Votre appartement manque de décoration et de couleur ? Nous allons régler votre problème en “seulement” 100 heures ! Incroyable, non ?

Si vous êtes un peu bricoleur et que vous avez bien suivi vos cours de langage C et d’électronique, ce sera du gâteau… Ou pas.

Pour la présentation, on va créer un cube de 5*5*5 leds, mais n’hésiter pas à faire plus grand si vous vous sentez assez courageux (et que vous avez beaucoup, beaucoup de temps devant vous).

Matériel :

• Un paquet de 125 leds RGB (prévoyez un peu plus, on n’est jamais à l’abri de dégâts)
• Beaucoup de fils conducteurs (préférez des fils rigides pour que la structure soit solide), et des fils plus souples pour câbler les composant entre eux)
• Un fer à souder
• Des plaques de cuivre pour faire les cartes électroniques
• Logiciel Eagle (pour la conception des cartes électroniques)
• Une alimentation de 5V
• 3 registres à décalage (74HC595)
• 1 transistor darlington (ULQ2003)
• 75 résistances de 360 ohms (attention, le calcul de résistance change si vous faites un cube plus petit ou plus grand)
• 31 connecteurs à 5 pins
• De quoi faire un socle assez grand pour accueillir les 5 cartes électroniques, l’Arduino et les fils, dans notre nous avons une impression 3D et des plaques de plexiglas
• Une machine pour faire les routages des cartes électroniques
• Arduino

Etape 1 : les cartes électroniques

Commencez par installer le logiciel Eagle sur votre PC. Votre Schéma doit être conçu comme ceci :

Et le board ainsi :

ATTENTION : les chemins rouges sont sur le dessus de la carte et les chemins bleus sur le dessous. Pensez bien à retourner vos cartes électroniques à la fin de l’impression.

Etape 2 : la soudure des cartes électroniques

C’est un travail qui demande un peu de rigueur, privilégiez un étain fin pour avoir de belles soudures. Assurez-vous que tous vos composants sont bien soudés pour éviter de rencontrer des problèmes plus tard. Au bout de la cinquième carte, vous devriez avoir le coup de main !

Etape 4 : Réalisation du cube

Cette étape est Quasiment composé que de soudure. Le but est d’avoir une structure jolie mais surtout solide. On ne veut pas un cube qui ressemble aux antennes de Tchernobyl comme ci-dessous…

…mais plutôt comme celui-ci

Nos petites astuces :

• Torsader les fils

• Aide au pliage des leds

• Aide pour faire les colonnes

• Aide pour faire les panneaux

Une fois les 5 panneaux fait, il ne vous reste qu’à les assembler

Etape 5 : Réalisation du socle

On vous conseille de faire une conception assistée par ordinateur si vous avez une imprimante 3D. Sinon, un socle que vous confectionnez vous-même fera tout aussi bien l’affaire.

Prévoyez un socle assez profond pour pouvoir stocker toutes les cartes électroniques et les fils (pas comme nous …).

Etape 6 : Assemblage

Vous allez maintenant faire quelque chose de tout nouveau… SOUDER !

On va relier nos cartes électroniques à notre cube de leds donc il va falloir souder nos connecteurs aux anodes et aux cathodes. 

Un connecteur n’est relié qu’à la même couleur, un connecteur par panneau pour les anodes rouges, un par panneau pour les vertes et un par panneau pour les rouges.

Il faut aussi que vous reliiez toutes les cathodes d’un même étage entre elles puis les souder au connecteur pour l’ULQ.

Pour finir, il faut passer à la connectique, il faut faire tous les branchements nécessaires entre les cartes électroniques, le cube de leds, l’Arduino et l’alimentation, de façon à mettre en série les registres à décalage et relier les masses.

Dans notre cas, cela donne ceci :

Etape 7 : Programmation

Nous vous donnons un programme qui vous permettra d’allumer le cube comme vous le souhaitez.

