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Automate animé : la création de notre panda

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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 !

Train d’engrenage de l’automate
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

Projet : Spatial.IO

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  • Bonjour à toutes et à tous !

Nous sommes deux étudiants en deuxième année de cycle préparatoire à Polytech Angers. C’est après de nombreuses heures de travail que nous sommes heureux de pouvoir vous présenter notre projet “Spatial.IO”, qui vise à aider l’intégration de personnes atteintes d’autisme dans de nouveaux habitats inclusifs. Spatial.IO est une plateforme de réalité virtuelle qui permet de créer des espaces partagés collaboratifs et d’interagir à plusieurs grâce à des avatars.

  • Pourquoi ce projet ?

Ce projet a été, en premier lieu, initié par une association qui a pour but d’aider l’inclusion sociale d’adultes atteints d’autisme, plus précisément, les résidents de l’IME (Institut Médico-Educatif) de “la Marzelle” (pas loin d’Angers, à Loire-Authion). L’idée préexistante était de créer un nouvel habitat social mais plus inclusif que les précédents, en effet bien que “la Marzelle” soit un lieu très agréable celui-ci ne permet pas une inclusion dans la société car c’est un lieu « vide », il y a très peu de passage hors saison estivale. L’idée de ce nouveau lieu de vie est de « mélanger » les personnes neurotypiques et les adultes atteints d’autisme afin de créer des interactions (avec des pièces communes par exemple). Voici quelques photos des espaces de vie prises lors de la visite de “La Marzelle”:

photos de la visite de “la Marzelle”

L’intérêt d’un habitat social est, tout d’abord, d’offrir un cadre de vie adapté aux personnes atteintes d’autisme, mais également d’éviter que celles-ci ne se retrouvent pas sans rien. Beaucoup, passé l’âge adulte, sont contraints de vivre en hôpital psychiatrique rendant leur inclusion dans la société très mauvaise voire inexistante.

  • Notre objectif

C’est dans le cadre de la création et des tests qu’est apparue l’idée de réaliser tous ces espaces en réalité virtuelle (à l’aide de casques VR, Virtual Reality). Notre rôle dans ce vaste projet fut donc de commencer à développer ces habitats en ligne, à l’aide du logiciel Spatial.IO, un logiciel qui permet d’organiser des réunions en ligne en VR et de créer des espaces d’interactions (pour vulgariser, c’est un Zoom ou Facetime en réalité virtuelle).

Notre réel objectif est donc la réalisation de ces habitats en réalité virtuelle, pour permettre dans le futur de réfléchir directement sur les lieux de vie des personnes atteintes d’autisme.

Plans des futures pièces de l’habitat inclusif

  • Le rôle de la réalité virtuelle dans le projet !

Pour l’instant, l’utilisation de la réalité virtuelle peut vous paraître inutile, mis à part découvrir un « jouet », la VR (Virtual Reality) permet de faire de nombreuses choses qui auraient pris beaucoup de temps en temps normal. Pour donner un exemple, beaucoup d’adaptations sont nécessaires dans une chambre de personnes atteintes d’autisme, que ce soit au niveau de la sonorité, de la luminosité, de la couleur, ou simplement de la sécurité de la chambre. Dans ce projet, comme dit précédemment, l’objectif est d’arriver à réaliser un habitat inclusif mélangeant personnes neurotypiques et personnes atteintes d’autisme, cela peut être très stressant pour certains résidents autistes, c’est pourquoi il faut que leur chambre soit un lieu qui leur semble sûr.

C’est dans cet objectif que la VR et Spatial.IO deviennent très utiles. En effet, il est possible de réaliser tous les changements en direct, une application possible de ce projet serait de faire venir des professionnels en charge du projet pour créer un échange sur les modifications à réaliser grâce à des outils en réalité virtuelle (post-it, dessin 3D, tableau blanc, etc.)

Menu de contrôle

Le logiciel Spatial.IO nous permet également d’intervenir directement sur les caractéristiques de la pièce, telle que sa taille, sa position, et bien d’autres encore.

  • La réalisation

Dans le cadre de la réalisation, nous travaillions en collaboration avec une école de Design de Nantes pour permettre, non seulement de finir ce projet dans les temps, mais également de pallier notre manque de connaissances sur certains sujets tels que, par exemple, la création de pièces 3D (nous épargnant un temps d’apprentissage conséquent)

Ce fut vraiment très intéressant, simplement par le fait de rencontrer de nouvelles personnes, mais également grâce aux échanges que nous avons eu avec eux qui ont été très enrichissants.

