Etude et prédiction de l’activité dans un logement

Publié le 17 juin 2021 par REVEAU Mario

Présentation du groupe

Bonjour, nous sommes 3 étudiants (REVEAU Mario, HERVE Grégoire et SCHERRER Mathieu) en Peip 2. Nous allons vous présenter notre Projet Tutoré intitulé Etude et prédiction de l’activité dans un logement qui a été encadré par M. PANNIER.

Contexte

En France, 44% de l’énergie est consommée par le secteur du bâtiment. En comparaison, le secteur des transports représente 31,3% de cette consommation. De plus, on lui attribue 27% des émissions de CO2 du pays en 2018. Ces observations montrent que le secteur du bâtiment représente un domaine clé de la transition écologique en France. En effet, depuis quelques années la France essaye de limiter l’impact de ce domaine sur l’environnement. Cela passe par la compréhension de l’occupation des bâtiments car elle a un grand impact sur la consommation énergétique de ceux-ci.

Présentation du projet

Premièrement, ce projet avait pour objectif de produire des graphiques afin de visualiser les données telles que le bruit, la température, l’humidité, la pression, le taux de CO2 et la consommation électrique dans un bâtiment sur une période donnée et en fonction de son occupation. Ensuite, à l’aide des grandeurs mesurées et des données fournies par les occupants, l’objectif était d’estimer la présence (ou l’absence) et l’activité des occupants en fonction de données enregistrées par des capteurs.

Déroulement du projet

La première étape de ce projet a été le choix des capteurs qui nous ont permis d’enregistrer les données. Nous avons choisi d’utiliser les “Capteurs de Qualité de l’Air Intérieur Intelligent” de la marque Netatmo. Ces capteurs mesurent l’humidité en pourcentage (%), la concentration de CO2 en parties par million (ppm), le bruit en décibels (dB), la température en degré Celsius (°C) ainsi que la pression en hectopascal (hPa). Une fois connectés au wifi, ils envoient les données enregistrées afin qu’elles soient conservées sur un serveur. Nous avons ensuite pu les télécharger au format csv afin de les exploiter.

Capteur Netatmo

Dans un premier temps, les capteurs ont été installés dans nos appartements ou maisons respectifs ainsi que chez M. PANNIER. Afin d’avoir un nombre important de mesures, ils y sont restés un mois. Durant ce temps de mesures, les habitants ont noté leurs activités afin de pouvoir faire correspondre les mesures et les activités.

Exemple de Tableau d’activité

Ensuite nous avons développé un outil de visualisation des données sous Python 3. Nous avons également développé des programmes de Machine-Learning capables de prédire la présence et l’activité des occupants à partir de données entrées par l’utilisateur.

Interface

Prédiction de la présence

Pour créer le modèle de Machine-Learning, nous avons du “apprendre” à notre ordinateur à détecter la présence ainsi qu’à détecter l’activité. Pour cela nous lui avons donné de nombreuses données enregistrées par les capteurs avec la solution (par exemple : il n’y a personne dans la pièce). Ensuite un algorithme lui a permis de reconnaitre les données de présence et d’absence (de même pour les activités). Et pour finir nous l’avons testé et optimisé afin qu’il donne des résultats avec la meilleure précision possible.

Conclusion

Nous avons tous apprécié ce projet autant sur la partie recherche que sur la partie programmation car cela nous a permis d’acquérir de nouvelles connaissances. Nous tenons à remercier notre tutrice M. PANNIER pour son aide ainsi que M.Vorger et M. Robillart d’avoir pris de leur temps pour répondre à nos questions et d’avoir apporté de l’intérêt à notre projet. Enfin, nous remercions plus généralement Polytech Angers pour l’achat des capteurs et l’ensemble des services mis à notre disposition pour le projet.

Simulateur de systèmes en JavaScript

Publié le 17 juin 2021 par BUQUET Antoine

Bonjour à toutes et à tous !

Nous sommes trois étudiants en seconde année du cycle préparatoire de Polytech Angers et lors de ce quatrième semestre nous avons travaillé sur un simulateur de systèmes de production en JavaScript. Vous trouverez dans cet article le déroulement de notre projet et les problèmes auxquels nous avons pu faire face !

Objectif

Le but est de créer une application web pouvant simuler un système de production, cela implique de programmer différents composants tels que des convoyeurs, des aiguillages et d’autres types de machines que l’on peut retrouver sur des chaînes de production réelles.

Ce genre de système est souvent pris en exemple pour illustrer des travaux de recherche car il permet de suivre l’évolution des flux du système au cours du temps.

Notre application devra également permettre à un utilisateur de créer facilement ses propres systèmes.

Pourquoi JavaScript ?

Tout simplement car il s’agit d’un langage de programmation qui convient parfaitement aux applications web et permet de programmer des animations graphiques dans un navigateur comme nous en avons besoin pour créer notre simulateur.

Logo du langage JavaScript

Déroulement du projet

Pour que notre simulateur puisse être le plus complet et permette un maximum de possibilités, nous avons créé au total 9 composants utilisables dans le système que voici :

Les convoyeurs : ce sont eux qui permettent le mouvement des pièces entre les différentes machines du système.

Un convoyeur

Les convoyeurs butés : il s’agit d’un convoyeur normal avec en plus la capacité de stopper les pièces et de les faire repartir (on pourrait l’assimiler à un feu de circulation).