#define latch_pin 2
#define data_pin 11
#define clock_pin 13
//1er panneau
#define etage1 3
#define etage2 5
#define etage3 6
#define etage4 7
#define etage5 8

#define Rouge 2 
#define Vert 1 
#define Bleu 4 


void setup() {

  pinMode(latch_pin, OUTPUT);
  pinMode(data_pin, OUTPUT);
  pinMode(clock_pin, OUTPUT);

  pinMode(etage1, OUTPUT);
  pinMode(etage2, OUTPUT);
  pinMode(etage3, OUTPUT);
  pinMode(etage4, OUTPUT);
  pinMode(etage5, OUTPUT);

  Serial.begin(115200);

  digitalWrite(clock_pin, LOW);
  digitalWrite(latch_pin, LOW);

  digitalWrite(etage1, LOW);
  digitalWrite(etage2, LOW);
  digitalWrite(etage3, LOW);
  digitalWrite(etage4, LOW);
  digitalWrite(etage5, LOW);

  for (int i = 0; i < 24; i++) {
    digitalWrite(data_pin, 0);

    digitalWrite(clock_pin, HIGH);
    digitalWrite(latch_pin, HIGH);

    digitalWrite(clock_pin, LOW);
    digitalWrite(latch_pin, LOW);

  }
}

void loop() {



  long int data = 0x000000;
  // 1er etage, vu du haut du cube
  
  int tabcouleur1[25] = 
  {Vert+Bleu, Vert+Bleu, Vert+Bleu, Vert+Bleu, Vert+Bleu,
   Vert+Bleu, Vert+Bleu, Vert+Bleu, Vert+Bleu, Vert+Bleu,
   Vert+Bleu, Vert+Bleu, Vert+Bleu, Vert+Bleu, Vert+Bleu,
   Vert+Bleu, Vert+Bleu, Vert+Bleu, Vert+Bleu, Vert+Bleu,
   Vert+Bleu, Vert+Bleu, Vert+Bleu, Vert+Bleu, Vert+Bleu};
  
  // 2e etage
  int tabcouleur2[25]=
  {Vert+Bleu, Vert+Bleu, Vert+Bleu, Vert+Bleu, Vert+Bleu,
   Vert+Bleu, Rouge, Rouge, Rouge, Vert+Bleu,
   Vert+Bleu, Rouge, Rouge, Rouge, Vert+Bleu,
   Vert+Bleu, Rouge, Rouge, Rouge, Vert+Bleu,
   Vert+Bleu, Vert+Bleu, Vert+Bleu, Vert+Bleu, Vert+Bleu};

  // 3e etage
  int tabcouleur3[25]=
  {Vert+Bleu, Vert+Bleu, Vert+Bleu, Vert+Bleu, Vert+Bleu,
   Vert+Bleu, Rouge, Rouge, Rouge, Vert+Bleu,
   Vert+Bleu, Rouge, Rouge, Rouge, Vert+Bleu,
   Vert+Bleu, Rouge, Rouge, Rouge, Vert+Bleu,
   Vert+Bleu, Vert+Bleu, Vert+Bleu, Vert+Bleu, Vert+Bleu};

  // 4e etage
  int tabcouleur4[25]=
  {Vert+Bleu, Vert+Bleu, Vert+Bleu, Vert+Bleu, Vert+Bleu,
   Vert+Bleu, Rouge, Rouge, Rouge, Vert+Bleu,
   Vert+Bleu, Rouge, Rouge, Rouge, Vert+Bleu,
   Vert+Bleu, Rouge, Rouge, Rouge, Vert+Bleu,
   Vert+Bleu, Vert+Bleu, Vert+Bleu, Vert+Bleu, Vert+Bleu};

  // 5e etage 
  int tabcouleur5[25]=
  {Vert+Bleu, Vert+Bleu, Vert+Bleu, Vert+Bleu, Vert+Bleu,
   Vert+Bleu, Vert+Bleu, Vert+Bleu, Vert+Bleu, Vert+Bleu,
   Vert+Bleu, Vert+Bleu, Vert+Bleu, Vert+Bleu, Vert+Bleu,
   Vert+Bleu, Vert+Bleu, Vert+Bleu, Vert+Bleu, Vert+Bleu,
   Vert+Bleu, Vert+Bleu, Vert+Bleu, Vert+Bleu, Vert+Bleu};

  pushetage(tabcouleur1,etage1,5,5);
  pushetage(tabcouleur2,etage2,5,5);
  pushetage(tabcouleur3,etage3,5,5);
  pushetage(tabcouleur4,etage4,5,5);
  pushetage(tabcouleur5,etage5,5,5);
}

long int ligne (const int*couleur, int nb) // couleur : la 1ère ligne de tabcouleur
                                           // nb : le nombre d'élement d'une ligne de tabcouleur
{
  long int data_l = 0; // variable où sera stocké le mot
  for (int i = 0; i < nb; i++) // on parcourt couleur
  {
    
    for (int j = 0 ; j < 3; j++)
    {
      
      if (couleur [i] & (1 << j))
      {
        data_l = data_l  | (1 << (nb - i -1 + j * nb));
       