  • Bilan

Ce projet mélangeant plusieurs domaines tels que la réalité virtuelle, l’autisme et l’aménagement d’habitat inclusif a été très instructif pour nous. Il nous a permis de découvrir les casques VR (Virtual Reality) et de connaître les contraintes que peuvent provoquer un handicap dans la vie quotidienne. 

Lebon Elise et Mandoux Léo, Peip2 – 2022

Création d’un Bartel

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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.

Minitel 1 (Avant)
Notre Bartel (Après)

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
Découple d’une planche de PMMA

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.

Création d’un robot magicien

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Bonjour et bienvenue à vous sur cet article.

Nous sommes Manon Boursicot et Anthonin Devas, deux étudiants de deuxième année à Polytech Angers et comme tous les deuxième année ici, nous devions travailler sur un projet durant une centaine d’heure pendant notre second semestre.

Nous avons choisi en tant que projet de travailler sur un robot, mais pas n’importe quel robot. En effet, notre projet est de créer un robot magicien. Ce robot pourrait servir à Polytech en tant que représentant des projets de deuxième année lors des forums ou portes ouvertes car c’est un projet que l’on peut montrer facilement. Ce projet a été inspiré par un robot existant créé par Mario the Maker Magician dont vous pouvez retrouver des vidéos sur YouTube, comme celle-ci par exemple : https://www.youtube.com/watch?v=WYQEZXXEfhc

Nous n’avons malheureusement pas réussi à terminer notre projet mais nous allons tout de même vous le présenter et vous en parler.

Maintenant, vous vous demandez peut-être ce que veut-dire un “robot magicien”. C’est tout simplement un robot capable de réaliser un tour de magie. Ce projet comprenait beaucoup d’étapes différentes. Pour réaliser ce robot, nous avons dû, tout d’abord, lui trouver un tour. Nous avions comme contrainte supplémentaire qu’il devait le réaliser plusieurs fois d’affilée sans intervention humaine. Une fois trouvé, nous avons dû créer le design, puis le modéliser en 3D avant de finalement l’imprimer grâce aux imprimantes 3D présentes dans l’établissement. Tout ça représente la partie mécanique, à côté de ça, il y avait la partie programmation où nous avons dû créer tous les mouvements que ferait le robot en language Python à l’aide d’une carte Raspberry Pi ainsi que faire fonctionner un écran. 

Le design

Pour le design, nous avions comme contrainte qu’il soit facilement transportable. C’est donc pour cela que nous avons décidé de faire un cube. Nous avons rajouté un bras pour qu’il soit capable de réaliser le tour.

Modèle 3D contenant le cube (en vert) et le bras (en rouge)

Nous voulions donner de la vie à notre robot et du plastique qui bouge ne suffirait pas. Nous avons donc ajouté un écran et créé des animations qui se jouerait pour que le tour soit plus expressif et par la même occasion, cela pourrait distraire une personne qui essaierait pour ne pas qu’elle voit les secrets du tour. Les animations de l’écran représentent le visage de notre robot, nous avons choisi, à deux, de créer un chat cyclope. C’est une image familière, un chat, mais avec une touche d’originalité qui saurait capter l’attention.  Ainsi, étant un Chat Cyclope en forme de Cube, trois mots commençant par C, nous l’avons appelé C³.

Animation de l’écran

Le tour de magie

Vous savez à présent à quoi ressemble le robot, mais vous vous demandez peut-être ce qu’il doit faire. Nous avons cherché plusieurs tours sur internet et avons choisi de réaliser celui-ci (à 3:38 dans la vidéo): https://youtu.be/XqmcqWW_JRg?t=218

L’idée est basiquement, avec deux pièces et un verre, de faire semblant de faire passer une des pièces à travers le verre alors qu’en réalité on a fait tomber la deuxième dedans et caché la première.

Illustration du tour de magie

Pour faire faire ce tour à un robot il y a évidemment de nombreuses étapes à modifier car il ne sera jamais aussi agile qu’un humain. Il faut prendre en compte le fait que chaque axe dans lequel le robot devra faire un mouvement représente un moteur différent que nous devrons programmer plus tard. Il faut donc limiter les mouvements nécessaires au maximum.

