Fabrication d’une mini-éolienne

Publié le 7 juin 2022 par leane

Introduction à l’éolienne

Notre consommation d’énergie a atteint un point tel que l’épuisement des sources d’énergies fossiles est imminent. C’est pourquoi, nous devons nous concentrer sur le développement des énergies renouvelables, notamment l’énergie éolienne.

Le vent est une des premières énergies utilisées par l’Homme, que ce soit pour la navigation ou encore faire tourner les moulins. Aujourd’hui, c’est une nouvelle façon de produire de l’électricité. Le processus consiste à transformer l’énergie cinétique du vent en énergie mécanique grâce à la rotation d’un arbre. Cette énergie va alors devenir électrique grâce à un générateur électrique.

En ce qui concerne le fonctionnement, nous allons l’expliquer simplement. Tout d’abord, le vent, suffisamment fort, fait tourner les pâles de l’éolienne, ce qui entraine la rotation du moyeu et de l’arbre principal. Cet arbre passe ensuite dans un multiplicateur qui va augmenter considérablement sa vitesse de rotation. La vitesse de rotation doit être élevé en sortie afin de faire démarrer l’alternateur grâce à une vitesse du rotor assez élevé. Par la suite, l’alternateur génère de l’électricité grâce à un système d’électro-magnétisme. Ce courant électrique est alternatif, il doit être transformé dans le transformateur, puis il rejoint le réseau électrique grâce aux câbles.

Comment fabriquer une eolienne ?

Le materiel

Pour fabriquer notre éolienne nous avons choisi de faire une méthode utilisant beaucoup de matériel récupéré. Il a aussi fallu commander quelques éléments notamment pour le circuit électrique.

Liste de matériel

Moteur continu
Régulateur
Redresseur de tension
Condensateur
Carte électronique
Planche de bois
Mat en bois
Pied de parasol
3 Pâles imprimées en 3D
Moyeu imprimé en 3D
Support moteur imprimé en 3D
Vis

Figure 1 : illustration du matériel nécessaire

Etape 1 : Le circuit electrique

Nous avons commencé par réaliser le circuit électrique car ce sont les premiers matériaux que l’on a reçu. Nous avons utilisé une carte en métal pour poser tous nos composants, puis nous les avons brasés ensemble, en respectant attentivement le circuit suivant.

Dans un premier temps nous avons intégré la sortie du moteur sur la carte. Puis nous avons positionné le pont de redressement et brasé les branches du moteur à celles de courant alternatif du redresseur.

Dans un second temps, nous avons brasé la branche + du redresseur avec la branche + du condensateur. Et nous faisons de même avec les branches -.

Puis nous brasons la branche + du condensateur à l’entrée du régulateur, et la branche – à la masse.

Finalement, nous relions la branche de sortie du régulateur au la VCC du connecteur USB femelle 5V. Et la masse du régulateur à la masse du connecteur.

Figure 3 : Illustration du circuit électrique fini

Etape 2 : conception du support du circuit

Pour assembler notre planche à notre rotor, nous choisissons de réaliser un support qui retiendra le moteur et le fixera à la planche. Cette planche est elle-même fixée au mât. L’arbre du moteur sera lui lié au moyeu.

Pour ce faire, nous utilisons SOLIDWORKS afin de créer un support ressemblant à l’image ci-contre.

Le support dépend de la taille de notre planche, de la taille du moteur et de la longueur de l’arbre. Nous avons aussi extrudé des cercles du diamètre de nos vis à bois pour faciliter la fixation à la planche. Et le tour est joué.

etape 3 : conception des pâles et du moyeu

Pour faire le rotor, c’est à dire les pâles et le moyeu, nous avons utiliser l’imprimante 3D. Or il a fallu d’abord faire la conception grâce à SOLIDWORKS. Nous avons cherché le profil de pâle le plus optimal : le profil NACA 6409. Et nous l’avons reproduis dans le logiciel de conception. Puis avec on balaye cette figure pour avoir une pâle plus fine à son extrémité et on la lisse.

Figure 5 : Réalisation d’une pâle sur SOLIDWORKS

Ensuite il nous fallait en imprimer 3 : nombre de pâles idéal qui observe le meilleur rendement et qui évite d’avoir trop de perturbations entre les pâles.

Figure 6 : Image des trois pâles imprimées

Etape 4 : Decoupe du bois

La découpe du bois fut plutôt simple. Il nous fallait une surface plane pour assembler notre mât et la planche. Alors on a découpé notre mât par la moitié sur une longueur de 14 cm, ce qui correspond à la largeur de la planche. C’est cette planche qui permettra de guider l’éolienne et de l’orienter face au vent.

Etape 5 : assemblage

L’assemblage se fait lui même en plusieurs étapes : il faut mesurer et percer le bois, visser la planche au mat, visser le support à la planche et lier le rotor au moteur.

Ainsi nous avons d’abord percé la planche puis nous l’avons vissée au mât.

Puis nous avons lié les pâles au moyeu avec de la colle forte. Et de la même manière nous avons fixé le moyeu à l’arbre. Afin que ce dernier soit entraîné par la rotation des pâles.

Figure 9 : Le rotor fixé à l’alternateur

Enfin nous avons vissé le support à la planche, à l’aide de 4 vis et de 4 écrous.

Figure 10 : Le support moteur vissé à la planche

Conclusion

Pour conclure, cette éolienne low-tech est plutôt rapide à faire, elle n’utilise pas beaucoup de matériaux neufs mais a un système électrique insuffisant pour charger un téléphone. A notre plus grand regret.