      }
    }
  }
  return data_l; // retourne le mot pour l'utiliser dans la loop avec la fonction push
}



void push(long int data, int datalen) // data : le mot envoyé
                                      // n : la ligne à allumé
                                      // datalen : le nb de led par ligne 
{
  datalen = datalen * 3  ; // taille de notre mot envoyé 5*3
  for (int i = 0; i < datalen; i++)  //0<i<4 : bleu, 6<i<10 : vert,12<i<16 :rouge 
  { 
    digitalWrite(data_pin, (data & 0x01)); //écrit la valeur data dans la sortie data_pin
    
    digitalWrite(clock_pin, HIGH);
    digitalWrite(latch_pin, HIGH);
    digitalWrite(clock_pin, LOW); //on fait alterner la clock et le latch entre 0 et 5V
    digitalWrite(latch_pin, LOW); 
    data = data >> 1; // à chaque coup d'horloge le mot data se décale de 1 
  }
}

void pushetage(const int*tabcouleur, int etage, int range, int nbledparrange){ // etage : l'étage à allumer
                                                                               // range : le numéro de rangé/ligne de couleur dans le tableau
                                                                               // nbledparrange : le nombre de led sur chaque rangé
  long int data;
  for (int i = 0; i < range; i++) //on parcourt chaque rangé
  {
    data = ligne(tabcouleur+nbledparrange*i, nbledparrange); //...+nbledparrange*i pour prendre la bonne rangé
                                                             // transforme la ligne de tabcouleur en data
    push(data,nbledparrange); //envoie de data dans un étage
  }
  digitalWrite(etage, HIGH); 
  delay(1);
  digitalWrite(etage, LOW);
}

Il vous suffit de changer les matrices de couleurs pour correspondre à vos envies ! Et surtout, vous pouvez, vous amusez à changer le programme pour des designs plus complexe.

Au final nous avons ce magnifique cube !

Bonne chance pour votre création !

Bienvenue !

Nous sommes Samy et Estelle, deux étudiants en deuxième année du cycle préparatoire de Polytech Angers. Dans cet article, nous allons vous présenter notre projet de fin d’année concernant l’autoconsommation photovoltaïque encadré par notre tuteur Hassan Bouljroufi.

Contexte :

De nos jours, en réponse à notre style de vie énergivore, il est essentiel de faire évoluer nos habitudes de consommation et notamment celle de l’énergie électrique. C’est donc autour de cette thématique que nous avons mis en place notre projet.

Objectifs :

Les objectifs de notre rapport étaient :

• de comprendre le fonctionnement de l’énergie photovoltaïque ;
• d’en savoir plus sur la production et la consommation de sa propre électricité ;
• d’en savoir plus sur la législation et les démarches administratives à suivre lors d’un projet d’autoconsommation ;
• de réaliser une installation électrique fonctionnelle en toute sécurité.

L’autoconsommation, qu’est-ce que c’est ?

Pour faire simple, l’autoconsommation est le fait de produire soi-même l’énergie électrique que l’on consomme au quotidien. Nous avons donc décidé de découvrir comment produire de l’électricité nous-mêmes, en réalisant une installation à l’aide d’un panneau photovoltaïque, un micro-onduleur, un relais, un disjoncteur différentiel et un disjoncteur divisionnaire.

Le panneau est en partie constitué de cristaux de silicium (un semi-conducteur) qui ont été au préalable dopés, c’est-à-dire qu’on leur a injecté des atomes particuliers pour charger une couche du panneau négativement (électrons en excédent), et une autre couche positivement (électrons en déficit). Le soleil émet des photons qui transportent de l’énergie. En traversant la cellule photovoltaïque, l’énergie de ces photons va être absorbée par les électrons, les excitant, et provoquant alors le déplacement d’électrons des deux couches négative et positive. Cela crée ainsi un courant. 

Le courant produit est un courant continu, mais pour pouvoir être consommé, il faut un courant alternatif. C’est le rôle que joue le micro-onduleur. En effet, grâce à des dipôles que l’on ouvre et ferme de manière alternative, celui-ci convertit le courant continu en courant alternatif.

Les disjoncteurs et le relais sont utilisés pour la sécurité de l’installation. Le relais était nécessaire à cause du micro-onduleur que l’on a choisi, celui-ci a pour fonction de déconnecter les micro-onduleurs et d’interrompre la production d’électricité du panneau photovoltaïque en cas de coupure du réseau. 