Un convoyeur buté

Les machines : elles traitent les pièces en un certain temps et peuvent en traiter également qu’un certain nombre simultanément. Pour plus de dynamisme, leur design change en fonction de leur stock pendant la simulation.

Une machine

Les lots : ce sont des machines qui rassemblent un nombre défini de pièces en une seule pièce.

Un lot

Les lots doubles : des machines possédant le même comportement que les lots mais avec deux entrées pour les pièces et chacune de ces deux entrées doit avoir un nombre défini de pièces pour créer un lot.

Un lot double

Les découpeurs : des machines qui découpent une pièce en plusieurs pièces.

Un découpeur

Les découpeurs doubles : ils fonctionnent comme les découpeurs mais la sortie des pièces découpées est divisée en deux.

Un découpeur double

Les aiguillages : ils permettent de séparer les pièces qui arrivent. Cette séparation suit une logique cyclique : dans l’image suivante une pièce va en bas (0) puis deux pièces vont en haut (1).

Un aiguillage

Les téléporteurs : des éléments qui transportent les pièces à travers la simulation afin de simplifier les échanges entre les machines sans surcharge visuelle.

Avec tous ces composants disponibles nous avons pu créer plusieurs presets (exemples de système de production déjà faits) permettant à l’utilisateur de tester et de comprendre plus rapidement le comportement de chaque machine et leur manière de fonctionner.

Vous pouvez tester ces différents presets et essayer de créer votre propre système en téléchargeant notre programme ici

Les problèmes rencontrés

Bien que le langage JavaScript soit le plus adapté pour ce projet, aucun de nous trois n’avait auparavant codé en JavaScript. Nous avons dû faire de nombreuses recherches pour apprendre les bases avant de commencer à travailler.

Nous nous sommes rapidement rendu compte qu’il n’allait pas être simple pour l’utilisateur et même pour nous-même de créer des systèmes complexes s’il faut les coder directement dans le programme. C’est pour cette raison que nous avons créé une autre page qui permet d’ajouter et de retirer des machines bien plus facilement et avec un aperçu du système final en temps réel avant de lancer réellement la simulation.

Le résultat

Après plus d’une centaine d’heures de travail sur ce projet, nous avons pu aboutir à un résultat fonctionnel et qui satisfait le cahier des charges ainsi que nous-même.

Voici une courte vidéo faisant la démonstration du premier preset intégré à notre application :

Les améliorations possibles

Avec plus de temps et de moyen, nous aurions pu envisager la mise en place d’un serveur offrant la possibilité à un utilisateur de se connecter pour enregistrer et récupérer ses créations plus facilement qu’avec la fonction de copier-coller actuel.

La page principale où l’on crée sa simulation peut également être améliorée d’un point de vue ergonomique avec un système de “Glisser-déposer” par exemple pour placer les différents composants.

Conclusion

Cette expérience a été riche et très enrichissante pour nous trois. Adepte de l’informatique, nous avons pris beaucoup de plaisir à travailler sur ce simulateur et avons également beaucoup appris. Les problèmes rencontrés n’ont fait que renforcer nos connaissances du sujet et nous ont permis d’acquérir de nouvelles compétences qui nous seront utiles un jour dans notre carrière professionnelle.

Nous tenons à remercier M. COTTENCEAU pour son encadrement tout au long du projet.

Merci d’avoir lu notre article jusqu’au bout !

Antoine Buquet
Thomas Billequin
Mathis Vaugeois

Photomatonsaïque : des photos en mosaïque

Galerie

Publié le 17 juin 2021 par Manon Grignand

Cette galerie contient 2 photos.

Bonjour à tous ! Nous sommes deux étudiants en deuxième année du cycle préparatoire de l’école d’ingénieur Polytech Angers. Dans cet article, nous allons vous parler de notre projet de conception sur lequel nous avons travaillé tout au long du … Continuer la lecture →

Automatisation d’un Parking Autonome

Publié le 17 juin 2021 par Nadia Bou Hamdan

Bonjour à toutes et à tous !

Dans cet article, nous présenterons notre projet sur l’automatisation d’un parking autonome réalisé en deuxième année de cycle préparatoire. Nous étions deux étudiants à être en charge de la rédaction du cahier de charge et de la conception d’une maquette CAO (en 3D).

Le parking automatisé a été mis en place pour augmenter la capacité de stockage d’un parking tout en diminuant l’espace utilisé et ainsi pouvoir créer des espaces verts.

En résumé, l’utilisateur arrive avec sa voiture à l’entrée du parking, qu’on appellera par la suite la salle de transfert. Une fois que la voiture est correctement positionnée dans la salle de transfert, l’utilisateur sort de sa voiture et se dirige vers la borne d’entrée pour recevoir un code. La voiture est ensuite transportée et rangée automatiquement dans la place qui lui a été affectée. L’utilisateur pourra donc aller faire ses courses, ou travailler sans se soucier de garer sa voiture. Lorsque l’utilisateur souhaitera récupérer sa voiture, il n’aura qu’à taper le code et payer. La voiture sera par la suite récupérée et positionnée dans la salle de transfert sans aucune intervention de la part de l’utilisateur.

Le parking automatisé s’adresse uniquement aux voitures. Motos, camionnettes, camions etc… en sont donc exclus. Le but principal est un gain de temps pour l’utilisateur : celui-ci n’a pas à chercher une place de parking, celle-ci vient directement à lui.

