Ballon stratosphérique

Publié le 12 juin 2019 par Emmy Teillet

Chers lecteurs,

Nous regrettons fort de devoir vous le dire, mais l’article suivant n’est pas des plus joyeux.

Il raconte la triste aventure de quatre étudiants en deuxième année de classe préparatoire à Polytech’Angers qui ont toutes les malchances et collectionnent les angoisses.

Dans cet unique article, ils vont affronter les standards de la DGAC, les regards d’une centaine d’élèves en classe de quatrième, un système GPS défaillant, et des interviews incessantes. Pour notre part, il est dans notre devoir de raconter ces funestes épisodes, mais rien ne vous interdit, chers lecteurs, de passer votre chemin et de cliquer sur un autre article.

Avec nos sentiments respectueux.

Rosanne Biotteau, Ersin Duman, Juliette Trahan, Emmy Teillet.

Bonjour à tous !

Nous sommes quatre étudiants en EI2 et pour le semestre 4, nous avons décidé de travailler ensemble sur le projet d’un ballon stratosphérique.

L’enjeu de ce projet était d’envoyer un ballon gonflé à l’hélium dans la stratosphère, de filmer le voyage et de récolter certaines données telles que la température, la pression, l’altitude, l’humidité et la quantité de CO2. De plus, nous devions nous rendre auprès des classes de quatrième du collège Clément Janequin, à Avrillé, afin de leur expliquer notre travail et de leur donner envie d’étudier les sciences.

Notre ballon et de notre chaîne de vol lors du lancer

Ce projet est un projet complexe, qui nécessite des compétences dans de nombreux domaines. Avant de commencer à travailler dessus, nous ne savions notamment pas qu’il fallait demander des autorisations, parfois plus de trois mois avant le lancer. Voici les différentes autorisations que nous avons dû demander :

DGAC (Direction Générale de l’Aviation Civile) !! Vous ne pouvez pas envoyer un objet traversant les voies aériennes quand vous voulez, où vous voulez !!
L’autorisation du Maire d’Avrillé pour lui demander son accord pour lancer notre ballon depuis le Stade Delaune d’Avrillé
Autorisation d’occupation du domaine public avec l’accord de la DGAC et du Maire, auprès de la Police Municipale d’Avrillé.

Dans notre nacelle, nous avions décidé de mettre deux GoPro afin de filmer le vol de la nacelle, deux capteurs de température (intérieur/extérieur), un capteur dit Baromètre mesurant la pression, l’altitude, l’humidité, un capteur GPS pour enregistrer la trajectoire de notre matériel, et un capteur de CO2.

De plus, pour retrouver tout cela une fois retombé sur terre, nous avions placé un traceur GPS ainsi qu’un téléphone connecté à un compte Google. Tous deux devaient nous communiquer leur position.

Ici vous pouvez voir l’intérieur de notre nacelle, comprenant les systèmes GPS ainsi qu’Arduino et son alimentation.

Nous avons fait un exposé le lundi 13 mai 2019 auprès des classes de quatrième du collège Clément Janequin d’Avrillé, afin de leur expliquer notre projet en sachant qu’ils allaient assister au lancement de notre ballon. Cet exercice était assez intéressant puisqu’il nous a permis de pouvoir nous exprimer devant des groupes d’une cinquantaine de personnes, de devoir apprendre à expliquer simplement des concepts pouvant être compliqués à comprendre pour un niveau de quatrième (la notion de forces par exemple).

La date du jeudi 6 juin 2019 pour le lancement était prévue depuis le début du projet. Après avoir installé tout notre matériel au stade Delaune, nous avons appelé les collégiens pour qu’ils assistent à ce moment mémorable. Tout s’est bien passé, et notre ballon a décollé bien plus rapidement que ce à quoi nous nous attendions.

Lundi 6 juin, Stade Delaune Nous étions en train d'installer tout le matériel nécessaire, ici en train de gonfler le ballon. Il fallait le maintenir avec un drap afin qu'il ne s'envole pas de suite.

Lundi 6 juin, Stade Delaune, Avrillé
Nous étions en train d’installer tout le matériel nécessaire, ici en train de gonfler le ballon. Il fallait le maintenir avec un drap afin qu’il ne s’envole pas de suite.

A l’aide d’une simulation réalisée sur Internet, nous savions que notre matériel devait se rendre dans la Mayenne, et atterrir aux alentours de Vaiges, mais plein de critères étaient pris en compte et la précision de cette simulation n’était pas optimale.

Itinéraire entre le Stade Delaune d’Avrillé et Vaiges

A la recherche de notre matériel, Vaiges

Lancer ce ballon présentait certains risques. :

Traverser des voies aériennes nécessitait l’autorisation de la DGAC !