Pour réaliser le tour nous avons un bras qui tient le verre et une pièce visible posée en dessous (image 1). Au moment où on démarre, le bras tapera le sol au niveau de la pièce, la cachant par la même occasion. La plateforme sur laquelle se trouve la pièce tournera alors, cachant celle-ci (image 2). Au même moment, le bras qui tient le verre fera tomber la deuxième pièce qui était cachée à l’intérieur depuis le début (image 3).

Image 1
Image 2
Image 3

La modélisation et l’impression

Nous avons passé de nombreuses heures à modéliser le robot sur le logiciel SolidWorks. Chaque partie a dû être modélisée séparément en imaginant comment elle serait attachée aux autres autours d’elle. 

Nous étions des débutants complets pour tout ce qui concerne des problèmes mécaniques en termes de création, nous avons donc trouvé des inspirations dans ce que nous connaissons : des objets du quotidien. Nous pouvons citer notamment le bouchon d’une bouteille d’eau classique duquel nous nous sommes inspirés.

Comparaison des deux bouchons

En tout nous avons 13 pièces complexes et différentes que nous avons entièrement imaginé et créé.

L’ensemble de nos pièces modélisées

C’est à partir de cette partie en réalité que nous avons commencé à avoir des problèmes. En effet, mis à part les difficultés de la modélisation en elle-même, il y a eu des difficultés d’impression. La partie principale, le gros cube que vous voyez sur la photo au-dessus, ne pouvait pas être imprimé car il demandait plus d’une bobine de plastique (presque trois), ce que l’imprimante ne peut pas faire. Sans ce cube, la majorité des pièces créées n’avait pas d’utilité et nous n’avons donc imprimé que les parties composants le bras et la plaque sur laquelle se fait le tour.

La programmation : Raspberry Pi, écran et moteurs

Cette partie est la dernière du projet et n’est donc pas terminée. Nous avons fait face à de nombreux problèmes que nous ne pouvions pas régler simplement ici.

Nous avons choisi pour le projet de travailler avec une carte Raspberry Pi. Pour ceux qui ne le savent pas, c’est, dans l’idée, un petit ordinateur qu’on peut programmer pour contrôler tout notre système.

Photo d’une Raspberry Pi 3

Après avoir mis un système d’exploitation sur la carte (un équivalent à Windows ou linux mais pour Raspberry), nous avons essayé de faire fonctionner l’écran. Nous pouvons l’allumer sans problème mais nous avons compris trop tard qu’il fallait une carte SD très précise pour faire fonctionner les animations dessus. Il fallait une carte de moins de 2GO, déjà très dure à trouver, mais aussi qu’elle soit compatible avec l’écran ce qui n’est pas le cas de toutes les cartes SD. Malgré que tout soit prêt, nous n’avons donc pas pu faire fonctionner l’écran.

Photo de l’écran

Nous avons programmé les moteurs en python, langage que nous avions déjà utilisé donc il n’y avait pas trop de problèmes. Nous avons trouvé un modèle de code sur internet pour faire fonctionner des moteurs en python avec une Raspberry et avons donc modifié celui-ci pour réussir à faire tourner les moteurs. <image moteurs/code>

Moteur et un extrait de son programme

Bilan

 Au final, notre projet n’est pas terminé mais nous avons quand même gagné des compétences utiles grâce à celui-ci, notamment en mécanique et électronique, où nous avons pu pratiquer les domaines comme on ne le fait pas normalement en cours. Nous sommes tout de même satisfaits par certains aspects, comme l’animation où, malgré certains problèmes, les modèles que nous avons pu produire. 

Même si nous sommes déçus du résultat, nous espérons que, si ce projet est repris l’année prochaine, il pourra être fini et perfectionner grâce à ce qu’on a pu faire cette année.

Nous vous remercions de votre lecture et espérons que vous avez trouvé notre projet intéressant.