Documentation et rédaction du cahier des charges

Notre travail consistait à concevoir les différentes parties du parking, pour cette raison nous avons commencé par nous documenter sur le sujet. Nous nous sommes par la suite mis d’accord sur le type de parking envisagé qui dans notre cas est un parking droit en hauteur. En effet, le parking droit possède des avantages multiples. La taille et la forme du parking sont optimisées en fonction de l’espace disponible, ce qui crée une liberté de configuration.

Schéma du parking vu de l’extérieur

Nous avons schématisé le système de déplacement

Schéma du système de déplacement

Le parking mis en place est un parking en hauteur de 5 étages et le rez-de-chaussée qui sera occupé par la salle de transfert. Chaque étage peut occuper 2 places de parking, une à droite et une à gauche. La surface de la base du parking sera donc équivalente à 3 voitures positionnées l’une à côté de l’autre (soit 2 places de parking + un système de rail).

Devant le parking se situera une barrière de sécurité pour indiquer la hauteur maximale acceptée. Cette barrière sera accompagnée d’une barrière levante automatique qui ne s’ouvrira que si une voiture souhaite intégrer le parking. Avant d’ouvrir la barrière, le système devra s’assurer que la salle de transfert est vide, qu’il y a de la place dans le parking et que le véhicule respecte la hauteur maximale.

Une fois que le conducteur sera entré dans le parking, il se dirigera vers la salle de transfert. Notre interface affichera alors le nombre de places disponibles, et donnera des indications (éteindre la voiture, fermer les rétroviseurs) à l’utilisateur. Il positionnera le véhicule sur une plaque creusée tournante qui sera elle-même sur notre système de rail.

Plaque creuse modélisée sous SolidWorks

Une fois que l’écran affichera que la voiture est bien positionnée, le conducteur pourra donc sortir de sa voiture et se diriger vers la borne d’entrée. À la borne d’entrée, le conducteur pourra cliquer sur un bouton poussoir qui générera un code aléatoire unique. Il recevra un ticket avec un code référant à la place de parking attribuée à son véhicule.

Pour cela, nous avons travaillé sur l’interface homme-machine qui permettra à l’utilisateur d’interagir avec notre système. Une fois que nous nous sommes mis d’accord sur le modèle des interfaces d’entrée et de sorties, nous avons programmé l’interface d’entrée sous python afin de mieux la visualiser.

Interface d’entrée programmée sous Python

Le véhicule posé sur la plaque est lui-même lié à notre système de rail, qui assurera le déplacement vers la place de parking choisi. Il sera garé dans le même sens que celui de l’entrée dans la salle de transfert.

Lorsque l’utilisateur souhaitera récupérer son véhicule, il devra se diriger vers la borne de sortie située à gauche du parking et cliquer sur le bouton qui permet de récupérer la voiture. Puis, il pourra rentrer le code donné précédemment. Une fois le code validé, l’utilisateur devra attendre que les portails de la salle de transfert s’ouvrent afin de récupérer sa voiture et sortir du parking. Pendant ce temps, le véhicule ira sur la plaque tournante qui le placera dans le sens de sortie.

Modélisation 3D

Lorsque nous avons finalisé la partie recherche, nous sommes passés à la partie développement. Il fallait dans un premier temps modéliser notre système via un logiciel de CAO. Nous nous sommes concentrés sur le système de déplacement, montée et descente de notre plateforme et donc des véhicules ainsi que sur la modélisation des plaques creusées. On a donc fait le choix d’utiliser le logiciel SolidWorks, car il est le plus adapté pour la modélisation des systèmes mécaniques.

Voici une animation du système de déplacement mis en place

Programmation Capteurs et servomoteurs

En parallèle au développement de la CAO, nous avons commencé le travail de programmation des capteurs en utilisant une carte Arduino et un Shield. En effet n’ayant aucune base dans la programmation des capteurs, nous nous sommes renseignés auprès de nos professeurs et d’autres encadrants tout en consultant en parallèle divers sites internet.

Dans un premier temps, nous nous sommes penchés sur le fonctionnement du servomoteur car il était plus simple et nous avons réussi à trouver une documentation plus riche en renseigements. Nous avons pu faire tourner le servomoteur dans les différents angles souhaités.

Puis, nous avons programmé les capteurs. Au début, nous avons essayé des codes pour tester le fonctionnement ainsi que la sensibilité des différents capteurs comme pour le capteur de pression ainsi que le capteur de distance. Ensuite, nous avons essayé de mettre en lien les capteurs avec les servomoteurs pour pouvoir les actionner à notre guise et simuler le fonctionnement.

Enfin, nous avons lancé la partie modélisation. Dans un premier temps, nous avons donc monté nos différents capteurs dans un premier temps en testant nos programmes test pour vérifier si notre utilisation était la bonne. Puis, nous avons fait le montage de la maquette en tenant compte uniquement de l’électronique, et ce, en effectuant les montages de nos différents servomoteurs ainsi que de nos capteurs (qui sont intégrés au même système).

Test du capteur de pression

Montage de l’un de nos capteurs de présence et de notre servomoteur

Test du capteur de distance

Pour conclure, ce projet fut une expérience enrichissante. Cela a été l’occasion pour nous de découvrir le monde du travail, et d’allier la théorie à la pratique. Enfin, nous avons pu acquérir de nombreuses connaissances à la fois en mécanique et en programmation de capteurs.

Vélo Adaptable

Publié le 17 juin 2021 par AUMONT Pierre

Bonjour à tous !