Le rôle des disjoncteurs est de protéger les biens et les personnes des risques d’électrisation / électrocution, en surveillant en permanence le courant qui entre et qui sort : s’il y a une différence entre les deux, il coupe le passage du courant pour mettre l’installation en sécurité.

Réalisation du projet :

1- Sécurité

Avant de réaliser le montage, nous avons dû nous informer sur les différentes normes de sécurité liées à l’électricité.

Parmi elles : 

–Norme NF C 15-100 : norme nationale, qui définit des règles de conception, de mise en oeuvre et d’entretien pour des installations électriques basse tension (tension alternative qui ne dépasse pas 1000V, ex : habitations, ateliers ou petites industries)

D’après cette norme, nous devions obligatoirement réaliser la mise à la terre de notre installation. 

Lorsqu’il y a une fuite de courant sur un appareil électrique et qu’un élément conducteur comme notre corps touche l’appareil, l’électricité va s’échapper vers le sol en passant par notre corps et donc nous électrocuter. Cependant, le fait de lier un composant à la terre permet de renvoyer le courant dans la terre et d’envoyer l’information au tableau électrique, qui va activer les différents disjoncteurs.

–Tableau électrique :

Pour que la mise à la terre du tableau soit efficace, nous l’avons reliée à notre tableau. Dans ce tableau, nous avons dû installer un disjoncteur différentiel et un disjoncteur divisionnaire, un relais (essentiel pour notre micro-onduleur), un câble et une prise de réinjection dans le réseau.

2- Montage

-Mettre le panneau à la terre à l’aide d’une cosse à œillet

 Pour ce faire, il faut mettre le bout du fil de la terre à l’arrière de la cosse jusqu’à ce que la gaine atteigne le bout de la cosse (métallique donc conducteur). Pour que le fil tienne dans la cosse, nous avons, à l’aide de notre tuteur, procédé à un étamage du fil afin qu’il soit plus épais. Une fois que le fil tenait bien dans la cosse, il fallait lier la cosse au panneau.

– Surveiller la fiabilité de la mise en terre (test de continuité sur le cadre du panneau)

Il y avait un trou dans le cadre du panneau destiné à la mise à la terre, nous avons donc rentré une vis dans l’œillet de la cosse et dans le trou de terre, et nous l’avons fixée avec un écrou. Nous avons alors effectué un test de continuité à l’aide d’un multimètre pour vérifier que le fil n’était pas coupé, et que le courant passait bien dedans. 

-Relier le micro-onduleur aux prises mâle et femelle du panneau 

-Surveiller les voyants

-Brancher le câble de réinjection

-Allumer le relais

-Surveiller le voltage et le courant à l’aide d’une pince ampère-métrique

Bilan :

Le panneau a finalement produit un courant d’environ 0.74A sous une tension alternative de 240V. Cela reste minime mais notre expérience avait pour principal objectif de contrôler la mise en place du panneau et de vérifier si les branchements étaient corrects pour permettre une production de courant en toute sécurité ; on aurait sans doute obtenu de meilleurs résultats si notre panneau était mieux incliné et qu’il y avait plus de soleil au moment d’effectuer le test.

Pour aller plus loin

Si le sujet vous intéresse davantage, voici le lien vers notre rapport détaillé :

Remerciements

Nous tenons à remercier M.Hassan BOULJROUFI, notre tuteur, qui nous a suivi
tout au long de cette période de projet en nous conseillant sur les différentes démarches à suivre et en nous apportant son savoir et son savoir-faire.
Par ailleurs, nous remercions également 123Elec et Leroy Merlin pour le service qu’ils nous ont fourni pour permettre la mise en forme de ce projet.

Enfin, nous remercions Polytech Angers pour nous avoir permis de réaliser ce projet.

Merci pour votre lecture !

Samy et Estelle

Bonjour, nous sommes deux étudiants de deuxième année du cycle préparatoire à Polytech Angers, Valentin BONNET et Théo PREMARTIN. Dans cet article, nous vous présenterons notre projet de PEIP2 et espérons que cela vous donnera envie de vous intéresser à la VR !

Présentation du Projet :

 L’objectif de ce projet est de concevoir un habitat partagé pour jeunes adultes atteints de trouble du spectre autistique. La particularité est qu’il doit être conçu en Réalité Virtuelle, à l’aide du logiciel Spacial.io, afin que les futurs résidants puissent s’accoutumer avec les lieux. En effet pour les personnes atteints d’autisme cela est extrêmement perturbant de changer de lieu de vie et d’habitudes. C’est pour cela que nous utilisons la VR, en effet des études scientifiques ont montrées que c’était un parfait outil pour les personnes autistes.