Manon Boursicot et Anthonin Devas

Images utilisées dans cet article:

Moteur: https://www.robotshop.com/ca/fr/servomoteur-a-rotation-continu-parallax-futaba.html

Écran: https://4dsystems.com.au/products/4d-intelligent-hmi-display-modules/raspberry-pi-compatible-kits/gen4-ulcd-70dt-pi

Raspberry: https://www.desertcart.ae/products/59401529-raspberry-pi-3-model-b

Compteur binaire motorisé

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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

    Le système est composé de 8 pièces double face sur lesquelles il est écrit 0 d’un côté et 1 de l’autre, les pièces sont suspendues à une tige et la première est reliée à un moteur pas à pas qui, quand il tourne, entraîne la première pièce, qui peut ensuite, selon si elle affiche 0 ou 1, entraîner la pièce suivante… Cette disposition permet d’afficher les 255 premiers nombres en binaire dans l’ordre.
    Le cahier des charges du projet était très ouvert ; il demandait uniquement de concevoir le compteur et de le faire fonctionner électroniquement. Nous étions totalement libres sur les options de fonctionnement, le nombre de bits, etc. Les contraintes comprenaient la facilité de transport (poids, taille) et la création d’options en électronique à partir de matériaux simples.

    Vous pouvez voir ci-dessous le principe du système :

    Valeur 0 en binaire

    Valeur 0 en binaire

    Valeur 1 en binaire

    Valeur 1 en binaire

    Valeur 2 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 pouvons distinguer deux parties concernant la mise en forme de notre projet tutoré. Il est composé d’une partie informatique / électronique ainsi que d’une partie mécanique / conception / impression 3D.
    Nous avons débuté notre projet par une phase de discussion sur la conception de notre compteur en général et ses caractéristiques. Nous avons fait un premier choix non définitif concernant les fonctionnalités disponibles et leur application, la taille, le nombre de plaquettes numérotées (soit le nombre de bits), le type de moteur et son mode de transmission, le type de carte de commande de notre compteur, etc.

    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.

    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 sous le fond de commande.

    Système électronique "partie 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".

    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

    Concernant la partie mécanique, le premier problème apparu est le dimensionnement finalement peu pertinent autour d’une potence de maintien, afin d’accueillir notre servomoteur, pour que l’on se rende compte qu’un moteur pas à pas serait plus pertinent pour notre système. A la suite de cela, nous avons redimensionné et modifié la potence de maintien censée accueillir le servomoteur, pour l’accueil du moteur pas à pas choisi. Cependant, après discussion avec notre professeur encadrant, il est ressorti qu’il serait préférable d’inclure un système poulie-courroie pour la transmission de notre moteur au compteur. Le moteur ne doit donc plus se trouver sur l’axe de la tige de maintien des plaquettes, ce qui rend le dimensionnement d’un espace moteur dans la potence inutile.
    De plus, nous avons dû changer à quelques reprises les dimensions de nos pièces, mais cela provient plus d’une évolution de notre projet que d’un problème réel.

    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

    Pour conclure, nous sommes plutôt satisfaits du résultat final par rapport à notre idée initiale du projet. Notre système fonctionne très bien dans les grandes lignes.
    Il arrive de temps en temps que les plaquettes poussantes ne tombent pas parfaitement à l’emplacement qui leur est dédiée et les potences de maintien ont un léger jeu avec les blocs de support, ce qui pose un léger problème de tension de notre courroie de transmission. Exceptés ces deux points, le compteur binaire est fonctionnel, même s’il pourrait être amélioré. Nous pourrions régler ces problèmes de potence et de pièces, ajouter un décompte sur le compteur ou encore améliorer l’esthétique du projet.
    La réalisation de ce projet a été pour nous très instructive. Ce dernier s’est reposé sur un travail coopératif où nous avons beaucoup appris. Nous avons fait face à différentes problématiques, que nous avons su résoudre.

    Voici donc le résultat de notre compteur binaire :

    Position "utilisation du système"

    Position “utilisation du système”

    Position "repos/transport"

    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

Photomatonsaïque : des photos en mosaïque

Galerie

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Cette galerie contient 2 photos.

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

Création d’un mur de lumières pour Escape Polytech

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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

Rendu 3D de notre mur lumière

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

Programmmation

Une petit partie du code de notre projet

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

Assemblage

Assemblage de la machine

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

Introduction de notre projet :

Vue générale du Mur Lumières

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

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

Ampoules de toutes les couleurs
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.

Projet Chorduino

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Introduction :

Bonjour, nous sommes Pierre PORTRON et Yohann CONANEC, tous les deux étudiants en PEIP2-A à Polytech Angers.

Le but de ce projet était de créer un système permettant d’accompagner un musicien en jouant une série d’accords sur un synthétiseur. Pour cela nous avions à notre disposition une carte Arduino UNO, muni de boutons poussoirs et d’un écran LCD, une pédale, un câble MIDI-USB et un câble Arduino-USB

Travail réalisé :

1-Le codage des accords :

Un accord est un ensemble de notes joué simultanément, ils sont définis par le type d’accords ainsi que la note fondamentale, qui est la première note jouée.