Il faut également savoir qu’en prenant de l’altitude, les températures peuvent descendre jusqu’à -60°C, ce qui est mauvais pour les batteries ! Pour cela notre nacelle était fabriquée en polystyrène extrudé, recouverte d’une couverture de survie. De plus, nous avions mis des chaufferettes à l’intérieur.
La chute du matériel n’est pas contrôlée. La nacelle peut très bien retomber sur une route et causer un accident, tomber dans l’eau, ou pire… en zone blanche, tout en sachant que nos deux systèmes GPS requièrent du réseau mobile afin de nous envoyer leur position. Le téléphone nécessite également des données mobiles afin de communiquer sa position sur une carte.

Malheureusement, 24 heures après le décollage… toujours aucune nouvelle…

C’est alors que commence notre longue et triste histoire… Sans nouvelle de notre nacelle, nous avons commencé par contacter les journaux. Quelques jours plus tard, nous retrouvions déjà notre avis de recherche sur plusieurs journaux (ici Ouest France) et même à la radio (ici Hit West) ! (une petite erreur de prénom, mais on n’a pas tout ce qu’on veut dans la vie…)

C’est alors que les témoignages fusent, mais aucun ne correspond à notre matériel…

C’est dans l’attente d’un signe de vie de notre nacelle que nous vous quittons.

Nous vous avions prévenu, bien que nous ayons acquis de nombreuses compétences, cette histoire n’est pas des plus joyeuses.

Muscle artificiel via origami

Lien

Bonjour à tous !

Nous sommes trois étudiants de Peip2, dans le cadre de nos études nous avons choisi de travailler sur les muscles via la technique de l’origami dans le but de trouver de nouvelles formes de liaisons mécaniques. Durant ce projet, nous avons été accompagné par M. Verron.

Les muscles artificiels via origami sont des objets techniques imaginés par un travail collaboratif entre l’université d’Harvard et du MIT. Créés dans l’objectif de trouver une alternative aux moteurs électriques couramment utilisés, ces muscles pourraient être une solution en terme de rendement et de masse de système.

La première étape de ce projet était de s’approprier les travaux déjà entamés du MIT afin de comprendre les principes de base de la mécanique des fluides et de la mécanique du solide. Le but étant de s’approprier les mouvements créés par les différentes formes origamiques.

Pendant ce projet, nous avons décidé de travailler sur plusieurs formes d’origami afin de créer différents mouvements pour nos prototypes. En expérimentant tout d’abord avec des matériaux de récupération, nous nous sommes ensuite aidé du logiciel solidworks pour la modélisation des embouts et des structures internes au muscle.

Embout Grappin triangle et trapèze pour la structure.

Les prototypes que nous avons expérimentés sont construits de la manière suivante :

Pliage de la structure (origami)
Scellage de la membrane autour de la structure
Connexion de la structure à la pompe avec l’embout. Nous avons commencé par le muscle le plus simple qui permet de réaliser une traction dans le but de lever une masse.
Nous avons ensuite décidé de créer un origami qui se rapprocherait plus d’un mouvement d’une main, l’ajout de triangles dans la structure nous a permis de créer une rotation pour la saisie d’objet par exemple.
Un autre objectif du projet était de créer un origami capable de se rétracter sur lui-même, cela nous a été possible grâce au pliage en structure 2D “herringbone”.
Le dernier objectif, peut être celui que nous voulions le plus développer puisqu’il permet d’attraper un objet puis de le soulever. Ce qui est intéressant c’est le fait que ce gabarit de grappin pourrait éventuellement être utilisé en industrie par exemple pour déplacer des charges et ainsi pouvoir remplacer les treuils électriques habituellement utilisés.

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Vidéos :

Conclusion :
Nous avons été très satisfait de ce projet tout au long de son déroulement. Il a représenté pour nous un défi technique intéressant car nous voulions créer des muscles intéressants technologiquement mais aussi visuellement. Le coté démonstratif était important car nous pensons qu’il serait intéressant de présenter de tels objets lors des portes ouvertes de l’école pour représenter l’option QIF.

Goodies Polytech Angers

Publié le 6 juin 2019 par HUET Aristide

Nous avons été 3 à travailler sur ce projet : Manal EL AZHAR, Guillaume ROUZES & Aristide HUET.
Notre projet était de concevoir 2 goodies Polytech par personne. Il était très intéressant car cette année l’école est passée de ISTIA à Polytech Angers. Nous avons été accompagnés par deux professeurs : Mme. Cécile GREMY-GROS et M. Pascal CRUBLEAU. Avant de débuter nos conceptions, nous avons effectuer un benchmark ainsi que la formalisation de l’identité de l’école.