Figure 11 : Vidéo de l’éolienne en rotation

Sean GALLAGHER, Maxime HERBRETEAU, Léane NEVEU

Le panneau solaire en origami

Publié le 5 juin 2022 par emthiriot

Panneau solaire en origami

Bonjour à toi et bienvenue sur ce blog !

Nous sommes trois étudiantes en 2e année en cycle préparatoire à Polytech Angers.

Il y a quelques mois, nous avons commencé à travailler sur un projet et nous l’avons maintenant terminé !

Nous avions plusieurs choix de projet et nous avons choisi celui portant sur les panneaux solaires en origami. Ce projet nous a particulièrement inspiré par son côté énergie renouvelable et écologique des panneaux solaires mais aussi par l’originalité et l’esthétisme de l’origami.

Quelle est l’origine de ce projet ?

Notre projet est inspiré d’un prototype réalisé par la Nasa permettant d’envoyer facilement un engin de taille raisonnable dans l’espace qui par la suite va se déplier en un très grand panneau solaire.

En effet, la Nasa s’est inspirée de la méthode de l’origami. Celle-ci permet d’optimiser la taille du panneau solaire et ainsi diminuer les coûts de l’envoi dans l’espace.

Quel est le but ?

Notre objectif est donc de réaliser un panneau solaire pouvant se replier sur lui-même grâce à une méthode d’origami et pouvant se déplier complètement sur un support inclinable afin de capter un maximum l’énergie solaire. Pour ce faire,

plusieurs objectifs se sont succédés :

La réflexion. . .

Tout d’abord nous avons fait de nombreuses recherches afin de comprendre le projet réalisé par la Nasa et de trouver nos propres idées pour concevoir notre projet.

le pliage en origami

Nous avons essayé de réaliser le pliage du prototype de la Nasa mais sans grand succès. Nous avons ensuite cherché et testé d’autres pliages jusqu’à en trouver un qui nous plaisait particulièrement : le pliage Herringbone.

Ce pliage était esthétique sans être trop complexe à réaliser. Plus tard dans la réflexion, nous avons compris que ce pliage ne permettrait pas la pose des panneaux solaires. C’est pourquoi nous avons choisi un pliage plus simple et plus connu : le pliage en éventail.

la forme du support

Nous voulions un support qui tienne debout, qui puisse se replier jusqu’à être pris en main et qui permette au panneau solaire de s’incliner.

Une fois nos objectifs établis, nous avons chacune pensé à un support différent. Nous les avons ensuite mis en commun pour les comparer et repérer les avantages et les inconvénients de chacun de nos supports. Par la suite nous en avons créé un ensemble en associant nos idées.

mouvement du support et CAO

La forme du support a aussi été choisie en réfléchissant à la manière dont il pouvait se replier. Ainsi grâce à la CAO nous avons pu visualiser nos différentes idées et nous rendre compte que certaines ne fonctionnaient pas du tout.

choix des matériaux

En ce qui concerne les matériaux nous avions des choix à faire.

Pour le support :

Au début nous pensions utiliser l’imprimante 3D et donc le réaliser en plastique. Finalement la taille que nous avons choisie ne permettait pas de le réaliser de cette manière. Nous avons donc réfléchi à d’autres matériaux qui pouvaient correspondre à nos attentes, c’est-à-dire un matériau assez résistant pour que notre support soit solide mais pas trop lourd pour qu’il puisse être transportable lorsqu’il est plié. Nous avons finalement retenu le bois qui est plutôt solide, assez léger, écologique et esthétique. Afin d’assembler les différentes parties du support, nous avons choisi des vis et des écrous.

Pour le panneau solaire

Nous devions trouver un panneau solaire flexible afin de pouvoir le plier en origami. Après des recherches nous avons trouvé un film photovoltaïque. Cependant nos demandes auprès du fournisseur n’ont pas abouties et puis nous n’étions pas certaines que ce film pourrait complètement se plier. Nous avons donc décidé de représenter notre panneau solaire par un pliage en papier peint fixé sur le support avec de la colle des deux côtés.

Quelle idée avons-nous retenu ?

Finalement après toutes ces recherches et toutes ces réflexions, notre projet s’est un peu plus concrétisé.

Pour récapituler, nous avons un support en bois se repliant sous forme d’un “pont”

De chaque côté du support, il y a des rondins en bois autour desquels nous pouvons enrouler et fixer notre panneau solaire (représenté par notre papier peint) plié en éventail.

Place à la réalisation !

Pour réaliser notre projet nous avons dû passer du temps à faire des calculs pour être sûr de notre dimensionnement.

Ensuite nous avons commandé nos matériaux.

Puis nous avons pris les mesures, coupé, poncé, percé, vissé et fixé nos différentes parties pour réaliser notre support.

Pour finir nous avons pris les mesures, découpé, plié et fixé le papier peint sur le support.

Les problèmes rencontrés ; c’est bien beau mais tout n’a pas été si simple…

Durant ce projet nous avons malgré tout rencontré certains problèmes.

Le choix du pliage en origami : Le pliage Herringbone n’était pas possible à cause des panneaux solaires que nous devions poser dessus.

Le film photovoltaïque était introuvable

La taille de notre assemblage ne permettait pas l’utilisation de l’imprimante 3D.

En recevant notre commande de matériaux nous nous sommes rendu compte que certains morceaux de bois étaient abîmés.