Pour coder les types d’accords nous créons un tableau pour chaque type, contenant dans l’ordre, le nombre de notes, l’écart entre les prochaines notes et la note fondamentale.

tab acc

Afin de coder l’accord en lui-même nous avons numéroté chaque notes de 0 à 11 et chaque types d’accords de 0 à 19 que l’on multipliait par 12.
pour chaque accords on additionne la valeure de la note fondamentale et du type d’accord

exemple : type accord n7 : 2 * 12 = 24
note fondamentale D : 5
accords = 24 + 5 = 29

image_2021-06-16_165859

Afin de décoder l’accord lorsque l’on souhaite le jouer on trouve la note fondamentale en appliquant un modulo 12 à la valeur de l’accord et ont la divise par 12 pour trouver le type d’accord

Exemple :
Accords = 29
Note fondamentale= 29 % 12 = 5 = D
Type d’accord = 29 / 12 = 2 = n7

image_2021-06-16_170010

2-Jouer l’accord :

Pour jouer l’accord on le décode comme vu précédemment pour obtenir le type d’accord et la note fondamentale. Puis on utilise la fonction MIDI.sendNoteOn(note, volume) en additionnant à chaque fois la note fondamentale de la valeur noté dans le tableau du type d’accord.

image_2021-06-16_171125

3-Les grilles d’accords

Les grilles d’accords sont des tableaux d’accords ce qui nous permet de jouer plusieurs accords à la suite.

grille

Pour cela on regarde la valeur envoyée par la pédale (plus on appuie plus la valeur augmente)
Lorsque cette valeur dépasse 400 on joue le premier accord puis quand on la relâche on passe à l’accord suivant.

jouergrille

4-La liaison série

Pour entrer une grille manuellement, on utilise la liaison série Arduino présent sur l’IDE Arduino. On reçoit la nouvelle grille sous forme d’une chaîne de caractères que l’on transforme en un tableau d’entiers représentant les accords.

image_2021-06-16_173809

moniteur

Vidéos montrant le projet en fonctionnement :

drive.google.com/file/d/1ohHWEjFQPqnQ6lgYgXIuU3x8RuiLttEy/view?usp=sharing
https://drive.google.com/file/d/1pDgMJ5z21NYXAhiWjoK8Dx4-1u30MCZR/view?usp=sharing
https://drive.google.com/file/d/1osvTKHlHw0p1z_huiWoCOzXzyjFL0QGX/view?usp=sharing

Conclusion :

Ce projet nous aura finalement beaucoup apporté, notamment au niveau du travail de groupe sur un projet de cette durée.

Nous sommes très fiers du résultat même si plusieurs points pourraient être améliorés.

Merci beaucoup à M COTTENCEAU pour son aide.

Modélisation mathématique et simulation numérique de la phyllotaxie

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Bonjour à tous,

Dans le cadre du dernier semestre de PEIP2, il nous est proposé de concevoir un projet par groupe d’étudiants. Nous sommes deux élèves à avoir travaillé sur ce projet, Paul Bolufer ainsi que moi-même Marc Berret. Le projet est encadré par des professeurs de l’école et a pour durée une centaine d’heures.

L’objectif de ce projet est de réaliser un simulateur permettant de modéliser le développement de certaines plantes. Pour notre part, nous avons choisi de le faire sous le langage Python. La modélisation s’appuie sur des modèles mathématiques.

1. Présentation du projet

La phyllotaxie est la science qui étudie l’ordre dans lequel sont implantées les feuilles, ou plus globalement la disposition des éléments d’un fruit, d’une fleur ou d’un bourgeon.

Nous avons ainsi décidé d’orienter notre projet vers la création d’un programme informatique permettant de simuler la disposition des feuilles lors de la croissance d’une plante.

Pour réaliser ce simulateur, il nous a été nécessaire d’acquérir de nouvelles compétences telles que:
– la maîtrise des outils mathématiques pour comprendre le comportement et l’évolution des plantes
– la maîtrise d’un outil informatique pour réaliser ces simulations

Et nous avons rapidement été confrontés à de premières contraintes comme:
– la nécessité de réaliser un travail de documentation sur le sujet
– comprendre les modèles mathématiques mis en jeu
– apprendre un nouveau langage de programmation (Python)

Il était alors important de bien structurer nos séances de travail, d’adopter une bonne organisation et de se partager les tâches afin de mener à bien notre projet.

