Création d’un arrosage automatisé

Publié le 12 juin 2021 par FONTENEAU Chloe

Bonjour à toutes et à tous !

Dans cet article vous trouverez des bonnes et des mauvaises raisons de s’engager dans la création d’un arrosage automatique et surtout notre démarche face à ce projet.

Selon des estimations compilées par l’Organisation pour l’alimentation et l’agriculture (FAO), d’ici à 2050, la production alimentaire devra augmenter de 60 % pour nourrir une population mondiale de 9,3 milliards. Continuer à cultiver les terres selon nos habitudes exercerait une forte pression sur nos ressources naturelles. Nous n’avons donc pas d’autre choix que d’entreprendre une révolution plus verte. Sachant que plus nous serons nombreux, plus nos besoins en eau seront importants : il devient donc essentiel de commencer dès que possible à arroser nos plantes le plus écologiquement possible. Nous sommes deux étudiantes en deuxième année préparatoire intégrée de Polytech Angers et nous nous sommes intéressées au projet de la création d’un arrosage automatique.

Maquette finale d’un arrosage automatisé

Notre principal objectif est de créer un arrosage automatisé qui soit à la fois économique et écologique. Pour cela, nous avons dû faire des choix concernant les types d’arroseurs, le matériel que nous avons besoin et les différents capteurs qui nous seront utiles. La première phase de notre projet a donc été la recherche ainsi que la création d’une carte mentale regroupant tous les points essentiels pour réaliser notre arrosage automatique.

Notre carte mentale avec les éléments que l’on a jugé importants de prendre en compte

Dans un premier temps et avec nos moyens, il a été préférable de concevoir une maquette afin d’être capable de bien visualiser l’ensemble du projet ainsi que de pouvoir le réaliser à petite échelle et observer son fonctionnement. Ce qui, dans un second temps, pourra être réalisé à l’échelle d’un champ de maraîcher en redimensionnant l’ensemble.

Voici quelques schémas :

Schéma général avec les raccords en eau

Schéma vue de dessus à l’intérieur du bac potager

Schéma de notre boitier Arduino comprenant deux étages
-1er étage : la breadboard
-2ème étage : la carte Arduino UNO

Cette maquette a aussi été conçu sur SolidWorks. En effet, les schémas 3D permettent une meilleure visualisation de l’ensemble et des erreurs s’il y en a.

Schéma vue de côté réalisé sur SolidWorks
Vous pouvez observer le bac potager contenant 4 plants, les tuyaux, les 4 goutteurs ainsi qu’un capteur d’humidité des sols et un capteur de luminosité. À sa gauche deux autres capteurs mesurant la température et l’humidité de l’air. Il y a également la cuve remplit d’eau tout à gauche contenant le capteur de niveau d’eau. Au milieu on retrouve le boitier Arduino fermé avec la pompe et le servomoteur remplaçant l’électrovanne.

Schéma vue de dessus réalisé sur SolidWorks

Déroulement du projet

Par la suite, ce projet s’est décomposé en trois grandes étapes.

La première a été essentielle pour anticiper les éventuelles difficultés que l’on pourrait rencontrer. Il s’agit de la création du cahier des charges. Ce dernier étant le pilier de tout projet, il faut donc être précis dans la rédaction et prévenir des éventuels problèmes que l’on pourrait rencontrer lors des différentes étapes de la réalisation de la maquette. Notre cahier des charges regroupe les différentes fonctions que notre arrosage automatique remplit, les résultats attendus, les spécifications techniques et les spécifications fonctionnelles.

La seconde étape a été la découverte et la prise en main du matériel Arduino. Une phase plutôt compliquée pour nous, car, nous n’avions que très peu de connaissances sur Arduino. Nous avions donc commencé par beaucoup de recherches et de tests, élément par élément, comme la simple action d’allumer une LED.

Branchement de la breadboard avec la carte Arduino

Branchement final pour allumer la LED

LED allumée grâce au code retranscrit sur la carte Arduino

Ensuite, nous avons cherché à faire marcher chaque capteur séparément. Une fois que le programme fonctionnait et que nous trouvions des mesures cohérentes, nous avons branché les capteurs ensemble et rassemblé les programmes sur un même fichier Arduino. Cela nous a permis d’avoir toutes les données nécessaires pour être en mesure d’automatiser l’arrosage.

Branchement final Arduino avec tous les capteurs

Résultats observés sur le moniteur de série

La réalisation de la maquette complète, étant la dernière étape, n’a été que partiellement exécutée. En effet, nous nous sommes concentrées sur la partie hydraulique puis la partie électrique mais nous avons manqué de temps pour les réunir. De plus, nous n’avons pas réussi à transférer nos données sur une application. Nous nous sommes contentées d’observer les résultats sur Arduino.

Les problèmes rencontrés

Plusieurs problèmes ont pu être rencontrés au cours de ce projet que ce soient des manques de connaissances dans un domaine, des problèmes de précision ou bien des soucis de matériel. Au final, toutes ces contraintes nous ont surtout conduit à un manque de temps pour finir notre maquette.

Conclusion

La création d’un arrosage automatique est un projet très complet. Il nous faut être capable de concevoir l’ensemble de notre arrosage automatique sans même toucher au matériel, cela nécessite une grande réflexion. Il nous faut aussi gérer la partie budget, trouver les bons produits avec le meilleur rapport qualité/prix. Il y a aussi un vocabulaire technique propre à ce domaine qu’il nous a fallu apprendre ainsi que les caractéristiques de chaque élément. Certaines étant très importantes à prendre en compte afin de relier les éléments entre eux. Par exemple, l’absorption d’eau et la pression maximale doivent dépasser un certain seuil en fonction des goutteurs que l’on choisit. De même, les diamètres sont également à surveiller pour ne pas se tromper dans les tuyaux.