C’est déjà la fin… Voici un petit bilan de ce projet :

Nous sommes contentes d’avoir réalisé ce projet de fin d’année ensemble. En effet, cela nous a appris à travailler en équipe, à favoriser notre autonomie et à bien s’organiser ensemble, en se répartissant les tâches. De plus, nous avons trouvé cela intéressant de s’occuper d’un projet dans son intégralité, de commencer par la recherche en passant par la conception et jusqu’à la réalisation. Cependant nous aurions aimé que la réalisation finale corresponde davantage à l’idée que l’on avait de base d’un panneau solaire transportable et que celui-ci fonctionne réellement. Malgré tout, ce projet était une belle expérience !

Alors, en espérant que ces explications t’aient plu, merci d’avoir pris le temps de lire cette page de blog !

Nous remercions particulièrement Adel Haddad pour nous avoir accompagnées tout au long de ce projet.

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Automate animé : la création de notre panda

Publié le 4 juin 2022 par sixbrun

Bonjour à tous !

Nous sommes 3 étudiants en deuxième année de cycle préparatoire à Polytech Angers. Lors du 4e semestre, nous avions 100h pour réaliser un projet. Nous avons tous les trois choisi de travailler sur le projet d’automate mécanique. L’animal que nous avons choisi d’animer est un panda. Dans cet article, nous vous présentons les objectifs du projet et ce que nous avons fait pour les atteindre !
Bonne lecture !

1 – L’objectif de ce projet

Ce projet a pour objectif de nous faire concevoir un automate mécanique en s’inspirant de la méthode que les studios Disney utilisaient.

Disney utilisait des automates motorisés lors de la création de leurs films d'animation. Ces automates leur servaient de base à la création d'un mouvement à animer.

La méthode de Disney consiste à utiliser des roues dentées et des bielles, liées les unes aux autres avec un système d’engrenages. De cette manière, la mise en rotation d’une roue dentée engendre le mouvement complet de l’automate.

2 – Prototype

Nous avons tout d’abord conçu une seule patte, pour être sûr d’avoir quelque chose de propre et de fini à la fin du projet. Cela nous a bien aidé à prendre en main le logiciel de CAO et à modéliser, pas à pas, le mouvement d’une patte arrière de panda. Nous avons fait beaucoup de recherches sur l’anatomie du panda et sur sa façon de se déplacer avant de commencer le design des pattes.

Nos premiers essais en CAO n'étaient pas très concluants. Nous utilisions, comme Disney, deux engrenages pour une seule patte. Il fallait donc prendre en compte beaucoup de variables. Pour simplifier notre travail, nous avons fait le choix de n'utiliser qu'une seule roue. Le mouvement est donc déclenché à partir d'un seul point, au lieu de deux.

Une fois la CAO de notre prototype vérifiée par notre professeur, nous avons imprimé les différentes pièces grâce aux imprimantes 3D du fablab. La roue est munie d’une manivelle pour permettre le mouvement.

3 – Corps entier : la CAO

Nous sommes ensuite passé à la CAO du corps entier.
Nous avons procédé comme suit :

Conception d’un bâti qui servira de corps au panda
Conception des pattes avant
Réflexion sur la manière de transmettre le mouvement des pattes arrière aux pattes avant (une seule roue/train d’engrenage)
Modélisation du mouvement des pattes avant
Conception des arbres constituant le train d’engrenage
Conception d’une tête en CAO qui servira de référence pour la fabrication de la tête
Modélisation du mouvement de la tête et ajout d’un arbre supplémentaire sur le corps du panda pour ajouter la tête mobile à l’assemble (la bielle de la tête est liée au corps par une ficelle qui est attachée à une roue)

C’est ce genre de système avec une ficelle que nous avons utilisé pour la tête. Pour le premier test, nous avions mis une bielle, cela ne fonctionnait pas bien.

Nous avions déjà une petite expérience sur la modélisation de mouvement de patte grâce à notre prototype, alors il n'a pas été compliqué de créer le mouvement des pattes avant. Nous avons choisi de transmettre le mouvement avec un train d'engrenage pour que les pattes arrière et avant n'aient pas le même mouvement, afin que ce dernier soit plus proche de la réalité.

Finalement, voici la version finale ET animée de notre panda en CAO :

Nous n’avons pas pu modéliser le mouvement de la tête en CAO.

4 – Corps entier : le montage

Nous avons donc imprimé toutes les pièces nécessaires :

9 roues
13 bielles (3 par pattes + 1 pour la tête)
4 pattes (toutes constituées de 3 parties à assembler)

Il a aussi fallu créer le corps du panda grâce à des planches de bois. Nous avons utilisé la Charly Robot pour que nos perçages soient bien précis. Nous avons ensuite fabriqué la tête du panda avec les moyens du bord (polystyrène et figurine en papier mâché).

Atelier peinture au fablab !

Une fois toutes les pièces du panda prêtes, nous sommes passés à l’assemblage. Nous avons utilisé des tiges filetées et des écrous freins pour nos arbres. Cela n’a pas été de tout repos, mais finalement, nous avons réussi à obtenir un produit fini !

Nous voulions mettre un petit moteur sur notre panda, mais nous n'avions pas commandé de moteur adapté et celui que nous possédions n'était pas assez puissant, le couple était trop faible. Nous nous en sommes rendu compte trop tard, alors nous n'avons pas eu le temps de fabriquer une manivelle. Il faut faire bouger les roues intérieures directement à la main pour observer le mouvement complet.

Voici un aperçu du panda tout assemblé en mouvement :

Comme vous le voyez, le mouvement n’est pas très fluide parce que nous n’avons pas de moteur. Avec, le mouvement devrait être bien plus fluide. Nous avons réduit au maximum les frottements des bielles les unes avec les autres en créant des décalages là où ils étaient nécessaires, mais il aurait aussi fallu trouver une solution pour les frottements entre le corps et les arbres.