2. Travail réalisé

Pour mener à bien ce projet, nous avons orienté notre travail en deux parties. Dans un premier temps, la documentation sur notre sujet, à savoir la phyllotaxie ainsi que les modèles mathématiques. Dans un seconde temps, la mise en pratique par le développement du simulateur sur le langage Python.

    2.1 Documentation

Les différents types de phyllotaxie

Il suffit de changer l’angle pour obtenir une nouvelle forme de phyllotaxie. Il en existe 4 différentes:

Phyllotaxie verticillé :
Elle présente au moins trois organes par nœud. L’angle entre un nœud et le suivant est de 45 degrés. Ce cas de phyllotaxie est assez fréquent dans la nature.

Plants de véroniques de Virginie.

Plants de véroniques de Virginie.

Phyllotaxie opposée :
Les feuilles sont opposées deux par deux et on observe une rotation de 90 degrés entre un nœud et le suivant.

Branches de menthe

Branches de menthe

Phyllotaxie spiralée :
Il s’agit de la forme la plus classique de phyllotaxie, on compte un seul organe par nœud et un angle de 137,5 degré entre un organe et le suivant. On la retrouve dans 92% des plantes.

Pomme de pin

Pomme de pin

Phyllotaxie alternée :
Elle présente une feuille par nœud et un angle de 180 degrés entre deux organes consécutifs.

Branche de chêne

Branche de chêne

Représentation mathématique en deux dimensions (théorie)

Pour dessiner les points, on utilise le repère polaire:
r = c * sqrt(n)
teta= n * angle
avec n est le nombre de points, c est la distance entre le point.

repère polaire

repère polaire

Nous pouvons passer du repère polaire au repère cartésien pour dessiner avec un code informatique. En effet, les langages de programmation ne comprennent pas le repère polaire.

Pour faire ceci, on utilise les propriétés du cosinus et du sinus qui sont respectivement:
cos = adj/hyp et sin = opp/hyp
On trouve que cos(teta)= x/r et sin()= y/r et ainsi x=cos(teta)*r et y=sin(teta)*r

Il suffira juste de faire une boucle en fonction de n et de préciser les paramètres de c et de l’angle.

    2.2 Mise en pratique sur Python

Concrètement, une fois le sujet compris, il faut le retranscrire sur un programme informatique. Pour ce faire nous avons suivi des formations pour apprendre le langage Python.

Représentation de la phyllotaxie spiralée en deux dimensions (langage Python, éditeur VSC)

Code phyllotaxie en 2D sur Python

Code phyllotaxie en 2D sur Python

Explication du code:
Il faut tout d’abord importer les modules turtle et math nécessaire pour faire la représentation sous forme de dessins et pour utiliser les outils mathématiques. (ligne 1 et 2)

Ensuite, on crée la fonction phy2D (ligne 4) et on rentre les paramètres avec c la distance entre les points, e l’épaisseur. On fait une boucle qui va dessiner un grand nombre de points (n=1000).

On passe du repère polaire au cartésien. D’ailleurs, dans notre variable a (ligne 9), on convertit notre angle en radian en multipliant par pi/180 et par n pour que a dépend du point choisi. Puis, on dessine les points en changeant à chaque fois de position (x,y).

À la fin, il suffit simplement d’appeler la fonction en indiquant les paramètres et on obtient la figure ci-dessous:

Représentation graphique de la phyllotaxie spiralée (angle d’or: 137.5 degrés)

Représentation graphique de la phyllotaxie spiralée (angle d’or: 137.5 degrés)

Représentation en deux dimensions d’une marguerite et d’un tournesol

En s’appuyant sur le code précédent, on peut dessiner n’importe quelle plante en 2D. En effet, il suffit juste de créer des fonctions dessinant un pétale et les répéter le nombre de fois que l’on veut.

Simulation marguerite

Simulation tournesol

Création de l’application et d’un menu

Une fois que nos programmes pour représenter la phyllotaxie en 2D et avec des exemples concrets étaient fonctionnels sur Python, nous avons créé l’application pour les regrouper. Ainsi nous nous sommes aidés du module tkinter sur Python pour faire les boutons, le menu…

À gauche se trouvent les choix des différents paramètres et à droite l’interface graphique de dessin.

