Serious Game Innovation

    Bonjour à tous,

Nous sommes 3 étudiants de deuxième année du cycle préparatoire à Polytech Angers : Théo, Basile et Simon. Lors de notre dernier semestre, nous avons eu l’opportunité de réaliser un projet de notre choix. Nous allons donc vous présenter notre projet de groupe « SERIOUS GAME INNOVATION ». Nous devions créer un jeu ludique tout en apportant les éléments nécessaires à la compréhension et à l’apprentissage de certains procédés d’innovation. Le but du jeu est de développer des innovations autour de l’automobile. A la fin c’est le joueur ayant le plus d’argent qui gagne la partie.

  • Nos objectifs

Le but de ce projet était d’allier le côté ludique et apprentissage de l’innovation dans un jeu de société. Pour ce faire, nous devions construire notre jeu autour d’une interface numérique facilitant le décompte des points ainsi que la gestion des comptes en banque. De plus, ce jeu doit pouvoir être réalisé en cours ou lors d’une formation d’entreprise sur l’innovation. Le cahier des charges nous proposant plusieurs contraintes comme la durée du jeu ou le matériel nécessaire, nous avons dû penser à des solutions, celles-ci devant être les meilleurs pour permettre une bonne immersion des joueurs dans le jeu.

  • Découverte, documentation et analyse fonctionnelle

Cette partie nous a permis d’appréhender le sujet et de clarifier les objectifs. Nous avons découvert notre cahier des charges, puis nous nous sommes renseignés sur les Serious Game existants sur le marché. Cela nous a permis de mieux visualiser le jeu à réaliser.
Ensuite, nous avons débuté la partie analyse fonctionnelle indispensable dans notre projet. Celle-ci avait pour objectif de déterminer avec objectivité les fonctions que devait satisfaire notre produit afin de valider le cahier des charges. Certaines fonctions étaient imposées par le cahier des charges comme la cible du jeu, tandis que d’autres comme le matériel étaient plus libres. Cette partie nous permis d’identifier certains points forts et failles du projet, et donc de travailler dessus par la suite pour apporter une amélioration, ou une atténuation d’une contrainte.

  • Développement et conception

Cette partie est sûrement la plus intéressante et la plus longue du projet. Tout d’abord, nous allons vous parler de notre application, qui est l’outil principal de notre jeu. Après de longues réflexions et essais, nous avons décidé de la programmer en langage C. Ce langage nous a permis d’avoir une plus grande liberté de création ainsi qu’une certaine fiabilité permettant la gestion bancaire de la partie. C’est sans aucun doute ce qui nous a pris le plus de temps surtout par son côté expérimental. Nous avons fait évoluer notre programme au fur et à mesure du projet, ce qui nous a permis d’y intégrer par exemple le plateau de jeu en version numérique (c’est-à-dire les données concernant les cartes et les différents événements). Notre application regroupe :

    – L’interface et la fiche des joueur
    – Un système de comptage de points
    – Une gestion bancaire pour les joueurs avec notamment une fonctionnalité de prêt bancaire
    – Une banque de donnée comportant les éléments physiques du jeu
    – La possibilité d’acheter certaines ressources
    – Un système de gestion du temps et du nombre de tours

Interface de l'application avec les différentes possibilités

Interface de l’application avec les différentes possibilités

Dans un second temps, nous avons travaillé sur la création de différents procédés de jeu comme les cartes innovation, les cases évènements, et tous les aspects « sérieux » en lien avec l’innovation. Tout d’abord les éléments sérieux de notre jeu doivent permettre la compréhension et l’apprentissage de certains procédés d’innovation. Pour une bonne jouabilité, les cartes ont été conçues de manière physique, celles-ci regroupent les informations nécessaires au développement. On y trouve par exemple le prix de lancement, la rentabilité, les employés nécessaires et enfin des phrases reprenant certains concepts de l’innovation mais aussi des faits marquants liés à l’innovation automobile.

Pour améliorer le réalisme du jeu, nous avons pris en compte l’aspect de la concurrence en classant les innovations dans différentes catégories. Par exemple, si plusieurs joueurs développent des innovations d’une même catégorie ils devront se partager le marché et donc leurs bénéfices seront réduits. L’application se charge donc de diminuer automatiquement le gain des joueurs si leurs innovations appartiennent au même secteur.

La répartition des innovations pour créer de la concurrence

Répartition des innovations dans le système de concurrence

Ensuite, le plateau est un aspect important du jeu. Il est constitué de cases “évènements” qui ont pour but de représenter les aléas dans les entreprises. Nous avons décidé de créer un design liant le côté ludique avec le thème de l’automobile, notre choix s’est donc porté vers le célèbre jeu vidéo Mario Kart, qui nous permettait de pouvoir inclure nos cases évènements sur le tracé du « circuit Yoshi ».