Nous sommes 4 étudiants en deuxième année de cycle préparatoire d’école d’ingénieur, Maxence, Baptiste, Florian et Pierre et notre mission a été de réaliser la fabrication d’hexagones qui serviront à la création d’un vélo adaptable.

Tous intéressés par le vélo et la création de nouveaux produits, c’est en Janvier 2021 que nous nous sommes lancés dans ce projet qui, vous le verrez, nous a laissé bien des surprises. Tout au long de notre aventure, nous avons été encadrés par deux enseignants-chercheurs, Mr IBRAHIM et Mr SAINTIS.

Notre travail a été divisé en 3 grandes parties :
– La conception CAO d’un moule pour nos hexagones
– La fabrication de nos moules et contre-moules en silicone
– Le coulage de nos pièces en thermoplastique

CONCEPTION CAO

Notre premier objectif a donc été de créer à partir du logiciel SolidWorks qu’aucun de nous 4 avait utilisé par le passé. Il nous a donc fallu quelques heures à base de vidéos et de tutoriels pour maîtriser les bases de ce logiciel de modélisation 3D. Nous avions à notre disposition des hexagones qui avait déjà été fait par les groupes des années précédentes à partir d’une imprimante 3D ainsi qu’un hexagone modélisé sur SolidWorks.

2 hexagones unis par une bague réalisés par imprimante 3D par les groupes précédents.

Hexagone mit à notre disposition sur SolidWorks.

Et vous devez vous dire, si cela marche avec l’imprimante 3D, pourquoi ne pas tous les faire comme ça ? Il y a deux raisons principales :
– Le temps de fabrication d’un hexagone par une imprimante 3D est d’environ 5h, ce qui rend le processus très long de par la multitude d’hexagones nécessaires.
– La qualité des pièces sorties est moindre, un plastique moins résistant et des défauts sur la pièce.
Nous avons donc conçu deux contre moules par nous même sur SolidWorks comme sur les photos ci-dessous:

FABRICATION DES MOULES

Une fois nos contre-moules prêts en CAO , nous sommes passés à leur fabrication.
Nous avons imprimé à l’aide d’une imprimante 3D très précise les deux contre-moules ci-dessous, à partir d’un plastique qui donne un aspect très lisse.

Une fois nos deux côtés imprimés, nous les avons placés chacun dans un coffrage comme sur la photo ci-dessus afin d’y couler du silicone. Les deux côtés reliés entre eux forment donc le moule de notre hexagone.

Les deux moules en silicone vont servir à couler les pièces. Ces deux moules présentent en plus du creux qui va former l’hexagone, un canal d’injection qui est conçu pour permettre au thermoplastique sous son état liquide de progresser du bas vers le haut, des sorties d’air en haut du moule pour permettre à l’air de s’échapper (pour ne pas former des bulles d’air) et quatre plots de fixation pour caler les deux moules l’un par rapport à l’autre.

COULAGE DES PIÈCES

La troisième partie de notre travail a donc été de tester la fabrication de pièces (hexagones)
Lors de cette dernière étape, nous sommes partis sur le principe d’essais – améliorations, c’est-à-dire que nous faisions une pièce puis nous analysions ses défauts. Une fois tous les défauts repérés, on revoyait quelques aspects de nos moules afin de les corriger puis on recommençait.

Le tout premier “hexagone” réalisé :

Comme vous pouvez le voir, il y a eu un énorme problème, notre liquide (plastique thermodurcissable) ne s’est pas correctement écoulé dans le moule ce qui fait que nous n’avions qu’un seul des 6 côtés de l’hexagone qui s’est correctement formé.

Nous avons décidé de changer le conduit par lequel nous faisions entrer la matière afin que le moule se remplisse complètement.

La meilleure solution a été de sculpter une énorme entrée comme celle-ci.

Voici l’évolution de nos pièces au cours des semaines :

La dernière pièce que nous avons réalisée avant la fin du projet fut la plus réussie. Le seul problème qui reste gênant pour la bonne qualité des pièces est que le moule en silicone se détériore assez rapidement au fur et à mesure des pièces coulées, ce qui a engendré un léger décalage entre les deux parties de l’hexagone et les petits tubes permettant les trous de l’hexagone qui après une dizaine de moulages ont disparu.

hexagone final

En parallèle du moulage d’hexagones expliqué précédemment, nous avons travaillé sur un autre moule qui a été conçu à partir d’un hexagone imprimé en 3D. L’idée étant de couler du silicone autour d’un hexagone dans le coffrage en carton.

Une fois le moule sorti, il a fallu le découper en 2 afin de pouvoir en sortir l’hexagone. Nous avons ensuite fait plusieurs essais avec ce moule en silicone qui était de moins bonne qualité que l’autre.

Ces essais présentaient globalement les mêmes défauts que les essais avec le moule de meilleure qualité: des problèmes de sortie d’air créent des bulles d’air au sommet de la pièce coulée. De plus, les hexagones fabriqués avec ce moule présentaient plus d’imprécisions dues à la moins bonne qualité du moule.

Conclusion:

Ce projet qui avait déjà été travaillé par deux groupes auparavant est très complexe et très long, il y avait beaucoup d’éléments différents à gérer ce qui nous a obligé à faire des choix et ne nous a pas permis de travailler sur tous les aspects du projet. Nous nous sommes donc focalisés sur la modélisation des contres moules sur SolidWorks et sur le coulage d’hexagones à l’aide de 2 techniques différentes. Cependant nous avons dû faire l’impasse sur le moulage des bagues et sur l’étude mécanique.

