    Capteur de température et d’humidité  AM2302

    Capteur de température et d’humidité AM2302

    Plus tard dans le projet, nous avons fait l’acquisition du capteur d’environnement et de CO2 de référence CCS811. Il s’agit d’un capteur environnemental qui nous permettra de connaître la présence de COV dans notre maquette et d’en déduire le niveau de composés organiques volatils totaux (TVOC en anglais). Il permet également de déterminer le taux de CO2 équivalent présent dans l’air.

    Capteur d’environnement CCS811

    Capteur d’environnement CCS811

    Voici donc une représentation graphique du montage des capteurs sur l’Arduino :

    Représentation du montage des capteurs sur l'Arduino

    Représentation du montage des capteurs sur l’Arduino

    Vous pourrez aussi visualiser le code du programme de notre Arduino via ce lien :
    https://create.arduino.cc/editor/amir49/53ccc0f1-98a0-45bf-ab38-cf373de0ea6f/preview

    Enfin, pour réaliser notre maquette, la première opération consistait à déterminer les dimensions et l’échelle de cette maquette. Nous avons pris comme référence le fait que nous voulions que notre maquette fasse 50 cm de long. La longueur réelle de notre maison étant de 10 m, notre maquette est donc une reproduction de notre maison à l’échelle 1/20. Nous avons donc poursuivi en convertissant toutes les côtes de notre maison grâce à l’échelle calculée. Ensuite, nous avons préparé des plans de découpe pour chaque pièce composant notre maquette.

    Pour assembler ces pièces, nous avons opté pour de la colle à bois ainsi que des équerres pour le toit.

    Pour nos ouvertures, nous avons découpé des planches de plexiglas pour les fenêtres et de contre-plaqué pour la porte. Puis, nous les avons fixés aux murs de notre maison à échelle réduite avec des charnières. A l’extérieur, nous avons ajouté des volets coulissants sur rails. Enfin, nous avons fixé les différents capteurs, aux fenêtres et au sol de la maison. Nous avons également fixé la carte Arduino à l’intérieur de la maison et passé un câble afin de relier la carte Arduino à un ordinateur.

    Plan du mur de la façade avant de la maison

    Plan du mur de la façade avant de la maison

    Plan1

    Notre maquette ce présente donc ainsi :

    Maquette maison

    Maquette maison

    Problèmes rencontrés :

    Lors de la réalisation de la maquette, nous nous sommes rendu compte que certaines formes géométriques dessinées en CAO étaient relativement complexes à réaliser dans la réalité.
    Pendant cette opération, nous avons été surpris par la difficulté à réaliser des découpes droites à l’aide de la scie sauteuse.
    Par la suite, nous avons été confrontés à un problème plus important. Nous ne savions pas comment réaliser les trous de fenêtres dans les panneaux de contreplaqués.
    Pour finir, nous avons dû trouver une solution afin de pouvoir, si souhaité, réduire la luminosité à l’intérieur de la maison. Néanmoins, nous n’avions plus de charnières disponibles. Nous avons donc réfléchi à un autre système de volets amovibles avec le peu de matériaux restants.

    Critique des résultats obtenus :

    Une fois la maquette finalisée et les capteurs installés, nous avons pris le temps de relever et d’analyser les différentes données transmises par la carte Arduino sur l’ordinateur. De ce fait, nous avons pu observer que les capteurs d’ouverture et de fermeture des fenêtres étaient fonctionnels. En effet, les capteurs transmettent une certaine valeur lorsque les fenêtres étaient fermées et une autre valeur lorsqu’elles étaient ouvertes.
    Aussi, lorsque les volets étaient fermés, le capteur de luminosité envoyait une valeur beaucoup plus faible que lorsque les volets étaient ouverts.
    Nous avons également obtenu des valeurs cohérentes de la part du capteur de température et d’humidité.
    Enfin, dans le but d’analyser le capteur de qualité d’air, nous avons ou non souffler sur ce capteur. Nous avons ainsi remarqué des différences flagrantes au niveau des résultats en fonction des différentes conditions citées ci-dessus.

    Tableau résultats

    Tableau résultats

    Montage Arduino dans la maquette

    Montage Arduino dans la maquette

    Conclusion

    Ce projet fut pour nous très enrichissant. Nous avons pris un réel plaisir à travailler sur notre maison intelligente. Nous avons fait le choix de travailler sur cette maquette car il s’agit d’un projet concret dont la prochaine étape aurait été de l’appliquer dans une réelle pièce. De plus, nous avons été amenés à travailler sur différents aspects. En effet, dans le cadre de ce projet, il y avait de la programmation, de la CAO et la construction finale de la maquette.

    Conception d’une mini éolienne

    Bonjour à tous, nous sommes 4 étudiants en seconde année de cycle préparatoire à Polytech Angers et allons vous présenter le projet réalisé pendant ces 6 derniers mois pour clôturer notre année.

    Le sujet que nous avons choisi est la construction d’une mini-éolienne. Le but de ce projet est donc d’imaginer une conception d’une éolienne en respectant les conditions du cahier des charges et différentes contraintes. Parmi celle-ci se trouvent :

  • l’éolienne doit être facilement transportable et autonome
  • une conception CAO doit être réalisée
  • les choix des éléments mécaniques doivent être justifiés
  • le budget accordé pour la réalisation de cette mini éolienne est de 100€
  • une puissance de sortie (à l’alternateur): 900 W

    Tout d’abord nous avons dû choisir quel type d’éolienne nous correspondrait le mieux. En effet, il existe différentes formes d’éoliennes telles que les éoliennes à axe horizontal ou vertical. Nous avons donc décidé de nous focaliser sur les éoliennes à axe horizontal (modèle classique). En effet, étant le modèle éolien le plus utilisé dans le monde aussi bien au niveau domestique qu’à grande échelle, les données et les études en accès libre au sujet de ce type d’éolienne étaient bien plus nombreuses.