Les caractéristiques de notre pompe à eau

Nous avons aussi pu enrichir notre culture personnelle sur la façon de bien arroser ses plants selon les méthodes de maraîchers.

La CAO a aussi été un point sur lequel nous avons dû progresser mais la plus grande évolution concerne la partie électronique. En effet, nous avons eu aucune préparation préalable avec Arduino, la création de programme a donc été parfois compliquée.
Pour finir, notre intérêt pour ce projet n’a fait qu’augmenter de séance en séance. Il nous a permis d’acquérir de nombreuses compétences que l’on n’aurait peut-être pas développées avec un autre projet. Ce travail a été une source de développement de notre autonomie, et de notre réflexion sur un projet global.

Cet article touche à sa fin, en espérant qu’il vous aura plu.
Merci pour votre lecture !

Projet d’optimisation d’un véhicule à air comprimé miniature

Publié le 7 juin 2021 par BOURDAIS Remi

Bonjour à tous, nous sommes un groupe de quatre étudiants en 2ème année du cycle préparatoire de Polytech Angers. Au cours de notre dernier semestre de formation nous avons réalisé un projet qui avait pour objectif : l’amélioration d’un véhicule à air comprimé fourni par l’école.

Vue générale de la voiture étudiée à air comprimé

1) Description du travail réalisé :

Nous avons passé la majeure partie du temps à réaliser le véhicule sous CAO (Conception Assistée par Ordinateur) sur le logiciel OnShape afin de reproduire le véhicule virtuellement.

Exemple de conception de pièces sous CAO avec esquisse au dessus et rendu final en-dessous (à gauche: un piston | à droite: le réservoir d’air)

Nous avons ensuite cherché à calculer la vitesse maximale théorique du véhicule afin de chercher à l’optimiser. Pour ce faire nous avons utilisé Excel:

Exemple de calcul sous excel:Tableau des différentes forces résultantes en fonction de l’angle de départ de la roue motrice

Exemple de formule utilisée (à gauche) et exemple d’utilisation de la CAO pour trouver les couples du système (à droite)

Après une série d’application de formules, nous avons trouvé une vitesse moyenne de 0,31 mètre par seconde.

Une fois cette vitesse obtenue nous avons émis des hypothèses permettant d’améliorer le véhicule telles que :
– Changer le matériau du réservoir (passer du plastique au verre pour augmenter la pression dans celui-ci)
– Remplacer notre réservoir par un réservoir plus grand afin que la voiture puisse rouler plus longtemps
– Remplir notre réservoir avec du protoxyde d’azote à 60 bars au lieu de l’air
– Changer le bâti en plastique par un bâti en carbone
– Supprimer des pièces non-obligatoires sur la voiture
– Calculer les forces pour optimiser les liaisons et ainsi avoir un meilleur rendement
– Changer le revêtement des roues

2) Conclusion :

Même si nous n’avons pas pu mettre en pratique toutes nos théories à cause de la situation sanitaire, nous avons pu améliorer le véhicule théoriquement. De plus ce projet de groupe nous a permis de travailler la communication et la concertation au sein d’une équipe. Il nous a également permis de mettre en pratique nos connaissances apprises au cours de notre cycle préparatoire. Ce fut une expérience très enrichissante.

Bourdais Rémi
Casteur Axel
Gacoin Baptiste
Poupet Eloi

Projet Rubiks Cube 2021 Antoine Nolan Nicolas

Publié le 6 juin 2021 par SARRAZIN Antoine

Présentation du projet:

Bonjour, nous sommes Antoine Nicolas et Nolan, étudiants en deuxième année préparatoire intégrée de Polytech Angers. Dans l’objectif de réaliser une armoire à énigmes pour le futur escape Polytech nous étions chargés de concevoir une de ces énigmes qui n’était autre que la résolution d’un Rubik’s Cube. Il ne fallait pas simplement résoudre le Rubik’s Cube à la main (ce serait trop simple) mais il fallait le résoudre à l’aide d’un robot qui ferait tourner ces faces grâce à des boutons.

Phase de conception:

Nous avons aussi pensé à la manière dont nous allions faire tourner le Rubik’s cube. Nous avons opté pour 6 servomoteurs à rotation continue qui seront contrôlés par un Arduino. Ils ont l’avantage de pouvoir tourner comme son nom l’indique en continu et dans les deux sens de rotation contrairement à d’autres moteurs qui ne peuvent tourner qu’à 270°. Pour connaître la force qu’il faudrait exercer pour faire tourner les faces du Rubik’s cube, nous avons effectué des tests simples à Polytech, ce qui nous a permis d’avoir des servomoteurs suffisamment puissants et ainsi ne pas commander des servomoteurs inadaptés. Afin de créer une interface homme-machine affordante, nous avons pensé à des boutons qui auraient la même couleur que la face que l’utilisateur souhaite faire tourner. De plus, nous avons réfléchi à un switch qui permet de faire tourner les faces dans les deux sens. Nous avons également réfléchi à un boitier de contrôle qui permettrait de ranger l’Arduino et la breadboard afin d’avoir un rendu plus agréable à utiliser et à regarder. Enfin, nous avons pensé à mettre un miroir à l’arrière de la structure afin de voir le Rubik’s cube dans son ensemble.