Pour finir, nous avons beaucoup apprécié ce projet car il nous a permis de travailler sur quelque chose de concret et de nous donner un aperçu du travail d’un ingénieur au sein d’un groupe. Chacun a pu apporter ses connaissances et aider à faire avancer le projet.

Grâce à ce projet, nous avons touché à plusieurs domaines différents qui nous étaient alors inconnus. Nous avons pu en savoir plus sur la modélisation de pièces, l’assemblage d’un vélo, l’utilisation d’un logiciel de CAO, la manipulation d’imprimantes 3D, le moulage en silicone ou encore sur la coulée sous vide de thermoplastiques.

Une armoire à énigme

Publié le 17 juin 2021 par BABY Estelle

Hi everyone !!

Aujourd’hui nous allons vous parler de notre projet: L’armoire à énigme. Nous avons été choisi parmi près de 200 candidats pour réaliser ce projet, en collaboration avec d’autres groupes de projet qui sont liés au nôtre et en compétition avec un groupe qui a le même projet que nous. Vos animatrices préférées: Estelle BABY et Thaïs MADIOT vont vous expliquer le chemin qu’elles ont parcouru pendant ce quatrième semestre de PeiP à Polytech Angers pour arriver à ce chef-d’œuvre qui trône aujourd’hui dans le fab-lab 😎. A la recherche de nouvelles aventures, nous avons pris part à celle-ci en y mettant toute notre énergie. Bonne lecture and enjoy it !!

Mais qu’est-ce que ce chef-d’oeuvre ? Continuer la lecture →

Char à voile

Publié le 17 juin 2021 par DERIAN Martin

Bonjour et bienvenue sur le blog consacré au Char à Voile !

Nous sommes 3 étudiants en seconde année à Polytech Angers et nous avons eu la chance de travailler sur un projet parmi une liste.
Ainsi nous avons donc choisi le projet intitulé : « Char à voile radiocommandé »

L’objectif de notre projet était d’imaginer et de concevoir un char à voile radiocommandé de classe 1. C’est-à-dire un char dont les dimensions respectent les mesures suivantes : 0.75 m de longueur, 0.5 m de largeur et 1 m de hauteur. Il fallait aussi qu’il soit pilotable à l’aide d’un système de commande à distance, que ce soit pour la direction avec l’orientation de la roue avant ou encore pour modifier la tension subie par la voile.

Voici quelques photos du char dans sa version finale :

Photo du châssis après la peinture

Photo du char à voile

Photo du char à voile vue du dessus

Il a donc fallu s’organiser, ainsi, nous avons décidé de décomposer notre projet selon trois grandes parties : la recherche, la conception et la fabrication.

Pour ce qui a été de la recherche, nous sommes partis d’une feuille blanche et nous avons principalement utilisé internet. Nous avons aussi eu accès au travail des étudiants ayant construit un char à voile. On tombait la plupart du temps sur des sites d’amateurs et de modélisation externe à Polytech. La plupart du temps les informations se recoupaient de site en site et validaient les idées que nous avions en tête.

Ensuite il a fallu imaginer notre char avec les pièces qui le composerait. A la fois pour dimensionner les pièces en 3D sur SolidWorks mais aussi pour commander les pièces que nous ne pouvons pas créer nous-mêmes au Fablab. Nous avons commencé par le châssis en le dessinant sur SolidWorks (qui est un logiciel de modélisation 3D). Une fois le châssis dessiné il a fallu choisir où placer la voile et on s’est débrouillé pour en avoir une adaptée à la taille de notre char. Puis, on a choisi de contrôler la tension de la voile grâce à un moteur et d’en utiliser un autre pour diriger la roue avant du char. Pour ce qui a été de la partie électronique on a utilisé celle fournie par le groupe précédent. Nous n’avons donc pas eu à réfléchir sur ce point, seulement lire la documentation de chacun des composants pour les branchements.
Voici une photo du châssis dessiné sur SolidWorks :

Enfin nous avons découpé les pièces préalablement dessinées et assemblé le char à voile en entier. On a eu la chance d’utiliser les machines et outils disponible au Fablab et notamment la découpeuse CNC (computer numerical control, en français, commande numérique par ordinateur) appelée Charlyrobot. Le gérant du Fablab, M. Alain LOPES nous a appris à l’utiliser correctement. Une fois le châssis découpé on a monté le char à voile et on l’a testé sur la route devant Polytech, voici le lien de la vidéo de test : https://youtu.be/ajvoMIpIayY

Pour conclure, on est tous content de ce projet et de ce qu’il a pu nous apporter. On remercie Polytech et ses représentants pour nous avoir permis de le faire malgré les conditions sanitaires compliquées.

Gilles JOSSE
Martin DERIAN
Ugo ZOUAGHI

Construction d’un four solaire

Publié le 17 juin 2021 par GEOFFROY Charlene

Bienvenue au Cœur de notre projet
Vous découvrirez ici la manière dont notre travail en groupe tout le long de cette deuxième année s’est déroulé.
Nous sommes 3 filles, Charlène, Noélyse et Sophie qui avons évolué ensemble au cours de notre projet; c’est autour de la réalisation d’un four solaire que nous avons travaillé et bricolé ensemble.