    Après recherches, il nous est impossible de réussir à proposer une éolienne avec une puissance de sortie de 900 W ne dépassant pas les 100€ comme demandé dans le cahier des charges. En effet, nous nous sommes renseignés à plusieurs professeurs de Polytech spécialisés dans ce domaine et dans tous les cas, un moteur avec cette puissance de sortie coûte dans tous les cas une centaine d’euros et il est difficile de trouver des alternatives moins chères.

    Nous avons donc choisi de faire un compromis et donc de proposer 2 éoliennes différentes afin que l’entreprise ait le choix. La grosse différence entre ces 2 éoliennes se trouve au niveau du prix et de la puissance de sortie, l’une est plus chère mais respecte la puissance demandée dans le cahier des charges, tandis que l’autre respecte le prix de 100€ mais a une puissance de sortie nettement inférieure. Au niveau des pales, moyeu et couvre moyeu, nous avons gardé les mêmes pièces pour les 2 éoliennes.

    Notre travail :

    La première étape de notre projet a été de réaliser une étude dimensionnelle d’une mini-éolienne.
    Voici les différents éléments de notre étude :

    Les pales (idem pour les 2 éoliennes)

    pale

    Nombre : 3 car nombre impair pour assurer la stabilité
    Longueur : 50cm car Angers puissance de vent faible + contrainte du mat respectée
    Profil : profil traditionnel des pales d’éoliennes : courbées sur un côté et plates de l’autre.
    Matériau : plastique car inertie faible + peu cher à réaliser (impression 3D)

    Le moyeu et le couvre moyeu (idem pour les 2 éoliennes)

    moyeu

    Dimensions : 12 cm de diamètre et 3 cm de profondeur
    Matériau : plastique car peu cher et facile de réalisation sur mesure (impression 3D)

    Le mât (idem pour les 2 éoliennes)

    mât

    Structure : en treillis car travaille à la compression donc les gros poids ne posent pas de soucis (donc marche pour les 2 éoliennes) et très économique

    Composants :

  • barres métalliques en L car économique
  • barres métalliques plates en bas pour assurer une stabilité.

    Matériau : acier car résistant

    Dimensions :

  • longueur totale : 1m car choisis en fonction des pales
  • barres métalliques en L mesurent 20x20x1,5mmx1m de hauteur (choisies en fonction des prix les moins chers disponibles)
  • barres métalliques plates mesure L.1m x l.3cm x H.0,2cm (choisies en fonction des prix les moins chers disponibles)

    La nacelle

    nacelle

    Matériau : plastique car sur mesure (impression 3D) et résistant (extérieur)
    Dimensions mini éolienne 1 : 30x25x20 cm de hauteur (pour abriter moteur, multiplicateur ainsi qu’une partie de l’arbre)
    Dimensions mini éolienne 2 : 600x30x25 cm de hauteur

    Les vis

    vis

    Matériau : acier zingué car nous devons les utiliser sur du PVC ou pour fixer des huisseries.
    Dimensions : Longueur 40 mm/ Diamètre 4 mm (têtes cylindriques)

    La deuxième étape a été de choisir les différents éléments mécaniques en fonction de notre étude. Ainsi, les différents éléments que nous avons choisi sont :

    Le moteur

    Moteur mini-éolienne n°1 (contrainte prix respectée)

  • Type de courant : continu
  • Puissance de sortie : 800W
  • Tension nominale : 36 V
  • Prix : 42€
  • Dimensions : ⌀13 cm x 20 cm
  • Vitesse nominale : 2800 tr/min
  • Couple : 2,73 Nm

    Moteur mini-éolienne n°2 (contrainte puissance respectée)

  • Type de courant : alternatif
  • Puissance de sortie : 1000W
  • Tension nominale : 220 V
  • Prix : 115€
  • Dimensions : inconnues mais très grosse par rapport au moteur n°1
  • Vitesse nominale : 1500 tr/min
  • Couple : 6,36 Nm

    Le système poulie-courroie

    Le système poulie-courroie est composé successivement d’une poulie de 125mm de diamètre primitif, une de 20mm, une de 100mm et une dernière de 20. Il permet d’atteindre un rapport de transmission de 14. On utilisera deux courroies trapézoïdales, ce qui permettra d’éviter les pertes de couples liées aux courroies plates.

    Enfin, la dernière étape a été la conception CAO de notre projet des ces 2 mini-éoliennes :

    Mini éolienne n°1 :

    Mini éolienne n°1

    Mini éolienne n°2 :

    Capture2

    Conclusion

    Ce travail d’équipe nous a apporté énormément de connaissances et de nouvelles compétences (aérodynamique, conception assistée par ordinateur, mécanique des fluides…). Ces compétences ne sont pas négligeables car ces dernières pourront être très utiles pour nos années à venir. De plus, le fait de travailler entre élèves et équipe, et de notre propre gré est beaucoup plus motivant pour l’avancement de notre travail. Ainsi ce fut une expérience captivante et enrichissante.

    Projet réalisé par une équipe de PEIP2 : Emma Le Franc, Julian Ledaim, Capucine Sauve et Camille Jean