Pour réaliser ce projet, nous étions en collaboration avec des étudiants de l’Ecole de Design de Nantes et avec le personnel de l’IME la Marzelle formant l’association La Résidence Sociale 49 (RS49).

Présentation du logiciel utilisé, Spacial.io :

Tout d’abord une petite vidéo que nous avons réalisé qui vous immergera dans l’univers de la VR et l’outil Spacial.io :

Spacial.io est un logiciel créé par Google pour vivre des moments interactifs à distance. Une sorte de Teams du futur permettant de par exemple faire des réunions à distance de manière beaucoup plus interactive. Ce logiciel est le commencement de ce qu’on appelle Métavers.

En effet, il permet de créer nos propre environnement, c’est ce qui nous intéresse ici pour ce projet.

Travaux réalisés :

Après avoir rencontré l’ensemble des collaborateurs et pris connaissance de leurs attentes, nous avons, avec les élèves de l’école de design de Nantes, conçu les plans du futur habitat partagé. Nous devions concevoir un ensemble de pièces communes et des petits appartements individuels de 31 m². Tout cela en faisant en sorte que l’habitat soit adapté pour des personnes atteintes d’autisme, c’est pourquoi les réunions en amont avec les personnels de l’IME de la Marzelle furent primordiales.

Une fois tous les plans 3D créés, nous les avons importé l’ensemble des murs puis les meubles sur spacial.io. Nous avons ensuite placé un à un tous ces objets 3D dans la VR afin que nous puissions nous déplacer à l’intérieur et découvrir l’habitat de manière immersive.

Bilan du projet :

Les points positifs du projet :

• Projet collaboratif : Ce projet s’effectue avec des collaborateurs qui ne sont pas forcément des ingénieurs. Cela oblige à adapter son discours pour être clair et compris par les autres lorsque l’on parle d’un sujet technique. Cela nous sera très utile dans notre futur monde professionnel.
• Projet utile : Ce projet vise directement à aider des personnes en situation de handicap, on se sent donc utile, investi et motivé dans la réalisation de leurs futurs lieux de vie.
• Découverte de la VR : En pleine expansion, c’était pour autant notre première expérience avec la VR. Nous avons découvert une technologie très prometteuse que ce soit dans des domaines du divertissement, mais aussi bien comme ici pour des projets sociaux / médicaux.
• Orientation : Nous sommes en effet tous les deux de futurs élèves de la spé SAGI à Polytech Angers, qui contient une spécialisation Réalité Virtuelle. Cela nous a donc fait une découverte et permis de peu être la choisir en 5e année.

Conclusion :

Pour conclure, ce projet nous a énormément plus, nous avons appris beaucoup de chose, rencontré de nombreuses personnes et cela a été très enrichissant. C’est pourquoi, si vous êtes actuellement en PEIP 1/2 et que vous regardez cet article pour vous aider à choisir un projet, nous vous recommandons, s’il est encore proposé, de choisir le projet Spacial.io !

Lien vers le rapport :

Bonjour à toutes et à tous,  

Nous nous appelons Jonathan Blandin et Soren Combalot et nous allons vous exposer nos avancées et les résultats trouvés concernant notre projet de deuxième année. 

Produire de l’électricité, oui mais comment ?

Pour commencer, notre projet s’intitule “Production d’électricité à partir de l’énergie cinétique”. L’objectif se cachant derrière cet intitulé est de concevoir un système qui nous permettra de transformer l’énergie de rotation d’une voiture en électricité pour ainsi recharger sa batterie. Notre projet s’intéresse donc majoritairement à des véhicules hybrides ou bien électriques.  

Ce thème de projet nous a vraiment intéressé et motivé parce que nous pensons qu’il traite d’un réel problème environnemental que nous avons aujourd’hui qui est l’inutilisation de certaines énergies au quotidien. En effet, de nos jours les énergies fossiles se font de plus en plus rares et sont fortement polluantes et néfastes pour la planète. Il est donc important de réfléchir et de trouver des moyens d’utiliser ces énergies “vertes” que l’on perd au quotidien. 

La dynamo, notre point de départ

 Pour nous aider dans nos recherches, nous avions pour consigne de nous inspirer du principe de dynamo qui est utilisé sur les vélos. Dans le cadre d’un vélo, c’est l’énergie musculaire de l’utilisateur lors du pédalage qui est utilisée. Pour ce faire, un simple galet vient se positionner sur le côté d’un pneu. Lorsque l’utilisateur pédale et donc que la roue tourne, le galet tourne ce qui entraîne la rotation du rotor de la dynamo ce qui permet à celle-ci de fournir du courant afin d’alimenter un éclairage.