Nous allons vous raconter notre expérience. Tout d’abord, parlons du choix de projet. Nous voulions toutes les 3 choisir un sujet qui nous ressemble. Après concertation, nous nous sommes très facilement mise d’accord sur le choix du projet « Conception d’un four solaire ». C’est un choix qui nous paraissait pertinent car nous savions que nous allions utiliser des matières comme la thermique ou la thermodynamique avec lesquelles nous étions plutôt à l’aise. De plus, avec ce projet, nous voyions concrètement ce que nous devions faire. Nous avons donc commencé par le côté théorique pour ensuite passer à la pratique. Ainsi, nous savions que nous ne laisserons rien au hasard.

Pendant un peu plus de la moitié des séances, nous venions à Polytech chaque semaine pour élaborer nos stratégies d’attaque afin de concevoir le meilleur four solaire possible. Le but étant d’utiliser l’énergie renouvelable du rayonnement solaire, nous voulions avoir une ligne de conduite dirigée sur l’écologie. C’est ainsi que tout naturellement, nous avons pris en considération le facteur vert sur chacun des matériaux du four. Cependant, l’efficacité du four restait notre priorité. Nous pouvons dire que nous avons bien combiné ces deux aspects. Nos recherches nous ont menées vers des matériaux recyclés ou recyclables tels que la ouate de cellulose pour l’isolant ou encore de l’OSB et des vitres pour l’extérieur du four.

Nous avons fait beaucoup de calculs pour minimiser au maximum les pertes thermiques. Ces calculs nous ont d’ailleurs donnés du fil à retordre car notre four solaire est composé de 6 parois différentes, mais c’est grâce aux notions vues auparavant que nous avons fini par trouver la solution à nos problèmes.

Une fois tous nos calculs fait pour optimiser notre four, nous l’avons dimensionné. Dis comme ça, vous pouvez croire que la théorie est simple, mais croyez nous, étudier la conception d’un four solaire de A à Z n’est pas mince affaire. Il était donc temps pour nous de passer commande des matériaux.

La semaine d’après, nous étions déjà à Leroy Merlin pour récupérer les matériaux nécessaires à la construction de notre four solaire. D’ailleurs, récupérer le matériel était compliqué car tout n’était pas disponible au même moment. Nous nous y sommes donc retournées à plusieurs reprises pour enfin disposer de tous les éléments nécessaires à la conception de notre four solaire.

C’est là que nos après-midis au Fablab ont débuté, pas trop à l’aise avec le monde du bricolage, nous avons toutes mis la main à la pâte et découvert qu’avec de la volonté, il était largement possible de réaliser nos objectifs. Notre travail était semé d’embûches mais nous avons toujours réussi à trouver une solution. Nous nous sommes aussi découvert un talent de débrouillarde, par exemple, nous avons décidé de glisser un double vitrage dans des planches de bois c’est pourquoi il fallait effectuer une double rainure. Mais à Polytech, aucun outil ne permettait de les effectuer. Sous conseil d’un professeur, nous avons fait une escapade à l’IUT où Alban nous a accueilli pour réaliser ces doubles rainures. Ces petits moments de doute nous ont permis de nous adapter à chaque nouveau problème technique rencontré.

Quelques images du four pendant la construction :

Découpage de l’OSB

Réalisation des rainures à l’IUT

Collage du papier miroir pour l’intérieur du four

Assemblage du four

Pour ce qui est de la gestion du temps, notre organisation était plutôt bien menée. Les dernières pièces et photos ont été effectuées à la dernière séance. Lors de cette même séance, nous devions tester le four. Néanmoins toute cette semaine et la semaine suivante, la météo n’était pas de notre côté, nous avons tout de même voulu tester le four à l’aide d’une casserole noire remplie d’eau. L’objectif était de faire bouillir de l’eau. Les nuages nous ont freiné et l’eau n’est montée qu’à 60°. On espère néanmoins retourner avant la fermeture de Polytech récupérer le four pour le faire fonctionner avec un grand soleil pour être satisfaites à 100% de notre travail.

Je vous laisse désormais observer notre résultat ci-dessous en photo :

Four solaire terminé

Dessus du four

Utilisation du four en vidéo :

Démonstration porte coulissante :

Réglage des réfléteurs :

RUBIBOX – Robot d’arcade Rubik’s cube

Publié le 17 juin 2021 par BENIER Lou

Présentation de notre projet :

Bonjour à tous !

Nous sommes Lou Bénier, Erwann Miloux et Maxime Toublanc, étudiants de 2ème année à Polytech Angers.

Cet article est dédié à notre projet de fin d’année porté sur le domaine de la robotique.

Nous vous présentons donc Rubibox, notre robot d’arcade de réalisation du Rubik’s cube.
Le but étant de résoudre ce célèbre casse-tête au moyen de boutons poussoirs en ajoutant comme difficulté l’incapacité de pivoter la face orange.

Le cube à résoudre est à l’intérieur d’une boîte en plexiglas transparent, rendant la manipulation manuelle impossible.

L’idée est d’intégrer ce projet à un autre bien plus grand : Escape Polytech.
En effet nous l’avons conçu dans le but qu’il soit encastré dans un bloc de l’armoire d’Escape Game pour l’édition Escape Polytech à venir.

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Conception & Réalisation :

Nous sommes partis sur l’idée d’un cube dans un cube.