Plateau de jeu

Plateau de jeu

  • Conception du matériel en 3D et en bois

Pour compléter le projet et acquérir de nouvelles compétences, nous avons conçu des pièces sur SolidWorks pour ensuite les imprimer en 3D. Pour rester dans le thème de l’automobile, nous avons choisi des pions représentant des véhicules.

Les 4 pions appartenant chacun à un joueur

Les 4 pions appartenant chacun à un joueur

Puis, d’autres pièces ont été conçus et imprimés dans le but d’améliorer l’expérience de jeu : une boite pour la pioche des cartes innovations et une roulette permettant au joueur d’avancer son pion sur le plateau. A chaque tour le joueur lance la roulette et il pourra avancer son pion de 1,2,3 ou 4 cases. Nous avons choisi de concevoir une roulette plutôt qu’un dé pour éviter les « 5 » et « 6 » et ainsi empêcher qu’un joueur finisse le tour trop rapidement. Cela apporte également de l’originalité au jeu.

La flèche qui désignera la case sur le socle.

La flèche qui désignera la case sur le socle.

Le socle de la roulette permettant aux joueurs de savoir le nombre de cases à parcourir.

Le socle de la roulette permettant aux joueurs de savoir le nombre de cases à parcourir.

Le support de pioche qui permet de stocker les cartes innovations.

Le support de pioche qui permet de stocker les cartes innovations.

  • La boîte de rangement

Pour pouvoir ranger et transporter le jeu, nous avions conçu une boite de rangement en 3D pouvant accueillir tous les éléments du jeu comme cela était requis par le cahier des charges. Dans l’objectif de réduire au maximum le volume de la boite, nous avons créé une ergonomie spéciale de la boite.

Boite de rangement pouvant contenir tous les éléments du jeu.

Boite de rangement pouvant contenir tous les éléments du jeu.

Cependant, nous avons eu des difficultés à imprimer la boite en termes de durée d’impression et à cause de la chaleur : le fil sortant de la buse ne se solidifiait pas assez rapidement pour obtenir un résultat correct. Nous avons donc décidé de la fabriquer en bois avec les moyens du FABLAB de l’école. Le résultat et tout aussi correct et permet bien de ranger et de transporter tout le jeu.

Boîte de rangement en bois

Boîte de rangement en bois

  • Conclusion

En conclusion, nous sommes très heureux du résultat obtenu. Nous avons apprécié travailler sur ce projet. Notre jeu fonctionne très bien. Il est à la fois ludique et sérieux comme nous le demande le cahier des charges. Nous sommes également fiers du système automatique et digital de comptage des points et de gestion que nous avons programmé pour améliorer l’expérience des joueurs. Enfin ce projet nous a permis d’apprendre à utiliser SolidWorks ainsi que l’imprimante 3D car nous n’avions pas eu l’occasion de le faire en première année à cause des conditions sanitaires.

Pour finir, ce projet est une réussite collective pour tous les 3 car nous avons su apprendre, travailler en autonomie et développer des compétences spécifiques qui seront indispensables dans notre future vie professionnelle.

Jeu complet

Jeu complet


Roulette imprimée en 3D

Roulette imprimée en 3D


Support de pioche imprimée

Support de pioche imprimée

Merci de votre lecture

Galinier Simon, Moissonnier Théo, Perly Basile

Système de stationnement automatisé sur Arduino​

Bonjour à toutes et à tous !

Introduction

Nous sommes Esteban Cornu, Mattéo Jupille et Alexis Maupas des élèves en deuxième année de cycle préparatoire ingénieur et nous allons vous présenter notre projet intitulé “Système de stationnement automatisé sur Arduino”. Ce projet nous a vraiment attiré lors de la sélection car il correspond au domaine dans lequel nous souhaitons évoluer dans le cycle d’ingénieur. En effet, le projet possède toute une partie basée sur la programmation qui fait écho à la filière SAGI ainsi que sur la partie qualité, innovation et fiabilité qui nous initie à la filière QIF.
Le but est dans un premier temps de découvrir l’Arduino sur laquelle aucun de nous n’avait travaillé auparavant, mais nous étions tous impatients de commencer. Dans un second temps, le projet a permis de nous faire découvrir toutes les étapes à suivre pour mener à bien un projet. Pour cela, il faut s’organiser en répartissant correctement les tâches au sein du groupe dans le but d’être plus efficace. Tout au long du projet nous avons été épaulés par Monsieur Haddad.

Objectifs du projet

  1. Trouver un moyen pour rendre un parking autonome
  2. Concevoir et Programmer un parking situé en plein cœur d’une ville
  3. Réaliser une maquette fonctionnelle de ce parking

Travail réalisé

1. Etude d’automatisation

Nous avons établi trois possibilités pour réaliser ce parking automatisé. La première option consiste à utiliser une carte Arduino avec deux caméras à reconnaissance de plaque d’immatriculation. La deuxième sollicite une carte Arduino avec des capteurs optiques et la dernière se compose d’une carte Raspberry Pi avec deux caméras à reconnaissance de plaque.