Sur cette photo, vous pouvez observez une dynamo qui est installé sur le pneu avant d’un vélo afin de faire fonctionner une lampe.

La partie conception :

1. Comment récupérer cette énergie ?

À l’aide de nos recherches sur les différents moyens de récupérer de l’énergie dans une voiture, nous avons décidé de nous servir d’un alternateur. En effet, nous nous sommes rendus compte que ce qui était appelé une dynamo pour les vélos était en fait un alternateur. Le seul problème avec l’alternateur, c’est qu’il va fournir un courant dit “alternatif” en sortie. Pour expliquer simplement, un courant alternatif nécessite une utilisation instantanée de l’électricité comme pour allumer une lampe ou recharger une batterie par exemple. Pour recharger notre batterie nous allons donc utiliser un courant alternatif qui certes permet un rechargement moins rapide qu’un courant continu mais qui protège l’état de cette dernière. 

2. Où placer notre système et pourquoi ?

Avant de continuer, nous souhaitons préciser que pour faciliter nos calculs, nous avons choisi un modèle de référence qui est la Renault Zoé.  

Comme nous l’avons vu plus haut, une dynamo/un alternateur a besoin d’une vitesse de rotation pour fonctionner. La prochaine étape pour réaliser notre conception fut donc de trouver quel est le meilleur élément en rotation exploitable dans une voiture. Pour ce faire, nous avons répertorié ces différents éléments d’une voiture comme : les roues, l’arbre de transmission, le rotor…  

Nous avons alors pu en déduire que la pièce la plus adéquate serait l’arbre de transmission des roues qui se situe généralement à l’arrière du véhicule. Nous nous sommes alors renseignés sur la vitesse de rotation de cet arbre de transmission, et nous avons vu qu’il s’agissait de la même que celle des roues du véhicule. Comme vous pouvez le voir ci-dessous, nous avons réalisé un tableau Excel qui nous permet de trouver la vitesse de rotation des roues en fonction de deux paramètres : pneu et vitesse du véhicule. 

Nous avons donc une vitesse de rotation allant de 86 à 1120 tr/min.   

3. Les contraintes de l’alternateur et notre solution. 

Le problème d’utiliser un alternateur, c’est que pour fonctionner, il faut un nombre de tr/min minimum. En faisant des recherches, nous nous sommes aperçus que cette contrainte minimale variait en fonction des alternateurs (allant de 1000 à 5000). Pour atteindre cette contrainte la vitesse de notre véhicule devrait être 120 ou 130 km/h. Il nous fallait donc trouver un moyen d’augmenter la vitesse de rotation que recevra l’alternateur pour pouvoir générer suffisamment d’énergie. 

On a donc choisi d’utiliser un système de poulies-courroie qui nous permettrait de multiplier la vitesse de rotation par 2. Pour ce faire, nous nous sommes renseignés sur le site zpag, qui nous a permis de réaliser toute la partie dimensionnement de la poulies-courroie. 

En faisant alors les calculs, nous avons trouvé que la poulie d’entrée devait avoir un diamètre de 100 mm, celle de sortie de 50 mm et enfin la courroie une longueur de 320mm. 

4. Les fixations

Une fois notre système de production d’énergie trouvé, nous avons dû réfléchir à une façon de fixer ce dernier dans l’arbre de transmission. Pour ce qui est des différentes poulies, nous avions tout d’abord pensé à utiliser des clavettes qui seraient intégrées à l’arbre de transmission pour que la rotation de ce dernier entraîne celle des poulies suivies de deux bagues sur les côtés pour bloquer la translation. Nous avons très vite abandonné cette idée, car après la réalisation des différents calculs, nous avons trouvé un couple qui était de 8000 N.m ce qui entraînait une clavette d’au moins 46.6 cm ce qui est beaucoup trop grand. 

Nous en avons donc parlé avec Monsieur Ibrahim et Monsieur Haddad qui nous ont conseillé d’utiliser des goupilles. Nous nous sommes donc renseignés et avons décidé d’utiliser ce système qui devrait nous permettre d’assurer la rotation du système et d’empêcher sa translation.  