Les moteurs sont vissés sur les faces intérieures d’un cube en plexiglas, tenant le Rubik’s Cube au centre.
La pièce orange non pivotable est face à l’utilisateur du robot, sa vue n’étant pas obstruée par un sixième moteur.

Modélisation CAO de Rubibox (SolidWorks)

Pour ce qui est de la commande des moteurs, ils sont activés suite à l’appui d’un bouton d’arcade de la couleur de la face correspondante.

Ces derniers sont disposés sur un petit boîtier au-devant du cube en plexiglas.
On ajoute un bouton « mélange » (shuffle en anglais) à l’avant du boîtier.
Associés à ces boutons, des LED de même couleur s’allument lors de la rotation d’une face.
La liaison entre les boutons poussoirs et les moteurs, se fait via 3 cartes Arduino UNO.

Il nous a fallu songer à une méthode pour décider du sens de rotation (horaire ou anti-horaire).

Pour ce faire, nous utilisons un interrupteur levier ON OFF ON, qui activé à « gauche » pivote la face dans le sens anti-horaire, et activé à « droite » donne une rotation horaire.
C’est dans l’esprit du robot d’arcade, que nous voulons donner à cet interrupteur l’apparence d’un joystick d’arcade.

Au cours de ce projet nous avons dû utiliser différentes machines spécifiques telles que :

La découpe laser du fablab des Beaux-Arts pour le cube en plexiglas transparent et le boîtier que nous avons fait de la même matière par efficacité.

Découpe laser du plexiglas (Beaux-Arts)

Pièces de plexiglas à la sortie de la découpe

Afin d’encastrer les faces du cube les unes avec les autres, nous avons eu l’idée de donner aux côtés une forme de remparts. Ainsi nous avons un unique fichier SolidWorks pour les 6 faces.

L’imprimante 3D du fablab de Polytech Angers pour les petites pièces liant les 5 moteurs aux centres des faces du Rubik’s Cube, et les pièces liant les moteurs aux faces en plexiglas.

Impression 3D des pièces qui contiendront les moteurs

La perceuse du fablab de Polytech Angers effectuant des trous dans le plexiglas pour y fixer les moteurs et les équerres.

Nous perçons les trous qui serviront à visser les moteurs

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Principe du code :

Notre code repose sur la communication de 3 cartes Arduino UNO branchées en série.

On appelle ce système un bus I2C (Inter-Integrated Circuit) composé d’une Arduino dite MASTER, et des 2 autres dites SLAVE 1 et SLAVE 2.

Le principe de ce bus est que la MASTER contient le programme principal et envoie des ordres aux SLAVE 1 et SLAVE 2. Elle peut aussi demander une « requête » à celles-ci.

Pour illustrer au mieux ce processus voici un exemple où l’on veut faire tourner une face du Rubik’s Cube pour laquelle le bouton déclencheur se situe sur la MASTER, le moteur et la LED sur la SLAVE 1, et l’interrupteur levier sur la SLAVE 2 :

Schéma explicatif du principe de communication entre les Arduino

Code Arduino correspondant au schéma précédent

Test de ce code en vidéo (moteur vert sur SLAVE 1 actionné par bouton bleu sur MASTER) :

Le choix d’utiliser 3 cartes Arduino est lié au fait d’avoir 5 moteurs. Sur chaque Arduino est placée une carte Shield ne pouvant contenir que 2 moteurs chacune.

On a alors réparti les différents composants comme suit : les 6 boutons sur la MASTER, les LED sur la SLAVE 1 où sont branchés leur moteur respectif, et l’interrupteur sur la SLAVE 2.

En voici le schéma électrique :

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Fabrication & Assemblage :

Nous avons conçu les faces de la boîte en plexiglas dans le but de les encastrer les unes avec les autres grâce aux remparts.

Seulement, à cause du jeu existant entre elles, nous avons décidé de les fixer à l’aide d’équerres.

Pour ce qui est du joystick, nous avons préféré le fabriquer nous-même, l’imprimante 3D étant très prisée. Dans la boule de joystick taraudée, commandée au préalable, on y a inséré une vis (dont on a coupé la tête), à laquelle nous avons collé un tube métallique pour la tige. Le tout fixé sur l’interrupteur levier lui-même vissé au boîtier.

Puis nous avons dû sectionner, diviser et rallonger notre alimentation de 9V afin d’alimenter notre robot via la carte Arduino MASTER par l’embout d’alimentation DC, et les trois cartes Shield par les fils + et – qui en découlaient.

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Rendu final :

Nous finissons notre projet en tournant deux faces sur les cinq requises.

En effet, nous avons rencontré divers problèmes que nous n’avons pas pu régler. Néanmoins, nous sommes capables de tourner ces faces en choisissant le sens de leur rotation grâce au joystick orange, ce qui est un point positif.

Pour l’assemblage final, nous avions convenu de glisser les cartes Arduino sous le boîtier des boutons, mais par manque de place elles ont été déposées dans la boîte en plexiglas.

Assemblage final de Rubibox

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Problèmes rencontrés :

Au cours de notre projet, nous avons rencontrés plusieurs obstacles.

Pour commencer, le plus flagrant, tous les moteurs ne tournent pas. En effet, nous suspectons le fait que l’une des deux SLAVE ne puisse plus recevoir d’informations venant de la MASTER. Nous ignorons encore la raison, peut-être qu’un problème est survenu lors de l’assemblage du robot ou bien lors du soudage à l’étain des fils de branchement sur les cartes Shield.