5 – Ce que nous retenons de cette aventure

Même si notre panda n’est pas parfait, nous sommes fiers d’avoir pu terminer à temps le montage. Nous sommes aussi satisfaits de voir qu’il fonctionne.
Ce projet nous a permis d’apprendre beaucoup de choses en mécanique et d’améliorer notre utilisation des outils informatiques à notre disposition. C’était aussi très intéressant de travailler en groupe tout au long de ce projet car les échanges ont été riches !

Nous espérons que notre article vous a permis de comprendre les étapes de création de notre panda ! Merci pour la lecture !

Laetitia Baudard/Thomas Voclin/Sixtine Brun

Création d’un Bartel

Publié le 3 juin 2022 par tbarr

Présentation du projet

Bonjour à tous ! Nous sommes deux étudiantes en deuxième année du cycle préparatoire à Polytech Angers (Tess et Noëllie). Notre objectif était de transformer un ancien minitel en une borne d’arcade, en Bartel.

La phase de recherche

Avant toute chose, nous avons effectué des recherches pour nous informer sur le projet, notamment pour les aspects techniques comme :

les cartes électroniques
les branchements
le choix du logiciel / comment l’installer

Nous avons ainsi pu faire une liste du matériel qu’on aurait besoin.

Les différentes cartes électroniques

Pour faire fonctionner le minitel nous avons trois cartes électroniques :

une Raspberry Pi
une carte écran avec son écran
une carte Display Joystick

La Raspberry est la carte principale sur laquelle nous avons connecté les enceintes, la carte écran ainsi que la carte pour les boutons. C’est également la carte où nous avons implanté le logiciel.

La carte écran nous sert à faire fonctionner l’écran. Cette carte est très sensible et nous a causé quelques petits problèmes. En effet, la première carte que nous avions a cessé de fonctionner sans savoir pourquoi et la deuxième nous a abandonné avec une odeur de brûlé.

La dernière carte électronique que nous avons utilisée est la carte Display Joystick sur laquelle nous avons connecté tous les boutons et le joystick. Les boutons n’étant pas programmés comme nous le souhaitions, nous nous sommes aidées d’un clavier que nous avons branché sur la Raspberry pour reprogrammer les boutons sur l’interface.

Le petit plus sont les boutons qui s’illuminent grâce aux LEDs intégrées.

Le logiciel et les jeux

Le logiciel que nous avons choisi est RecalBox car nous aimons bien son interface qui est facile à utiliser. Son installation sur la Raspberry a également été très simple.

Concernant les jeux, nous avons téléchargé des fichiers ROM pour les transférer sur le logiciel. Voici quelques exemples de jeux installés :

Qui veut gagner des millions ?
Mario Kart
Super Mario
Sonic
Donkey Kong

L’organisation intérieure du bartel

Pour nous aider à visualiser les différents branchements, nous avons dessiné un schéma avec tous les éléments qu’on utilise.

Ceci nous a permis d’organiser l’intérieur du bartel. C’est-à-dire de positionner chaque élément de façon à ce qu’il n’y ait pas de gêne lors des branchements de tous les câbles.

Nous avons chercher des solutions pour fixer chaque élément :

les cartes électroniques sont vissées sur une planche de PMMA
l’écran est fixé sur une planche en bois
pour maintenir les boutons nous avons imprimé un panel avec une imprimante 3D

La personnalisation du bartel

Nous avons choisi de peindre le bâti du bartel en noir afin de faire ressortir les boutons qui s’illuminent. Et nous avons ajouté le logo Polytech à plusieurs endroits en argenté.

Conclusion

Durant toutes ces séances de projet, nous avons appris à utiliser des machines pour découper des planches de bois et de PMMA.

L’attribut alt de cette image est vide, son nom de fichier est image-5.png. — Découpe d’une planche de bois

Nous avons aimé bricoler.

Ce projet nous a permis de travailler en autonomie et d’apprendre de nouvelles choses notamment en électricité dans un format qui change des cours classiques. Nous avons réussi à nous adapter face aux difficultés rencontrées.

Nous avons beaucoup apprécié travailler ensemble sur ce projet.

Broie ton plastique avec ELODY5000 !

Publié le 3 juin 2022 par Marc Dubois

Présentation

Nous sommes 3 étudiants en PeiP2 à Polytech Angers, et vous présentons à travers ce blog le parcours que nous avons emprunté lors de la réalisation de notre projet : Broie ton plastique.

Figure 1 : Broyeur de plastique final – cliquer pour consulter l’article sur Polytech Angers

Le FabLab de l’école dispose de nombreuses imprimantes 3D RDM, c’est-à-dire à dépôt de filament, régulièrement utilisées par les élèves lors de TP ou bien pour des projets divers. Ces différentes utilisations génèrent une quantité importante de plastique non exploité par la suite : supports d’impression, rebuts… Le but de ce projet est de revaloriser tous ces déchets, en les broyant pour par la suite pouvoir recréer des bobines de plastique grâce à l’extrudeuse déjà existante au FabLab.

Nous reprenons le projet en cours de création : à notre arrivée, le broyeur est déjà réalisé, le moteur ainsi que son variateur ont déjà été choisis, commandés, et réceptionnés. Notre rôle est de finaliser le projet : concevoir le système de sécurité, le réaliser et tout assembler.