Pour fixer l’alternateur, nous avions pensé à créer une boite qui servirait à maintenir l’alternateur immobile et qui pourrait être vissée à l’essieu du véhicule. Nous souhaitions prendre rendez-vous avec un garage Renault (concepteur de la Zoé) pour voir si ce système était possible, mais nous n’avons jamais eu de réponse. 

5. La CAO

Pour la partie CAO, nous avons utilisé le logiciel Solidworks sur lequel nous avons conçu les deux poulies et l’alternateur. Ci-joint les photos de notre CAO :  

La fabrication :

1. Comment faire pour adapter notre système sans voiture ?  

Pour nous assurer que notre système théorique est effectivement fonctionnel, nous devons le réaliser. Mais n’ayant pas de voiture électrique avec nous et disponible pour des tests, il nous a été nécessaire de trouver un moyen de reproduire ce système dans l’enceinte de Polytech. Ci-dessous une représentation réalisée par Jonathan Blandin du système imaginé. 

Nous avons donc choisi de réaliser le même système qui est une poulies-courroie. Pour ce faire, nous nous sommes procuré tous les composants qui nous étaient nécessaires. Nous avons donc eu une courroie avec une longueur de 246 mm. Le fait de connaître la longueur de la courroie nous a permis de définir que la poulie d’entrée devait avoir un diamètre de 64 mm et celle de sortie de 32 mm. 

Pour la partie “production d’énergie” le dispositif consiste à remplacer l’alternateur par un moteur pas à pas (situé en haut à droite du schéma ci-dessus) qui sera fixé sur un support pour éviter les mouvements sur ce moteur. Nous y installerons une des deux poulies qui sera conçue sur Solidworks et ensuite imprimé au Fablab. Notre but sera alors de vérifier si nous avons du courant en sortie à l’aide d’un voltmètre.  

Ensuite, nous avons réfléchi à un système afin de représenter l’arbre de transmission (un long cylindre métallique). La solution que nous avons adoptée a été d’acheter un arbre de 8 mm de diamètre et 40 cm de longueur et d’y placer la première poulie qui sera conçue sur Solidworks et ensuite imprimée au Fablab. Notre arbre sera alors surélevé à l’aide de support que nous avons nous-même réalisé.

Tout notre système sera alors monté sur une planche en bois qui assurera la stabilité de ce dernier.  

2. Les difficultés rencontrées et nos solutions  

Malheureusement, lors de la fabrication de notre système, nous avons dû faire face à de nombreux problèmes. Tout d’abord, nous avons appris une fois nos pièces reçues que nous ne pourrions pas réaliser de goupilles à Polytech parce que le matériel disponible n’est pas conforme pour une précision suffisante. Nous avons dû changer et réfléchir à un nouveau moyen de fixer les poulies. 

Pour la poulie d’entrée, nous avons utilisé des bagues pour bloquer sa translation et deux roulements pour permettre une meilleure rotation. Pour que les bagues ne bougent pas de l’arbre, nous avons utilisé la technique de monté-serré qui consiste à avoir deux pièces de même diamètre pour qu’il soit quasiment impossible de les bouger une fois placées. Nous avons chauffé les pièces produites par l’imprimante 3D afin de mieux les emboîter. Pour la poulie de sortie nous avons utilisé le même principe de monté-serré avec une simple bague.  

Nous avons testé cette disposition et constaté que système est bien bloqué en translation et permet la rotation.  

Notre deuxième problème majeur fut la courroie. Tout d’abord, nous l’avons reçu un mois après l’arrivée de nos matériaux. Or, nous nous sommes rendu compte à son arrivé qu’elle était beaucoup trop petite pour fonctionner. Nous avons donc dû trouver un moyen de la remplacer et rapidement. Nous avions pensé à utiliser du papier peint que nous aurions collé sur plusieurs épaisseurs pour en faire une courroie suffisamment résistante. Mais nous avons abandonné cette idée, parce qu’elle nous semblait longue à réaliser, peu fiable et peu précise dans ses dimensions. Nous avons alors trouvé une idée qui serait sûrement plus précise et plus résistante. La solution fut d’utiliser un grand élastique d’environ 5 mm de large et de le tendre suffisamment pour en faire une courroie. 

3. Rendu final et Conclusion 

Une fois tous les problèmes surpassé, nous avons pu procéder à notre assemblage final :

Enfin, notre dernière étape fut de tester si nous avions bien une tension à la sortie de notre système à l’aide d’un voltmètre.

Comme vous pouvez le voir sur la vidéo, nous avons réussi à obtenir un courant d’environ 6 volts, ce qui démontre bien qu’il est possible de récupérer de l’électricité à l’aide de l’arbre de transmission d’une voiture.