Autre problème : nous avions commencé le projet avec un Rubik’s cube différent.

Nous avons conçu Rubibox de manière à encastrer les moteurs dans les centres du cube. Or, lors de l’assemblage, nous nous sommes rendus compte que les centres tournaient curieusement indépendamment du reste de la face. En conséquence, le moteur tournait correctement, mais la face ne suivait pas. Nous avons donc dû prendre un de nos Rubik’s cubes personnels n’ayant pas ce problème, pour mener à bien notre projet.

S’ajoute à tout ceci un problème esthétique.

En effet nous manquions de place sous le boîtier des boutons pour y insérer les cartes Arduino ce qui encombra la boîte en plexiglas dans laquelle sont déjà placés le cube et les moteurs. De plus nous voulions fabriquer un boîtier opaque pour cacher tous les fils. Malheureusement le Fablab des Beaux-Arts, lieu où nous avons utilisé la découpe laser, ne pouvait nous céder uniquement du plexiglas transparent pour toutes nos pièces.

Puis, sur ce même boîtier nous avons constaté un défaut de conception pour l’emplacement du bouton de mélange du Rubik’s cube.

Effectivement, lors de l’assemblage, il nous a été difficile d’intégrer ce bouton à cause de la forte proximité des boutons blanc et jaune. Nous aurions dû le placer à gauche, près de l’interrupteur levier, plutôt qu’à droite à l’encontre des boutons.

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Conclusion :

Malgré les quelques complications survenues, nous ne pouvons que conclure positivement.

Nous avons mené ce projet en équipe, et sommes ravis du rendu de Rubibox même si nous sommes un peu frustrés de ne pas le voir fonctionner dans son entièreté comme prévu.
Tout au long de ce projet, nous avons été actifs et les idées fusaient.
Ce projet nous a permis d’acquérir de nouvelles compétences, d’apprendre à utiliser certaines machines, et surtout d’avoir le plaisir de mettre en pratique nos idées, notre imagination.

Voici quelques points à améliorer sur Rubibox :

Points à améliorer :

Nous avions intégré dans le code une partie calculatoire permettant de connaître la position des couleurs sur le cube à tout instant. Ainsi, lorsque le cube aurait été résolu, les LED se seraient allumées telles une guirlande.

Pour améliorer le robot, on pourrait ajouter un émmeteur de son faisant retentir une petite mélodie au même instant que la guirlande de LEDs.
Pourquoi pas aussi un petit écran LCD servant de chronomètre, indiquant le temps de résolution mis par le joueur.
De plus, dans l’idée de l’intégrer à l’armoire d’Escape Polytech, une pose de miroirs à l’arrière pourrait être intéressante.

Vélo adaptable

Publié le 17 juin 2021 par DREZEN Tristan

Bonjour à vous,

Nous sommes trois élèves de Peip2 à Polytech Angers, Tristan, Clément et Emile et pour notre dernier semestre de cycle préparatoire nous avions à réaliser un projet. Nous avons obtenu celui d’un vélo adaptable issue de plusieurs années précédentes qui n’avait pas réussie à terminer ce projet.
Le principe du vélo énoncé et breveté par une ancienne équipe de 4ème année il y a 6 ans est de concevoir un vélo modulable en fonction de la taille et l’âge du cycliste. Prenons par exemple un enfant de 6 ans débutant à vélo, à 9 ans, il devra racheter un vélo, car le précèdent est déjà trop petit, puis de la même manière à 12 encore, 16 ans, etc. Le but du vélo adaptable est donc de pouvoir se modifier et s’adapter à la morphologie de l’utilisateur.
Le projet s’inscrit donc dans une pensée plus écologique pour la consommation matérielle et à pour but de réduire celle-ci.

-Modelisation 3D du vélo

La première étape fut de récupérer les modélisations de pièces réalisé par les années précédentes, puis de réaliser les moules sur SolidWorks. Bien que cette étape peut sembler facultative est elle important dans la préproduction d’un projet comme celui-ci car il est important de visualiser son moule avant pour éviter tout problème dans sa réalisation.

Modélisation du moule de l’hexagone

Hexagone

Le principe essentiel est de faire un cadre composé d’assemblage d’hexagones joint par des bagues, cette forme est la meilleur car elle présente un équilibre poids/résistance très bon.
Une fois le travail sur SolidWorks effectué, nous sommes passés à la pratique avec des moules fait de silicone permettant d’avoir le négatif de la pièce voulu. Ils y a aussi des canaux d’injections ainsi que de sorties d’air pour l’étape suivante.

Moule de la bague

Cette étape fut d’injecter du plastique polyuréthane à l’intérieur du moule, matériau qui durcit après l’injection pour devenir très rigide.

Injection plastique d’un hexagone

Un autre travail que nous avions à réaliser était une étude mécanique sur SolidWorks afin de voir si la géométrie du cadre est utilisable pour les contraintes du cycliste. Nous avons donc énumérer les forces exercées sur le vélo comme le poids sur la selle, le poids sur le guidon mais aussi la force que le cycliste exerce appliqué sur le pédalier.

Les flèches en violets montrent les différentes forces

Analyse des déplacements

Les conclusions de cette étude permettent de voir qu’il y a une faiblesse entre la selle et le pédalier, un renforcement dans cette zone est donc prévu afin produire un vélo utilisable.

Polytech Angers – Projets PEIP2

Projets de deuxième année du cyle prépa Peip2

Archives de catégorie : 2020-2021