Cahier des charges

Notre mission consiste à rendre le broyeur fonctionnel tout en assurant la sécurité des usagers. Cela comprend : fixer le moteur et le broyeur au bâti, accoupler leurs arbres, intégrer un bouton d’arrêt d’urgence, couper l’alimentation du moteur lors de l’ouverture du capot, concevoir et réaliser un carter pour éviter tout contact avec les arbres en rotation ainsi que l’engrenage, mettre un bouton poussoir à disposition permettant d’actionner le moteur dans le sens opposé afin de pallier les potentiels bourrages du broyeur, et finalement un potentiomètre afin de pouvoir contrôler manuellement la vitesse de rotation du moteur.

Branchement du moteur

Nous disposons d’un moteur qui fonctionne en triphasé : c’est-à-dire qu’il est alimenté par 3 phases contrairement au système de courant monophasé qui lui n’est composé que d’une phase et d’un neutre (le système monophasé est le plus répandu, et alimente certainement votre réseau domestique). Ainsi, pour alimenter le moteur, nous devons utiliser un variateur de tension qui prendra du monophasé en entrée, et sortira du triphasé pour le moteur. Après avoir compris tout ceci, et avec le matériel nécessaire; incluant notamment des câbles de mise à la terre pour protéger l’utilisateur, et plus généralement des câbles suffisamment épais pour supporter la charge de courant; il a suffi de suivre les consignes du constructeur pour procéder au câblage. Une fois cela fait, nous avons pris soin d’ajouter un bouton d’arrêt d’urgence coupant l’alimentation du système si enclenché, ainsi que plusieurs câbles de mise à la terre reliés à la carcasse du moteur, au bâti ainsi qu’au variateur afin de protéger l’utilisateur de potentielles fuites de courant.

Contrôles du moteur

Le variateur que nous utilisons pour alimenter le moteur est programmable. Il dispose de plus de mille paramètres tous réglable individuellement. Par ailleurs, il propose certaines pré configurations de commande avec un schéma électrique associé. Ainsi, en sélectionnant la configuration la plus adaptée par rapport au cahier des charges, et en connectant tous les boutons aux bonnes entrées et sorties du variateur selon le schéma en question, nous disposons de deux boutons de commande et d’un potentiomètre pour régler la vitesse de rotation. Pour une meilleure présentation, nous avons pris le temps de modéliser et imprimer en 3D un boîtier avec des emplacements pour les boutons, ainsi que des autocollants pour une meilleure lisibilité des commandes.

Protéger l’utilisateur

Afin de protéger l’utilisateur, nous avons mis en place un capot ouvrant au-dessus de l’entonnoir, et en dessous duquel nous avons placé un capteur détectant l’ouverture du capot, afin de couper l’alimentation du moteur s’il est en fonctionnement. Finalement, nous avons conçu un carter de protection en bois afin de cacher les éléments tournant notamment l’engrenage, pour éviter de s’y blesser.

Revalorisation des déchets

Figure 5 : Bac de récupération à 2 étages avec tamis

Pour finir, nous avons eu l’idée de concevoir un bac de récupération à deux étages, avec une grille les séparant de manière à filtrer les débris à la bonne dimension pour l’extrudeuse. Ceux qui ne conviennent pas pourront subir un nouveau passage au broyeur jusqu’à passer entre les mailles de la grille.

Figure 6 : Extrudeuse et échantillon de bobine créée

Vous pouvez observer ci-dessus un échantillon de bobine créé par l’extrudeuse, à partir de billes de plastique. Lorsque l’extrudeuse sera de nouveau opérationnelle, nous pourrons exploiter le plein potentiel du broyeur et tenter de recréer des bobines à partir des déchets broyés!

Le meilleur pour la fin

Si vous voulez contemplez le broyeur en fonctionnement, nous vous invitons à consulter la procédure d’utilisation vidéo juste ici :

Compteur binaire motorisé

Publié le 18 juin 2021 par BLAIN Thomas

Salut les polypotes !

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

I. Présentation du projet

Vous pouvez voir ci-dessous le principe du système :

Valeur 0 en binaire

Valeur 1 en binaire

Valeur 2 en binaire

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

II. Travail réalisé

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

Modélisation plaquette numérotée sur Fusion360.

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

Système électronique sous le fond de commande.

Système électronique “partie commande”.

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

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

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

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

III. problèmes rencontrés

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

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

IV. Conclusion

Voici donc le résultat de notre compteur binaire :

Position “utilisation du système”

Position “repos/transport”

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

Merci de votre attention !

Maëlys et Thomas, PeiP 2A, Polytech Angers

Création d’un mur de lumières pour Escape Polytech

Publié le 17 juin 2021 par BRIONGOS Alexandre

Bonjour à toutes et à tous ! Nous sommes trois étudiants de 2ème année actuellement en fin de cycle préparatoire de Polytech Angers et nous allons vous présenter notre projet réalisé plus tôt dans l’année : Le Mur-Lumières.

CAO

Nous avons utilisé des outils de CAO pour perfectionné le design de l’ensemble et éviter les erreurs de conceptions.

Programmmation

Un script python permet de contrôler le comportement de l’ensemble des élements.

Assemblage

Pour concrétiser le projet nous avons réalisé la fabrication de tout le bâti et le câblage nécessaire au bon fonctionnement.

Introduction de notre projet :

Ce projet fait partie d’un lot de projets associés à l’escape Polytech, un escape-game réalisé par les enseignants chercheurs de Polytech qui ont décidés de demander de l’aide aux étudiants pour créer des mini-jeux futurs. Le nôtre consiste à reproduire une forme sur un écran d’ampoules Philips HUE 5×5 à l’aide de boutons qui pilotent les ampoules : à vous de trouver la bonne combinaison !