Conception Assistée par ordinateur:

Nous avons ensuite réfléchi sur la forme de la structure qui pourrait accueillir le Rubik’s cube. Nous avons opté pour trois formes différentes, chacune avec ses avantages et ses inconvénients. La première est simple à construire mais présente des problèmes pour accueillir les servomoteurs, il faut réaliser un porte-à-faux assez important afin d’aligner les moteurs avec le centre du Rubik’s cube. La seconde est simple à construire avec une installation facile des servomoteurs, mais les pièces pour la construire ne sont pas disponibles chez notre fournisseur ; il nous fallait des cubes qui puissent relier 4 barres pour former une croix. Enfin, la dernière structure est réalisable avec les pièces disponibles et permet de monter les servomoteurs. Cependant elle est relativement compliquée à monter car il est compliqué de centrer parfaitement les servomoteurs.
Pour mieux visualiser nos idées, un travail de modélisation 3D a été effectué. Nous avons modélisé les pièces présentes sur le site du fournisseur à l’échelle quand les dimensions étaient disponibles. Cela nous a permis d’éviter des problèmes futurs, comme des erreurs de mesures, des problèmes liés à des dimensions inconnues…
Voici les images de nos trois structures :

Code:

Simultanément avec la modélisation 3D, nous avons créé le code Arduino qui nous permettra de faire pivoter nos faces suite à un appui sur un bouton. Le code est relativement simple, il fait tourner le moteur quand l’utilisateur appuie sur le bouton. Il y a en plus un délai entre chaque appui de bouton afin de ne pas faire tourner deux faces en même temps et de risquer de casser le Rubik’s cube.

Assemblage:

Une fois la forme de la structure choisie et le code réalisé, nous avons commandé nos pièces et nous les avons assemblées pour commencer à faire des tests grâce à l’Arduino.
Nous avons vissé les barres ensemble grâce à des cubes prévus à cet effet. Une fois cela fait, nous avons mis les servomoteurs dans leur support que nous avons fixés aux équerres. Ensuite, nous avons placé les équerres afin que l’axe de rotation des servomoteurs soit parfaitement aligné avec le centre des faces du Rubik’s cube. Pour tenir le Rubik’s cube, nous avons vissé des entretoises sur les servomoteurs. Ces entretoises sont ensuite mises en contraintes dans des bouchons en liège qui sont collés au centre des différentes faces du Rubik’s cube. En parallèle, nous avons ajusté le temps que mettaient les servomoteurs pour faire tourner les faces de 90°.
Enfin, nous avons eu quelques idées afin de rendre le système plus ergonomique. Par exemple, nous avons pensé à créer une boîte dans le style des contrôleurs de borne d’arcade permettant d’accueillir l’Arduino et les boutons afin que les câbles soient rangés de façon optimale.

Problèmes rencontrés:

Nous avons rencontré quelques problèmes lors de la conception et de la réalisation de notre projet. Pour commencer, évoquons les problèmes ayant attrait à l’aspect fonctionnel de notre projet. Notre première structure n’était pas adaptée pour faire tourner les faces avec les servomoteurs car il fallait les déporter sur une trop longue distance, ce qui aurait apporté des forces et des moments sur la structure et les servomoteurs supplémentaires, ce que nous voulions absolument éviter afin de faire tourner au mieux le Rubik’s cube. Pour la seconde structure, nous avons eu des problèmes concernant les pièces proposées par le fournisseur avec lequel nous devions travailler. Nous avons donc créé une nouvelle forme pour notre structure, ce qui nous a permis de monter les servomoteurs avec les pièces disponibles. Cependant, cette dernière a été très compliquée à construire car il faut être très précis dans l’installation de nos servomoteurs. Enfin, le problème reste que deux servomoteurs sont un peu déportés de l’axe du Rubik’s cube. Ce problème se corrige un minimum avec les supports de servomoteurs mais cela ne reste pas parfaitement centré.

Nous avons également rencontré des difficultés liées à la logistique. Le temps de livraison de nos pièces a été très long. En effet, nous avons attendu un mois pour que les pièces nécessaires à la construction de la structure et les servomoteurs arrivent. Nous ne pouvions donc rien entreprendre de nouveau car nous ne pouvions pas savoir si de nouvelles difficultés allaient se présenter. Ce problème s’est réitéré avec un nouveau mois d’attente pour les dernières pièces qui nous manquaient.

Nous avons aussi rencontré un problème concernant les servomoteurs car rien n’indiquait sur le site du fournisseur leur manière de fonctionner, c’est-à-dire que nous ne savions pas qu’ils ne se contrôlaient que par la vitesse et non grâce à sa position angulaire. Nous avons donc testé tous les servomoteurs afin de régler les vitesses dans le but de faire un angle de 90° suite à un appui sur un bouton.
Cependant, la friction ne nous permettait pas de réaliser des angles de 90° à chaque fois donc nous avons utilisé des servomoteurs à contrôle angulaire qui ne peuvent tourner que de 270° mais qui permettent quand même d’avoir toutes les configurations pour résoudre le Rubik’s cube. Cependant, nous avons rencontré un problème avec les entretoises qui tiennent le Rubik’s cube. Elles se dévissent lorsque l’on les tourne dans un certain sens, il a donc fallu coller les entretoises au moteur.

Nous avons donc commandé et monté les nouveaux servomoteurs à contrôle angulaire, nous nous sommes malheureusement rendu compte que ces servomoteurs ne tournent pas parfaitement à 270°, nous avons 2 à 3° de décalage ce qui nous empêche de parfaitement utiliser notre solveur de Rubik’s cube.
De plus, nous avons dû changer de « type » de Rubik’s cube car nous avions commencé avec un cube « blanc ». En effet, quand nous faisions tourner les faces, le cube central tournait dans le vide donc nous n’arrivions pas à faire tourner la face. Nous avons donc opté pour le modèle « noir », qui lui est plus rigide mais qui peut être plus compliqué à faire tourner.

Nous avons eu aussi un servomoteur qui était défectueux; dès que nous le branchions, il créait un court-circuit ce qui éteignait l’Arduino instantanément.
Nous avons donc rencontré des difficultés de montages assez importantes. En effet, nous devions fixer le Rubik’s cube à tous les servomoteurs tout en nous assurant que les servomoteurs tiennent à la structure, ce qui n’était pas une mince affaire.