Interface principale du simulateur

Interface principale du simulateur


Conclusion

Pour conclure, ce projet a été long mais motivant pour chacun d’entre nous. En effet, nous avons apprécié travailler en équipe. Nous sommes très fiers du travail réalisé et des notions que nous avons pu découvrir. Le résultat final est conforme au cahier des charges, tout au long de la réalisation de ce projet nous nous sommes adaptés à la fois aux modèles mathématiques ainsi qu’aux outils informatiques. Nous avons développé sous Python un simulateur complet permettant de modéliser la phyllotaxie en 2D mais aussi sous forme d’exemples avec le cas de la marguerite et du tournesol. Ce travail fut pour nous enrichissant, à la fois sur l’aspect des recherches, celui de la découverte mais aussi sur l’apprentissage d’un nouveau langage de programmation : Python.

Borne d’arcade multijoueur transportable

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Bonjour à tous!

Nous sommes deux étudiants (Titouan Loiseau et Amand Messé) en deuxième année du cycle ingénieur à Polytech Angers, et dans le cadre de nos études nous avons réalisé un projet en groupe. Le thème de notre projet était “Borne d’arcade”, et nous étions 3 groupes sur le même thème. Alors histoire d’innover, on a décidé de faire une borne d’arcade un peu originale.

Notre idée était de réaliser deux bornes d’arcade identiques mais distinctes, pouvant jouer en multijoueur, avec la contrainte que ces dernières doivent être transportables.
On est donc parti sur un design dit “Tabletop” qui désigne les bornes d’arcade qui se posent sur une table pour jouer, à l’exception que nos bornes auraient un écran pliable afin de gagner de la place.

Image non chargée

Exemple de borne d’arcade “Tabletop”

Contraintes:

Chacune des deux bornes devait être pour 1 joueur, et devait comporter les éléments suivants:

  • 8 boutons (A, B, X, Y, L, R, Start, Select)
  • Un joystick
  • Des haut-parleurs
  • Un écran repliable
  • Des prises USB et Ethernet à l’arrière pour connecter une manette ou un câble réseau à la borne

Modélisation:

On a donc modélisé la borne telle qu’on la voulait sur Solidworks (un logiciel de conception assistée par ordinateur), en prenant en compte les dimensions des éléments que l’on a choisis (boutons, joystick, etc…).

Image non chargée

Modèle Solidworks de la borne d’arcade

Émulation:

Pour la partie logicielle, nous avons utilisé un Raspberry Pi dans chaque borne qui fait office de mini-ordinateur afin de jouer aux jeux. Nous avons installé dessus un système d’exploitation appelé Recalbox qui est spécialisé dans l’émulation d’une multitude de systèmes et qui a été créé pour être utilisé dans les bornes d’arcade. En plus, Recalbox possède une fonction nommée Netplay, qui permet de jouer à des jeux multijoueur en réseau en connectant les Raspberry Pi à internet.

De base, nous voulions que les bornes puissent se connecter directement entre elles via un câble sans avoir à passer par un réseau externe. Nous avons lu plusieurs posts faits sur le forum de Recalbox et l’un des modérateurs a dit qu’à l’aide d’un câble Ethernet croisé, c’était possible. Malheureusement, on n’a trouvé aucune autre information sur ce sujet, et nous n’étions pas sûrs qu’une telle liaison marcherait. Nous avons tout de même décidé d’essayer, et nous avons connecté les deux Raspberry Pi ensemble et lancé le netplay.

Image non chargée

Essai de liaison directe

Et malheureusement, cela n’a pas fonctionné, et nous n’avons pas réussi à résoudre ce problème.

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Echec de la liaison directe

Réalisation:

Après avoir commandé le matériel, on a commencé à couper les planches et à monter les bornes.

Image non chargée

Image non chargée

Image non chargée Photos de la borne d’arcade une fois montée

Malheureusement on n’a pas pu tout faire à temps, notamment l’usinage des pièces pour les écrans.

Conclusion:

Au final ce projet nous a plu, et le voir prendre forme était plaisant. Même si nous n’avons pas pu le finir en entier, ce projet nous a permis de mieux nous rendre compte de l’organisation que représente sa réalisation. Nous sommes heureux d’avoir fait ce projet qui représente pour nous une belle expérience de notre parcours en études d’ingénierie.

Merci d’avoir lu cet article, en espérant qu’il vous ait plu!