Pour conclure, ce projet nous aura permis de mettre en pratique toute nos connaissances acquises lors de notre prépa mais aussi de nous conforter dans nos différents choix de spécialités, QIF et SAGI.

Nous tenions à remercier Monsieur Adel Haddad notre professeur référent pour s’être rendu disponible afin de nous aider.

Construction d’un avion radiocommandé

Bonjour à toutes et à tous. Nous sommes quatre étudiants de Polytech Angers, et nous allons vous présenter notre projet de fin de deuxième année de classe préparatoire intégrée.

1 – Objectif du projet

L’idée de ce projet était de construire, à partir de deux plans, celui des ailes et du fuselage, un avion radiocommandé que l’on puisse faire voler nous même. Comme nous n’avions, à la base, aucunes connaissances en aéromodélisme, nous avons dû contacter un club spécialisé dans ce domaine, situé prêt d’Angers et nommé “Les Ailes Plessiaises”. Nous avons, grâce au président du club, Patrick Rioche, établi un plan de réalisation pour réussir à atteindre notre objectif.

2 – Création des pièces

La première étape dans notre projet fut de numériser les plans de l’avion, et de détourer chaque pièces grâce à un logiciel nommé Inkscape. Celui-ci permet d’obtenir des images qui vont être utilisées dans la machine C.N.C qui nous à servit à découper les pièces les plus complexes. Pour allier légèreté et solidité, nous avons décidé d’utiliser du bois très léger : le balsa. Ceci nous à permis de découper nous même, au cutter, les parties plus simples.

3 – Assemblage de l’avion

Après avoir découpé toutes les pièces, nous avons commencé l’assemblage de l’avion. Les ailes et le fuselage ont été assemblées en parallèle pour économiser un maximum de temps. Pour ce qui est de l’ordre d’assemblage, nous avons commencé par coller les couples, des pièces dont l’utilité est de renforcer la solidité de l’avion, sur le dessus de l’avion, puis ensuite coller les pièces des flancs sur les couples. Les ailes sont quant à elles assemblées tout d’abords en posant les nervures sur deux barres en métal, appelées cordes à piano, puis en collant les différentes pièces par dessus ces nervures.

4 – Filmage et pose de l’électronique

Une fois l’assemblage terminé, il nous restait à recouvrir l’avion d’un film plastique thermorétractable et à installer la partie électronique dans l’avion. Le filmage ce fait à l’aide d’un petit fer à repasser et à pour utilité de couvrir les différents défauts présents sur l’avion, pour éviter que l’air ne s’infiltre dans les interstices et ne perturbe l’aérodynamisme. La partie électronique est quant à elle composée de différents éléments :

• Un moteur électrique
• Quatre servomoteurs
• Une batterie
• Un variateur et un récepteur
• Différentes rallonges pour les servomoteurs

Les servomoteurs sont reliés au récepteur radio alimenté par la batterie, mais également aux ailerons des ailes et aux différentes parties amovibles de l’avion grâce à de très fines cordes à piano reliées à des guignols.

5 – Session de vol

Après avoir fini d’assembler l’avion, d’avoir installer les différents éléments électronique et de l’avoir recouvert de film plastique, il nous restait la partie la plus intéressante, mais également la plus stressante de notre projet : faire voler l’avion. Pour cela, nous avons sollicité Patrick Rioche, qui à l’habitude de piloter ce genre d’appareils, et qui nous à emmené sur le terrain de vol du club.

Les différents vols que nous avons effectués se sont tous très bien déroulés à l’exception près du premier. A l’atterrissage, le train d’atterrissage de l’avion s’est arraché car nous n’avions pas utilisé le bon matériau pour les renforts qui y étaient associés. Pour les vols, nous utilisons une télécommande spécialisée commandée sur un site d’aéromodélisme.

Il est intéressant de rajouter que nous avons tous pu nous essayer au pilotage de l’avion, en double commande avec M. Rioche, pour ressentir pleinement les résultats de notre projet.

Conclusion

Pour finir, nous sommes fier d’avoir réaliser ce projet, malgré les nombreuses difficultés rencontrées. Nous avons acquis beaucoup de compétences et de nouvelles connaissances. Nous pensons finalement que si de futurs étudiants venaient à poursuivre notre projet, ils pourraient aller plus loin grâce aux informations présentes dans notre rapport et donc l’améliorer en y ajoutant différents éléments technologiques notamment des capteurs pour obtenir des données de vol où une caméra par exemple.