Vidéo du solveur de Rubiks Cube en action:

Conclusion :

Le résultat final est conforme au cahier des charges car il permet à une personne de résoudre le Rubik’s cube par l’intermédiaire de servomoteurs. Cependant, il serait possible d’améliorer de nombreux points afin de rendre l’utilisation de notre système plus facile et plus rapide. Pour commencer, le système frotte donc nous perdons en rapidité. Il nous faudrait donc un moyen afin de rendre la rotation du Rubik’s cube plus fluide ou de mieux centrer nos servomoteurs. Nous pourrions aussi surement améliorer la visibilité en ayant un moyen de voir le Rubik’s cube sans l’intermédiaire d’un miroir, pourquoi pas une caméra qui nous permettrait de voir toutes les faces du Rubik’s cube en même temps grâce à un moniteur externe. Enfin, nous pourrions avoir un tableau de jeu plus agréable pour l’utilisateur, c’est-à-dire un tableau de jeu qui pourrait plus ressembler à ceux des bornes d’arcade avec des boutons plus gros donc plus faciles à manipuler.

Automate Animé en CAO

Publié le 2 juin 2021 par GUITARD Paul

Bonjour à tous !
Dans le cadre d’un projet de conception mis en place par Polytech Angers, nous avons travaillé sur la création d’un automate animé. L’objectif était de s’inspirer des travaux Disney Research afin de créer notre propre automate.

Automate : Appareil mû par un mécanisme intérieur et imitant les mouvements d’un être vivant

Automate Disney Research

Notre projet s’est décomposé en deux étapes :

Une première étape de modélisation sur un logiciel de CAO.
Une seconde étape de conception grâce aux imprimantes 3D de Polytech.

Avant de commencer à modéliser en CAO, il a fallu trouver des idées de mouvement à reproduire. Après quelques heures de recherches nous avons décidé de reproduire le mouvement d’un battement d’ailes. La première chose à faire a été de sélectionner un logiciel de modélisation 3D, nous avons rapidement choisi de travailler sur OnShape car le site permet le travail collaboratif en ligne.
Nos premiers mécanismes créés sur OnShape ne fonctionnaient pas.

Toute première tentative de mécanisme

Nous avons donc décidé d’approfondir nos recherches sur le mouvement de l’oiseau ainsi que sur les différents mécanismes permettant de le reproduire. Voici un aperçu du premier mécanisme ayant réellement marché :

Vue de face

Vue de haut

Ce premier mécanisme ne fonctionnait que sur un logiciel de CAO car il ne prenait pas en compte les contraintes des matériaux. Par exemple, les engrenages n’avaient pas de dents mais ils s’entrainaient tout de même en rotation.

Il nous a donc fallu adapter ce mécanisme à des conditions réelles. Notamment en créant de vrais engrenages et en faisant en sorte de pouvoir assembler toutes les pièces une fois imprimées.

Mécanisme vu de face

Mécanisme vu de haut

Ensuite, nous sommes passés à la deuxième phase de notre projet, l’impression et l’assemblage. Avant d’imprimer nous avons dû redimensionner toutes nos partie d’ailes afin que l’oiseau ne soit pas trop grand. Pour imprimer nous avons transféré toutes les pièces une par une sur le logiciel IdeaMaker.

Image de l’interface IdeaMaker

Après un bref tutoriel nous avons lancé l’impression de nos premières pièces :

Pour assembler les différentes parties de notre oiseau nous avons choisi d’utiliser des vis M3/40, c’est-à-dire des vis de 3 mm de diamètre et de 40 mm de longueur.
Une fois totalement monté, le mécanisme fonctionne à la perfection.

Un seul problème était à noter, les boulons se dévissaient petit à petit à mesure que le mécanisme fonctionnait. Nous avons donc cherché des solutions afin que les différentes pièces soient bloquées dans le temps. Après avoir discuté avec notre professeur référent nous avons décidé de commander des écrous frein puis nous avons remonté l’oiseau avec ces derniers.

Ecrous frein: la partie bleu est fait de caoutchouc et permet d’augmenter l’adhérence de l’écrou au filetage de la vis.

En parallèle nous avons développé un autre mécanisme permettant de faire un mouvement de tête. Nous avons voulu l’imprimer en 3D mais nous n’avons pas pu car l’imprimante était en panne et il ne nous restait plus beaucoup de temps pour finir le projet.
Nous avons choisi une bielle manivelle reliée à un engrenage, ce qui permet de faire monter et descendre la tête.

Pour le relier au premier socle, nous avons choisi de décaler vers le centre le mouvement de rotation grâce à deux arbres en rotation reliés par deux petits engrenages:

Voici des images de la totalité de notre travail en CAO:

Vue de devant

Vue de profil

Enfin, nous avons commencé à rajouter une couche esthétique en rajoutant une queue et des pates à l’oiseau:

Conclusion:

Même si l’oiseau une fois terminé propose un mouvement vraiment intéressant, on ne peut pas dire que l’automate est terminé pour autant. Nous aurions aimé y ajouter un mouvement de queue et imprimer le mécanisme de tête. Mais pour cela il aurait fallu concevoir de nouvelles pièces et réfléchir à de nouveaux mécanismes afin de créer ces nouveaux mouvements. Seulement cela demande énormément de temps. À cause de quelques pannes d’imprimante sur les dernières séances des projets, nous n’avons pas pu réaliser les quelques impressions qui nous manquaient, nous avons néanmoins réalisé au maximum la CAO.

Création d’un carrousel en CAO

Publié le 21 avril 2021 par DALBY Lison

Amateurs de sensations fortes ? Ce projet va vous intéresser !!