Création du bâti :

Dans notre projet, il nous a fallu créer un bâti pour pouvoir stocker tous les autres composants et déplacer le tout facilement. Ainsi, l’utilisation de SolidWorks nous a paru nécessaire pour créer ce que nous avons choisi de faire : une borne d’arcade. Cette partie du projet n’a pas été la plus longue du fait que le bâti était plutôt simple à réaliser.
Cette CAO a ensuite permis la découpe puis l’assemblage des pièces dans du bois acheté chez un de nos fournisseurs.

Création du programme gérant les Ampoules Philips :

Pour contrôler les ampoules connectées, nous avons utiliser un pont Philips Hue se connecte aux ampoules avec le protocole ZigBee. Aussi, les 16 boutons que nous avons utiliser requièrent une carte PacLed 64 pour changer leurs couleurs simplement. Pour faire fonctionné tout les composants électronique ensemble nous avons utiliser un script python sur un Raspberry Pi 4. Ce programme permet de contrôler le clavier à l’aide d’un Arduino Uno, l’écran LCD, le pont, les boutons de couleurs avec la PacLed. Le code est pensé pour être le plus modulable et évolutif possible. Nous avons fait attention à ce que le code permette une grande résilience face aux éventuels petites interférences et perturbations qui pourrait survenir à cause de l’utilisation de fils non isolé pour transmettre de l’information entre les composants.

Assemblage et Tests réalisés à Polytech :

Une fois toute la partie programmation terminée, nous avons pu amener les planches découpées à Polytech pour y faire l’assemblage. Par la suite, nous nous sommes occupés de la longue partie concernant le branchement des multiples câbles (électriques et électroniques) avant de relier les cartes Arduino et Raspberry à nos autres composants.
Malgré quelques heures de complications à performer le code pour satisfaire toutes les conditions souhaitées, nous sommes arrivés à terminer le projet en temps et en heure !

Vue arrière du boîtier ouvert

Déroulement d’une partie :

Une partie peut donc se dérouler de la façon suivante :
– Le joueur arrive et sélectionne son niveau à l’aide du clavier qui lui confirme par la suite grâce au LCD

panneau de commandes avec les boutons de couleurs

– Il essaye de trouver la bonne combinaison de boutons pour avancer dans le jeu et parvenir à trouver le résultat désiré
– Lorsqu’il trouve, un code s’affiche sur l’écran LCD et le joueur peut passer au niveau suivant.

Conclusion :

Grâce à l’importance de la communication et du travail d’équipe au sein de notre groupe, nous avons pu répondre à un cahier des charges qui semblait impossible si l’on s’y attaquait seul. Ce projet nous a d’autre part permis de développer nos compétences en CAO, en programmation et surtout nous a offert des connaissances en matière d’électricité, de moyens d’assemblages et sur bien d’autres domaines. Nous tenons à remercier encore une fois toutes les personnes ayant contribué au projet et nous espérons que ce projet, dont nous avons pris beaucoup de plaisir à réaliser, sera amené à être améliorer les prochaines années.

Robot Cartographe

Publié le 17 juin 2021 par NOBILI Swan

Introduction

Bonjour à toutes et à tous, dans cet article on va vous présenter le projet de conception de robot cartographe que l’on a effectué au cours de notre 2nde année au sein de Polytech Angers. Nous en sommes en groupe de trois : Swan, Emilien et Jean-Luc afin de réaliser ce projet qui a déjà été réalisé à plusieurs reprises les années précédentes (projet ROMULUX présenté via ce lien).

On va aborder maintenant la question de l’utilité de ce projet. Ce projet propose de concevoir un robot permettant l’acquisition de données pour tester des algorithmes de cartographie et de localisation. Ce projet a pour but premier de cartographier un étage complet des bâtiments de Polytech (cependant, on ne s’occupera pas du codage du robot).

Organisation

Sachant que les séances de projet de conception n’avaient pas lieu en présentiel, on a dû s’adapter et apprendre à utiliser un logiciel du nom de Gitlab. Gitlab est un outil qui permet de stocker et partager des fichiers qui fonctionne comme un cloud avec certaines spécificités telles que des checkpoints, points de contrôle, et quelques autres.

Cahier des charges

Afin de pouvoir réaliser un tel robot, il nous faudra plusieurs éléments (annoncés dans le cahier des charges) :

Utilisation d’une carte NVIDIA Jetson TX2
Utilisation des roues “mecanum”
Étage modulable permettant à minima le positionnement de 4 caméras et un capteur Lidar Velodyne (qui est un radar fonctionnant avec la lumière)

Afin de réellement commencer le projet, on a tout d’abord schématisé de diverses manières ce projet. En commençant par un schéma bête à corne :

Bête à corne

Chaîne de fonctionnement

On a ensuite réalisé divers schémas exprimant la chaine de fonctionnement de notre robot cartographe. Voici le schéma principal :

Schéma fonctionnel

Après cela, on a réalisé un inventaire des composants afin d’être structurés, mais aussi, afin de pouvoir définir et dimensionner le type de batterie souhaitée en faisant un bilan énergétique. Finalement, on a dû opter pour des batteries NIMH, car elles correspondaient bien à notre bilan énergétique, et car le labo n’était pas adapté pour des batteries lithium-ion.