Comparaison des 3 options

Après avoir comparé les 3 alternatives en fonction du prix, de la fiabilité, de la complexité nous avons retenu la deuxième option.

Explication du fonctionnement :
Un écran LCD indique le nombre de places restantes si le nombre de place est supérieur à 0 alors un véhicule peut rentrer. Des capteurs optiques placés sous le sol avant et après la barrière vérifient si la voiture est bien rentrée avant de refermer la barrière. La barrière s’ouvre et se ferme à l’aide d’un servomoteur. Puis la voiture peut se garer sur n’importe quelle place libre. Pour aider le conducteur nous avons placés des LED vertes et rouges au bout de chaque place. Si la LED est verte alors la place est libre, elle passera au rouge lorsque le véhicule sera bien garé au-dessus du capteur optique présent sur chaque place. A chaque fois qu’une voiture se gare un chronomètre associé à la place est lancé ce qui permet de vérifier le temps passé dans le parking. Lorsqu’un automobiliste décide de partir, l’écran affiche le prix à payer en fonction du chronomètre lié à sa place puis il peut partir par la barrière de sortie fonctionnant de la même manière que celle d’entrée.

2. Conception du parking

A. Agencement Parking

Nous devions ensuite imaginer l’agencement des places de parking ainsi que la position des barrières d’entré et de sortie mais aussi prévoir un emplacement pour cacher la carte Arduino.

 Croquis Parking Arduino

Nous avons ajouté deux places de parking pour personnes à mobilité réduite selon l’arrêté du 1er août 2006 en respectant les normes.
Le temps était maintenant venu pour nous de réaliser ce parking en 3D à l’aide du logiciel en ligne OnShape en taille réelle. Cette étape a pour but de nous aider à dimensionner le projet mais aussi de nous projeter dans le futur pour connaitre précisément l’emplacement de chaque composant.

Parking En 3D

Parking de 30m x 16m

B. Programmation

Afin de pouvoir contrôler tous les composants nous avons utilisé une carte Arduino MEGA car il fallait beaucoup d’entrées analogiques pour les capteurs optiques ainsi que beaucoup de sorties digitales pour contrôler chaque LED.

Sachant que nous attendions la livraison des composants nous en avons profité pour réaliser des tests sur le logiciel en ligne TinkerCad qui permet de simuler une carte Arduino pour venir y connecter des composants eux aussi virtuels. Ces nombreux tests nous ont permis de comprendre le fonctionnement de chaque composant ainsi que la manière de le brancher à la carte. Nous avons donc utilisé les librairies ServoMoteur et LiquidCrystal pour contrôler la barrière et l’écran LCD facilement. Cette étape nous a fait gagner beaucoup de temps car dès la réception des composants nous avons pu passer à la réalisation sans trop se soucier si le parking fonctionnera une fois l’assemblage des pièces 3D et de la planche en bois terminé.

TinkerCad-LCD

TinkerCad-LCD

3. Réalisation de la maquette

La réalisation de la maquette à commencer lorsque nous avons reçu nos composants. Nous avons d’abord tracé l’emplacement de chaque élément (places, pièces 3D, …) pour ensuite commencer à découper la planche.

Découpage de la planche

Découpage de la planche

Perçage de la planche

Perçage de la planche

Soudure des composants

Soudure des composants

Après le découpage et le percage de la planche nous avons placé tous les composants ainsi que tous les pièces 3D.

L’étape suivant était de souder tous les composants entre eux afin de les connecter à la carte Arduino ce fut très long et périlleux en raison du nombre de composants à alimenter.

Nous avons ajoutés quelques détails comme les panneaux de sens interdit et les signalisations pour les places handicapées.

Résultat final

Conclusion

Pour conclure, nous sommes très reconnaissants d’avoir participé à ce projet pour clôture notre deuxième année préparatoire. En effet, nous avons pu découvrir ou approfondir plusieurs domaines comme la programmation Arduino, la conception assistée par ordinateur, la gestion du temps, la fabrication d’une maquette fonctionnelle, … En plus des connaissances, nous avons appris à concevoir de A à Z un projet ce qui va beaucoup nous aider dans nos futures missions en tant qu’étudiant en école d’ingénieur. Nous sommes très fiers car nous considérons avoir réussi à répondre correctement au cahier des charges en essayant d’innover. Nous profitons de cette conclusion pour remercier Monsieur Haddad pour nous avoir accompagné à concevoir ce projet.

Esteban Cornu Mattéo Jupille Alexis Maupas