Bonjour à tous et à toutes, nous sommes 4 étudiantes Pauline Fouville, Élodie Branchereau, Julie Dandin et Lison Dalby. Dans le cadre de notre PEIP 2 à Polytech Angers, nous avons modélisé en 3 dimensions un carrousel pour 4 enfants. Avec l’aide de Monsieur Ibrahim, nous avons travaillé pendant des mois pour créer celui qui nous conviendrait parfaitement.

Ce projet a été préalablement divisé en deux grandes parties :

– Une partie avec des calculs de résistance des matériaux, où le groupe en charge de ce travail devait effectuer les calculs de choix de la motorisation, des arbres, des roulements, du réducteur etc..

– Et l’autre partie, dont notre groupe était en charge avec le dimensionnement et la conception des pièces sur le logiciel SolidWorks.

C’est cette seconde partie qui nous a le plus intéressées car il s’agit de choses beaucoup plus concrètes. De plus, la maitrise de la CAO est nécéssaire dans la plupart des branches de l’ingénierie et notamment dans celles vers lesquelles on pense s’orienter. Un autre groupe de projet s’est occupé de la première

Notre défi a été de nous adapter du mieux possible aux contraintes qui nous étaient imposées (vitesse de rotation, poids des enfants, …). Nous avions tout de même de nombreux choix à faire sans aucune obligation tels que la forme des pièces et le choix des matériaux.

Dès la première séance, nous avons commencé à lister toutes les pièces et les moyens de fixation dont nous aurons besoin. Les calculs de puissance du moteur, de l’angle d’inclinaison, et des roulements a sans doute été la partie la plus rapide. Ce qui nous a pris le plus de temps a été la modélisation 3D de l’intégralité des pièces. En effet, nous avons passé quelques séances à prendre en main le logiciel SolidWorks afin de pouvoir réaliser les pièces et faire les simulations de forces rapidement et du mieux possible par la suite.

Nous avons ainsi modélisé une grande partie des pièces donc nous avions besoin mais nous en avons également sélectionné certaines sur des bibliothèques en ligne que nous ne pouvions pas créer comme les roulements ou les vis et boulons par exemple. Tout au long du projet nous avons veillé à ce que notre système soit opérationnel sans se préoccuper de l’esthétisme du carrousel (couleurs, design…). Si nous avions eu davantage de temps, ce critère aurait été intéressant à traiter.

Ce fut un projet qui nous a occupé pendant près de quatre mois et qui nous a appris de nombreuses choses. En effet, grâce à ce projet, nous avons su être autonomes, travailler en équipe et gérer l’organisation de notre travail.

Sur les 5 dernières séances, nous avions décidé d’imprimer notre maquette CAO en 3 dimensions pour avoir un rendu réel et pouvoir mieux visualiser notre travail. Nous avons donc du modifier certaines pièces qui étaient trop complexes pour être imprimées correctement par l’imprimante mais également changer la taille de notre carrousel afin qu’il puisse correspondre aux dimensions fixées par celles de l’imprimante Cependant lors de la mise en oeuvre de ce projet final, l’imprimante 3D de l’école est tombée en panne et nous n’avons malheureusement pas pu finaliser cette réalisation.

Finalement, nous sommes toutes les 4 très satisfaites du travail réalisé !

Processinno, le Serious Game de l’innovation

Publié le 21 juin 2018 par CHEVRIER Simon

Bonjour à toi Istien !

Nous sommes 2 étudiants, Yannis Steinebach et Simon Chevrier, actuellement en EI2, et nous avons créé Processinno !
Parmi tous les choix de projets que nous avions, nous avons choisi le Serious Game sur l’innovation car il correspondait au mieux à ce que nous voulions faire en EI3. Le but du projet était simple : construire un Serious Game sur l’innovation en 80 heures.

Processinno est un Serious Game sur les différents procédés d’innovation. Depuis le recrutement d’une équipe jusqu’à la mise en place d’un projet sur le marché en passant par les aspects de management et de la concurrence, Processinno vous montre ludiquement les grandes étapes de l’innovation.
Stratégie, management et concurrence sont les maître-mots de ce Serious Game !
Une innovation, une équipe, une stratégie et c’est parti ! Serez-vous le roi du marché de l’automobile ?

Mais comment est né Processinno ?

Pour développer notre projet, nous sommes partis de post-it… beaucoup de post-it !

L’objectif était de noter tout ce qui nous passait par la tête et qui serait utile d’avoir dans notre jeu ! Une fois nos cerveaux vidés et nos post-it remplis, on a classé toutes nos idées pour en faire une fiche idée !

Mais c’est quoi une fiche idée ?

Une fiche idée c’est une fiche qui va rassembler toutes les informations dont vous avez besoin pour créer votre jeu ! Elle doit contenir des schémas explicatifs, un algorithme de jeu complet ainsi que la description précise de tout ce que vous aurez besoin de créer, comme les pions, le plateau de jeu etc…
Voici à quoi ça ressemble :

Après discussion, nos choix de jeu étaient définis, il était temps de se mettre à créer nos composants qui allaient constituer notre jeu :

La conception CAO

La partie CAO se divise en 4 parties, correspondant aux pions, aux voitures, aux plateaux individuels et au plateau central.

• Les Pions

Ces pions représentent les principaux métiers de l’innovation. Il en existe 8 : Manager, Marketeur, Commercial, Ingénieur R&D, Responsable Production, Logisticien, Facilitateur et Designer. Dans la conception de ces pions, il était important qu’ils soient facilement reconnaissables par les joueurs. C’est pourquoi nous avons décidé de les concevoir avec un design représentant au mieux leur fonction ou quelque chose qu’ils utilisent dans leurs métiers.