Placement Lidar Velodyne

On a dû ensuite trouver un emplacement optimal pour le radar LIDAR Velodyne (afin qu’aucun obstacle ne gêne ses rayons lumineux qui lui permettent de capter à 360° autour de lui-même).

LIDAR Velodyne

Pour se faire, il suffisait de choisir où le placer sur notre robot (nous avons choisi le centre). Afin de déterminer la hauteur à laquelle le placer, il suffisait d’utiliser de la trigonométrie basique. On a donc pu obtenu facilement les coordonnées du positionnement du LIDAR Velodyne.

Matériau

Il nous manquait donc un dernier détail à régler avant d’entamer la CAO (Conception Assistée par Ordinateur) qui était le choix du matériau. Après quelques discussions avec nos encadrants, il s’avérait que l’impression 3D n’était pas une option viable pour l’architecture que l’on voulait adopter (matériaux trop fragiles) mais que l’usinage était un moyen plus adapté notamment grâce à son matériau : l’aluminium qui allait être le matériau principal constituant notre robot.

CAO

On pouvait donc enfin commencer la CAO qui était au cœur de notre projet. Tout d’abord, on a conceptualisé les divers composants constituant notre robot (NVIDIA Jetson, LIDAR Velodyne, les 4 caméras, les contrôleurs moteurs, les moteurs, les batteries, …).

On a commencé à faire une première ébauche sur le logiciel SolidWorks ce qui nous a permis d’avoir un premier ressenti de notre encadrant sur l’architecture que l’on voulait adopter pour notre robot cartographe :

1ère ébauche du robot cartographe

Cependant, on voit clairement un manque de rigidité sur notre structure (éléments sélectionnés en bleu), une complexité hors norme au niveau des pieds de notre robot, ainsi que la hauteur entre les 2 étages qui n’est pas adaptée.

Ces problèmes ont été résolus en changeant simplement la structure des éléments problématiques, ce qui nous mena à la réalisation d’une seconde et dernière ébauche :

CAO finale du robot cartographe

Conclusion

Malheureusement, c’est ici que s’achève ce projet pour notre groupe car nous n’avons pas été assez efficaces afin d’avoir une réalisation physique de ce robot cartographe. Mais peut être allez-vous aboutir ce projet.

Nos remerciements vont à nos encadrants :

M. GUILLONNEAU et M. MERCIER

JOTTREAU Emilien, GAUVRIT Jean-Luc, NOBILI Swan

Projet d’une Voiture à Ressort

Publié le 17 juin 2021 par SEZNEC Alexandre

Bonjour à tous !

Nous sommes trois étudiants de Polytech Angers. Durant ce dernier semestre, il nous a été demandé de travailler sur un projet. Nous nous sommes imposé comme objectif de réaliser notre projet de conception sur un sujet qui nous permettrait d’utiliser, les connaissances apprises durant ces deux années. Ayant plus de facilités dans les matières mécaniques, notre choix s’est fixé sur plusieurs projets et le projet de voiture à ressort a été retenu.

Ce projet était consacré à la conception d’un véhicule automobile miniature. Ce véhicule devait fonctionner à ressort ainsi que respecter le cahier des charges de Course en Cours.

Afin d’atteindre cet objectif, nous avons travaillé en plusieurs étapes. Une étape de documentation et de brouillon, une étape de calcul et de conception et une étape de réalisation.

1) Documentation et Brouillon

Cette étape n’est pas la plus intéressante mais elle est nécessaire pour pouvoir répondre aux objectifs annoncés. Ces différentes recherches nous ont amené à différentes conclusion:

Dimensions maximales de la voitures : 350*120*180mm
Diamètre des roues : entre 54mm et 60mm
Poids minimal : 700g
Utilisation d’un châssis plein en aluminium
Coque en plastique

De manière à avoir une idée du poids et de la forme finale, nous avons réalisé un brouillon en CAO. Ce brouillon n’est qu’un début et il a été amené à être modifié.

Voici le premier brouillon réalisé:

2) Étude énergétique et conception

2-a) Engrenages et ressorts

Dans le but d’obtenir le meilleur véhicule possible, il était nécessaire de déterminer avec précision ce qui se passait au niveau du bloc moteur et de quoi celui-ci était fait.
Cette étude nous a amené à un bloc moteur composé de 4 roues dentées afin de transmettre la puissance aux roues ainsi que 1 ressort pour créer cet effort.

Voici le bloc moteur final, relié aux roues motrices (arrières) :

Nous avons opté pour 4 engrenages afin de réduire l’effort nécessaire à mettre sur les roues pour recharger le ressort et pour optimiser au maximum la puissance transmise par le ressort.

Afin de réaliser tous ces calculs, il nous fallait les caractéristiques du ressort à utiliser. C’est pourquoi nous avons commandé 2 types de ressort et simulé l’expérience avec les 2.

Ces résultats nous ont permis de choisir le ressort suivant :

Dimensions : 10*1.5*1540 mm
Module de Young : 206 Gpa
Constante de raideur : k = 0.376217532 Nm/rad

2-b) Fixation bloc moteur et roues

Le bloc moteur se situe au niveau des roues arrière et grâce à 2 étages d’engrenage, il est possible de faire tourner le ressort afin de le serrer.
Il était nécessaire de trouver un moyen de fixer les roues ainsi que les différents éléments au châssis.

Nous avons pour cela utilisé des paliers à semelles, des rondelles de serrage, des “roues libres” ainsi qu’une pièce permettant de fixer le ressort à l’arbre.

Voici cette pièce, qui à l’aide d’un moyeu (servant à fixer cette pièce autour de l’arbre) fixe le ressort à l’arbre afin qu’il ne bouge pas.