• Les Voitures

A la suite d’un Benchmarking sur les plateformes de l’automobile, nous avons conçus, sur Solidworks, 3 types de voitures pour les 3 plateformes (A : Citadine, M : SUV et H : Berline) que nous avions sélectionné.

• Plateaux individuels

Les plateaux individuels comportent 3 places pour des pions employés. Ils présentent également des emplacements pour les cartes méthodes qui seront attribuées aux employés au cours du jeu.

• Plateau Principal

Le plateau principal est le seul attribut physique du projet qui n’a pas été imprimé en 3D. Même si celui-ci a été imaginé sur Solidworks, il a été réalisé en bois, sur mesure. Il comporte 4 parties (1 par équipe) et 3 étages (1 par plateforme). Ce plateau principal représente le marché automobile dans Processinno.

Le développement numérique

Le développement numérique c’est développé petit à petit dans notre projet jusqu’à devenir une partie intégrante de notre jeu. Au début, notre programme ne servait qu’à afficher le capital du joueur et ses dépenses. Par la suite, nous avons incorporer plusieurs options comme les cartes événements (qui sont comme les cartes “chance” au Monopoly), les cartes méthodes (qui sont des cartes qui améliore les pions) ainsi que le management du nombre de pions, le tout regroupé dans un joli menu. On y a ajouté un peu de couleur et corrigé les bugs et nous avions notre programme numérique !

Pour faire notre programme, nous l’avons codé en langage C sur CodeBlocks. Voici quelques aperçus du résultat final :

Ainsi, chaque joueur a son propre exécutable et peut ainsi gérer sa stratégie et ses ressources comme bon lui semble.

Problèmes rencontrés

L’un des problèmes que nous avons rencontré fût les soucis d’impression 3D. En effet, lorsque nous devions imprimer nos pièces, nous avons souvent eu affaire à des pannes de machines qui nous ont retardés dans notre planning. Nous avons donc passé plusieurs heures à réaliser de la maintenance sur machine avant de pouvoir imprimer nos pièces correctement. Par ailleurs, nous étions très nombreux à avoir besoin d’imprimer des pièces en 3D pour les différents projets. Il a donc fallu trouver un accord avec les autres groupes pour savoir quel groupe utilisait quelle machine et à quel moment.
L’autre problème que nous avons rencontré fût le manque de connaissances sur les méthodes de l’innovation. En effet, le Serious Game se base sur les principes de l’innovation, or, ces principes nous étaient totalement inconnus. Nous avons donc dû réaliser quelques recherches et poser plusieurs questions à M. Delamarre pour comprendre ces méthodes afin de réaliser un jeu qui répondait au mieux aux attentes.

Conclusion

Notre projet a su respecter le cahier des charges initial qui était de créer un Serious Game sur l’innovation à partir de quelques idées de départ. Cependant, nous pourrions améliorer ce projet avec, par exemple, une refonte complète de l’affichage numérique pour avoir une application au lieu d’un exécutable. On pourrait également mettre en place un système de récupération de données qui permettrait d’analyser les résultats des joueurs en fin de partie. Cela ajouterait une dimension pédagogique supplémentaire au Serious Game.

Nous tenions à remercier M. Delamarre ainsi que M. Christofol pour leur encadrement tout au long de ce projet.

Yannis Steinebach | Simon Chevrier – EI2 (Projet 2017-2018)

Nono le robot des portes ouvertes

Publié le 24 juin 2015 par DELAUNAY Felix

Nono le robot, tel est son nom ! Après 4 mois de durs labeurs il est enfin là ! Ce robot aura nécessité les compétences de 3 étudiants en cycle préparatoire de l’ISTIA. Mêlant des notions de cours telles que l’automatique, l’électricité, et l’innovation. Tout ceci intervient dans le cadre du projet robot portes-ouvertes. Nous l’avons pensé ensemble, préparé ses composants séparément pour ensuite penser à l’assemblage ensemble. Edouard CURE était chargé de monter ce qui allait être les « jambes » de Nono. Félix DELAUNAY et moi-même Aymerick LOUBER allions nous atteler à préparer les « yeux » de ce petit automate. Pour être plus précis Félix s’occupait d’une matrice à LED qui doit afficher des yeux et faire défiler le nom de notre école : ISTIA. Pour ma part je faisais tout ce qui était autour des capteurs infrarouges qui doivent permettre au robot de détecter le vide afin qu’il ne tombe pas de la table où il se déplacera. Pour ce qui est de son cerveau, nous avions choisi une carte Arduino Uno.

Côté programmation les instructions sont simples : Nono continue d’avancer tant qu’il est sur la table. Si ses capteurs détectent du vide il recule et fait demi-tour. La fonction forw() permet d’avancer et forward() fait accélérer le tout tant qu’il n’y a pas de vide . Une fois le vide rencontré la fonction stopped() arrête le robot puis back() et backward() font reculer. Enfin accelerationright() et fadeinright() permettent la rotation vers la droite.

Le robot continue ainsi tant qu’il est allumé.

La PocketBike électrique

Publié le 19 juin 2015 par POUPARD Antoine

Nous sommes quatre étudiants à l’ISTIA, en fin de deuxième année du cycle préparatoire. Pour conclure ces deux années avant d’intégrer le cycle ingénieur, nous avons donc un projet de conception à réaliser qui utilisera les nombreuses compétences et connaissances acquises. Nous allons donc voir ici chacune des étapes que nous avons menées durant tout ce second semestre.

Nous avons donc choisi le projet sur la PocketBike électrique, un projet qui consiste à enlever le moteur thermique de la PocketBike pour le remplacer par un moteur électrique. C’est un projet très intéressant de par sa problématique actuelle avec l’épuisement des ressources pétrolières et la nécessité de trouver de nouvelles alternatives.

Malheureusement le projet avait mal commencé, puisque la PocketBike que nous devions utiliser a été volée, il a donc fallu s’adapter et raisonner dans un cas assez général et abstrait en attendant d’avoir une PocketBike pour travailler dessus.

ÉTUDE THÉORIQUE

Avant tout, il a fallu dimensionner notre futur moteur électrique sous Excel pour connaitre les différents caractéristiques de celui-ci.

RECHERCHE DU MOTEUR ET DE LA BATTERIE

Après avoir trouvé les caractéristiques de notre moteur, il a donc fallu en trouver un qui correspondait à nos attentes ainsi que la batterie capable d’alimenter notre moteur.

MODÉLISATION SOLIDWORKS

Après avoir choisi notre moteur et notre batterie, nous avons donc modélisé ces composants sous SolidWorks. Nous avons donc récupéré sur GrabCad.com un modèle de PocketBike.

Moteur Thermique Démontée Moteur électrique

Voici donc l’évolution de la modélisation, nous avons donc commencé par enlever le moteur et les différentes pièces liées à celui ci, telles que le réservoir et la ligne d’échappement, avant d’y ajouter notre moteur ainsi que la batterie.

PARTIE MÉCANIQUE

Après avoir modélisé notre projet sous SolidWorks, les forces de l’ordre ont retrouvé une des PocketBikes volées, malheureusement, il s’agissait de la moins intéressante des trois, puisqu’elle est équipée d’une roue et d’un moteur de scooter. Malgré cela, nous avons donc enfin pu commencer à mettre les mains dans le cambouis et réfléchir à comment nous allions adapter notre projet à cette PocketBike. Nous avons donc eu besoin de concevoir un support moteur sous SolidWorks et toute la partie d’assemblage sera un projet pour les années suivantes…

PocketBike reçue PocketBike démontée

Antoine Poupard, Lucas Biton, Stéphane Barth-Chahinian & Matthieu Le Campion

Projet de création d’une Pascaline

Publié le 18 juin 2015 par BARBEREAU Elie

Nous sommes un groupe de quatre étudiants, en 2ème année du cycle préparatoire, à l’ISTIA (Institut des Sciences et Techniques de l’Ingénieur d’Angers) ayant pris part, dans le cadre de nos études à un projet tutoré. Ce dernier a pour but de mettre en pratique nos compétences et de développer nos capacités à travailler en équipe. Dans le panel de sujets proposés, un en particulier a retenu notre attention : la Pascaline. Cet article a pour objectif d’exposer et de partager les différentes étapes par lesquelles nous sommes passés pendant la réalisation de notre projet. Blaise Pascal (1623-1662), célèbre philosophe, scientifique et théologien du 17^ème siècle, a, en son temps, révolutionné les méthodes de calcul, via l’invention de plusieurs machines à calculer, appelées : « Pascalines ». En effet, à cette époque, le calcul se pratique à l’écrit ou bien grâce à la disposition de multiples jetons, d’où dérivent les divers bouliers.Les machines à calculer de Blaise Pascal vont alors introduire une nouvelle méthode de calcul, automatique et éliminant les possibles erreurs de comptage : le calcul mécanique. Les Pascalines, capables d’effectuer des additions et des soustractions, garantissaient ainsi des calculs simplifiés et sans risque d’erreur, ce qui représentait une innovation sans précédent pour le siècle des lumières. Néanmoins ces dernières n’ont pas rencontré un franc succès et il faudra attendre le 20^ème siècle avant que ces appareils ne soient diffusés et utilisés par la plupart des caissiers. Notre projet avait donc pour but d’étudier le mécanisme des Pascalines puis , à terme, de réaliser notre propre modèle du genre. La première étape fut donc la compréhension du système permettant aux Pascalines d’effectuer des calculs. Tout d’abord, une Pascaline est en réalité composée de plusieurs « blocs ». (source: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/3/3d/Pascaline_-_top_view_and_mechanism.jpg).

Chacun de ces « blocs » possède un arbre reliant une roue d’entrée, permettant la sélection d’un chiffre, à un rouleau affichant des chiffres de 0 à 9, ainsi que d’un système de transmission de retenue. On peut les schématiser ainsi:

Ces derniers étaient ensuite disposés côte à côte afin de pouvoir afficher un nombre. On peut alors imaginer la Pascaline effectuer des opérations avec des nombres infiniment grands, pour peu qu’elle possède un nombre de ces blocs suffisant. Grâce à un système d’engrenages, l’utilisateur pouvait tourner les différentes roues d’entrée, afin d’afficher sur le rouleau le nombre de son choix. Les chiffres de 0 à 9 gravés sur les roues d’entrée autorisaient la saisie d’un nombre de façon rapide simple. La rotation du rouleau ne s’effectuait que dans le sens horaire, ainsi on pouvait faire défiler les chiffres de 0 vers 9 mais pas l’inverse. Ceci est primordial dans la réalisation d’opérations mathématiques via cette machine. Mais tout le génie de Blaise Pascal repose dans le système de transmission de la retenue. En effet, chaque bloc pouvait transmettre une retenue au bloc en amont. Ainsi lorsqu’un rouleau effectuait un tour complet, il provoquait la rotation d’un cran du rouleau en amont, traduisant ainsi le passage d’une retenue. Voici une vidéo (en anglais) permettant de mieux comprendre ce système.