Le ressort est inséré dans la fente que voici.

2-c) Coque

Grâce à Solidworks nous avons pu créer cette coque :

3) Fabrication et montage

Suite à un problème survenu dans la fabrication et par manque de temps, nous n’avons pas pu fabriquer la coque et le châssis à du être réalisé en bois.

Voici la voiture finale réalisée avec une adaptation des mesures en raison du passage d’un châssis en aluminum à bois :

Prudhomme Alban
Guillouët Basile
Seznec Alexandre

Compteur binaire motorisé

Publié le 14 juin 2021 par THEZELAIS Hugues

Nous sommes un groupe de 3 étudiants de PEIP 2A constitué de Mattéo NAIS, Emylien PAUTONNIER et Hugues THEZELAIS. Dans le cadre des projets tutorés nous avons travaillé sur un projet de compteur binaire motorisé tenant dans une mallette pour être facilement transportable sur les différents salons et forums.
Ce projet est un mélange d’électronique, de mécanique et de CAO dans lequel chacun pouvait exprimer ses qualités respectives.

Objectif

Nous avons été assez libre dans la conception de notre projet. Les consignes que nous avons reçues étaient de réaliser un compteur binaire mécanique accompagné d’un compteur décimal, le tout dans une mallette. Pour nous faire comprendre le principe de ce projet, la vidéo suivante accompagnait la consigne.

Nous avons choisi d’utiliser un compteur binaire avec 8 bits pouvant donc compter de 0 à 255. Nous avons également décidé de créer notre propre compteur décimal en 7-segments avec 3 chiffres. Pour cela, nous nous sommes inspiré de l’horloge suivante que nous avons adapté en compteur.

Déroulement

Nous pouvons catégoriser le déroulement du projet en 2 parties:

La première partie s’étend du début des séances en janvier jusqu’à début avril. Durant ses séances, le travail était essentiellement en distanciel. Nous avons d’abord brainstormé quelques séances sur la conception du projet, puis nous nous sommes répartis le travail. Pendant qu’un de nous réalisait les pièces du compteur binaire sur Solidworks, un autre concevait la plaque de 7 segments qui allait servir au compteur décimal et le troisième recherchait le matériel qui allait nous être utile.

Pièces du compteur binaire sur Solidworks (face 1)

Pièces du compteur binaire sur Solidworks (face 0)

Ensuite, nous nous sommes concentrés sur la partie la plus compliquée du projet pour nous : le codage du compteur décimal, puisque nous ne connaissions rien à l’Arduino.

La deuxième partie s’étend de début avril jusqu’à la fin des séances en juin, c’est la réalisation du projet. Cette partie a été, pour nous, plus intéressante car les séances étaient désormais en présentiel dans l’atelier de Polytech et nous pouvions constater l’avancement au fur et à mesure que nous réalisions nos pièces. Nous avons également pu utiliser des machines pour la première fois telles que l’imprimante 3D et la fraiseuse.

Plaque des 7 segments découpée à la fraiseuse

Palets du compteur binaire imprimés en 3D

disposition des compteurs dans la mallette

Disposition des éléments dans la mallette

Le projet s’est grandement accéléré les dernières semaines car nous avons soudé les LEDs NeoPixels du compteur binaire. Cette étape fut très importante car nous avons pu testé nos compteurs binaire et décimal en conditions réelles. Bien que la partie réalisation fut plus plaisante que la partie conception, nous avons néanmoins dû faire face à de nombreux problèmes et de nombreuses frustrations.

Problèmes rencontrés

Ce projet n’a pas été de tous repos et nous avons fait face à de nombreuses difficultés. Les premières difficultés rencontrées étaient liées au code du compteur décimal. Notre code ne comptait pas le 9 aux dizaines et passait de 89 à 100 et de 189 à 200. Heureusement, notre professeur encadrant, M. Godon, nous a aidé en nous montrant ce qui n’allait pas. De plus, nous n’arrivions pas à repartir à 0 après 255.
Comme je l’ai dit dans la partie précédente, la réalisation nous a causé de nombreux problèmes. A chaque nouvelle séance nous avions une mauvaise surprise. Parfois c’était une pièce conçue la séance précédente qui n’était pas bonne, d’autre fois c’était une machine qui était en panne et qui nous empêchait d’avancer comme on le voulait ou bien notre compteur décimal qui ne marchait plus soit car les soudures s’étaient défaites, soit car les LEDs ne fonctionnaient pas (sûrement parce qu’elles avaient cramé).
Lorsque nous avons testé tout le projet dans son ensemble, c’est-à-dire, avec les deux compteurs dans la mallette fonctionnant synchroniquement, nous nous sommes aperçus que le moteur pas-à-pas du compteur binaire n’était plus assez puissant, alors que nous avions fait des tests réussis sur le compteur binaire au préalable.

Conclusion

Ce projet a été très enrichissant pour nous trois, nous avons su travailler en équipe, écouter nos idées et exploiter les qualités de chacun pour travailler efficacement et rendre le travail le plus complet possible. Le projet nous a permis de mettre en pratique ce que nous avons appris ces deux dernières années et nous a fait découvrir de nouvelles choses que nous pourrons possiblement revoir dans la suite de nos études et plus tard. Nous avons été amenés à tester notre réactivité face aux problèmes rencontrés et nous avons su trouver des alternatives rapidement et très souvent par nous-mêmes.
Globalement, nous sommes satisfaits et fiers de notre travail malgré le problème rencontré en toute fin de projet sur le moteur du compteur binaire.