Effectuer des additions était plutôt simple. Il suffisait à l’utilisateur d’entrer le premier nombre, puis d’entrer tous les nombres qu’il souhaitait lui additionner, un par un. Les retenues, alors transmises en cascade, permettaient à la machine d’afficher le résultat de l’addition de tous les nombres précédemment entrés dans la Pascaline. Ceci dit, il était nécessaire de « remettre la Pascaline à zéro» avant d’effectuer une nouvelle opération, afin de ne pas tronquer le résultat avec le nombre « mis en mémoire » dans l’appareil. Pour parvenir à cela, il suffisait de tourner chaque rouleau, en partant de celui le plus en aval puis en se décalant d’un étage à la fois, afin qu’il affiche 9. En tournant le rouleau le plus en aval d’un cran le chiffre 9999 se transforme alors en 0000 et la machine était « remise à zéro ». La réalisation de soustraction était légèrement plus complexe. Avant de se concentrer sur la démonstration mathématique, il est important de préciser que les rouleaux présentaient en réalité deux séries de chiffres : une série allant de 0 à 9 et une autre correspondant à leur complément à 9 (complément choisi en fonction de la base de la Pascaline ici en base 10) soit des chiffres allant de 9 à 0. Le complément à 9 d’un nombre N s’écrit ainsi:Les instructions de Pascal étaient alors les suivantes : pour faire une soustraction il suffisait de rentrer le complément à 9 du nombre auquel on souhaite soustraire quelque chose, puis le nombre que l’on souhaite soustraire à ce dernier. Le résultat de l’opération correspondait alors au nombre affiché dans la série des compléments à 9 de la machine. Ceci revient donc à effectuer cette opération:Puis à regarder le complément à 9 du résultat de cette opération. Or on sait que:La Pascaline nous indique donc le nombre suivant, résultat correct de l’opération effectuée.Après nous être mis d’accord sur un design particulier, nous avons modélisé notre Pascaline sur ordinateur, via l’utilisation d’un logiciel tel que “Solidworks”. Voici le résultat : Après 3 séances de dix-sept heures, et grâce à une imprimante 3D très précise, nous avons pu obtenir les multiples pièces précédemment conçues. Il nous a fallu ensuite, enlever l’excès de matière déposée par l’imprimante 3D puis contrôler la conformité des composants ainsi acquis.

Séance d’impression:

Pièce après impression 3D

Premier bloc nettoyé et assemblé

Et pour clôturer notre projet, nous avons assemblé les pièces imprimées ainsi que la boite. Pour un rendu comme vous pouvez le voir ci-dessous.

Notre Pascaline Terminée

Kart: Batteries lithiums

Publié le 18 juin 2015 par GERAULT Hugo

Projet kart 2015

Dans le cadre de notre 2ème année du cycle préparatoire de l’ISTIA ( Institut des sciences et techniques de l’ingénieur d’Angers), nous avons choisis le projet kart 2015 proposé par monsieur Cloupet. En quoi consiste le projet kart 2015 ? C’est tout simplement un projet qui vise à changer les batteries plombs présentes sur le kart de l’ISTIA pour mettre à la place des batteries lithium. Tout cela pour participer au challenge étudiant kart étudiant 2015. L’utilité de ce projet est d’augmenter l’autonomie et les performances de notre kart, ainsi que de faciliter le rechargement.

Les différentes problématiques du kart électrique :

la place prise en compte par les batteries lithiums
le circuit électrique des batteries
le changement de position du moteur
modifications des plaques de supports des batteries
autres… (arrêt d’urgence, poids, esthétisme)

Au cour de la troisième séance, nous avons enlevé les anciennes batteries en plombs. Nous avons aussi démonté le moteur du kart pour nous permettre de visualiser la position des batteries en lithiums : avec ces batteries nous ne pouvons pas laisser le moteur à son ancienne place. Puis nous avons enlevé les fixations des plaques métalliques droites et gauches. Et pour finir nous avons déplacé l’arrêt d’urgence et enlevé le circuit électrique déjà présent sur le kart.

Nous avons ensuite échangé et débattu sur les différentes solutions à utiliser sur le kart. Comme par exemple, si les batteries devaient être couchées ou debout, et où devait se situer la nouvelle place du moteur. Comment allions nous organiser le système électrique du kart? Pleins de questions mais qui étaient nécessaires avant de commencer le projet et de travailler sur les parties physiques et techniques.

CAO kart finale

Après la fabrication d’un patron en carton des batteries en lithiums, nous nous sommes rendu compte que les batteries mises à plat ne rentreraient pas à cause des protections et de la carrosserie du kart. Ensuite plusieurs idées nous sont venues, par exemple créer un carénage en mousse plastifiée , ou fabriquer de nouvelles plaques à partir de bois et de résines (le même principe est utilisé avec les planches de surfs), et dernière idée ,modifier les fixations pour quelles prennent moins de places. Nous avons ensuite commencé à chercher des informations sur ces différentes solutions, mais malheureusement chaque solution envisagée aurait nécessité beaucoup trop de temps et de moyens, nous avons donc décidé de mettre les batteries debout.

Une fois le sens des batteries choisit, nous nous somme focalisé sur la position du moteur. Car, vu que les batteries prenaient beaucoup de places, il fallait déplacer le moteur qui la pause des batteries. Dans un même temps, il a fallut réfléchir au support moteur car en fonction de la place du moteur celui-ci allait changer. Après réflexion, la meilleur solution était de placer le moteur derrière l’essieu à droite. Ensuite, chacun s’est concentré sur une tache précise,comme le dimensionnement des nouvelles plaques, des taquets de maintiens ou du nouveau support moteur, le tout sur le logiciel solidworks.

Boitier de câblage sur solidworks

Puis nous nous sommes penché sur les câblages électriques ainsi que leurs organisations, puisque le câblage des batteries plombs et des batteries lithiums était très différent l’un de l’autre. Nous devions donc réaliser un gainage pour les câbles ainsi qu’un boîtier pour le circuit de maintient sous tension des batteries.

Mais malheureusement suite à un retard au niveau de la commande des pièces, nous n’avons pas eu les pièces à temps, ce qui nous a empêché de passer de la théorie à la pratique.

Polytech Angers – Projets PEIP2

Projets de deuxième année du cyle prépa Peip2

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