Le Benchmark

Les benchmarks sont souvent utilisés pour faire une étude comparative sur le marché. En l’occurrence, nous avions fait un benchmark pour comparer les différents goodies déjà existants dans les autres écoles Polytech par exemple ou même sur un autre continent, comme par exemple avec Harvard aux Etats-Unis.

Nous avions regroupés nos découvertes ainsi que nos idées dans le format d’une mind map (cf. fig. 1).

figure 1 : Mind map des goodies existants dans le monde

Grâce à nos recherches, nous avions pu conclure que les goodies d’une manière générale étaient très bénéfique pour une entreprise/école pour en diffuser l’image.

L’identité de l’école

Pour formaliser l’identité de l’école, nous avions décidés de réaliser un sondage sur l’outil Google Forms pour permettre aux étudiants et aux membres du personnel de nous donner leur avis sur l’identité et sur les goodies en général. A ce sondage nous avons eu 214 réponses, d’étudiants et du personnels. A partir de ces résultats, nous en avons conclut que Polytech Angers est une école dynamique avec beaucoup d’événements organisés tout au long de l’année. C’est aussi une école à échelle humaine avec un nombre modéré d’étudiants, ce qui permet une certaine proximité avec les professeurs. C’est également une école internationale comme nous le montre l’instauration de la semaine internationale avec des intervenants venant de différents pays européens, Lituanie, Portugal, Irlande, Allemagne…

Sur le sondage, nous avions proposer une liste de 16 goodies que nous trouvions intéressant à concevoir et prototyper, les étudiants et le membre du personnel avaient la possibilité de choisir 6 goodies parmi les 16. Nous avions donc une idée des goodies que les gens préfères, avec en tête le T-shirt, la gourde et le port-clés. (cf. fig. 2)

figure 2 : Diagramme bâton des goodies les plus demandés

Suite à ce sondage, nous avions tous les trois choisi 2 goodies chacun dans la liste :

Manal : La gourde & le tote bag
Guillaume : Le T-Shirt & le mug
Aristide : La bague d’obtention de diplôme & le porte-clés décapsuleur

Présentation des goodies sélectionnés

Guillaume

Pour le mug, je voulais un objet à l’image de l’école et de la ville d’Angers. Pour représenter l’école le logo suffit. Pour représenter la ville, la skyline d’Angers fait tout le tour du mug, avec des monuments importants de la ville, le théâtre, la cathédrale par exemple. La couleur bleu marine du mug rappel le réseau Polytech avec ses 13 000 étudiants.

figure 3 : Aperçu du mug Polytech

Concernant le T-shirt. De part notre Benchmark nous avons remarqué que différentes Universités américaines utilisées le modèle du T-shirt baseball. J’ai donc décidé d’en prendre inspiration. En utilisant une fois de plus couleur bleu marine représentant le réseau Polytech et qui se marie bien avec le logo de l’école. Pour le prototype du T-shirt j’ai acheté sur internet le modèle puis j’ai fait floquer le T-shirt dans une boutique Angevine. Le résultat est à la hauteur des espérances et de bonne qualité.

figure 4 : Aperçu du T-shirt Polytech

Aristide

J’ai choisi la bague d’obtention de diplôme et le porte-clés décapsuleur car je les trouvais très intéressant au niveau de la conception ainsi que pour l’aspect créatif.

La bague d’obtention de diplôme est un bijou communément distribué au Etats-Unis lors de l’obtention de diplôme des étudiants. C’est une bonne manière de se remémorer les études et en garder un bon souvenir. On peut également s’en servir pour savoir ou est-ce que un ancien étudiant a étudié.
Pour la modéliser, j’ai utilisé un logiciel qui se nomme Solidwork’s. C’est un logiciel souvent utilisé dans le milieu industriel pour concevoir des pièces avec des dimensions exacts et ensuite les usiner.
J’ai voulu garder un aspect simple pour que la bague puisse être porter plus facilement avec d’autres bijoux. Sur le bague se trouve le sigle ‘P’ de Polytech, à gauche du sigle se trouve l’année de l’obtention du diplôme et à droite se trouve la ville de l’obtention du diplôme. Etant donné que Polytech est un réseau, cela est intéressant d’indiquer la ville pour que les ingénieurs se reconnaissent lors de divers événements liés aux anciens étudiants.

figure 5 : Aperçu de la bague sur le logiciel Solidwork’s

Pour le porte-clés décapsuleur, j’ai décidé d’accentuer plus la conception sur l’aspect créatif en transformant le logo Polytech en décapsuleur. Je voulais créer un goodies esthétique tout en étant simple. Pour la modélisation, j’ai également utilisé le logiciel Solidwork’s.
J’ai pris l’initiative de changer les dimensions pour l’adapter à un décapsuleur. En effet, j’ai rogné sur la partie circulaire du ‘P’ pour pouvoir ouvrir une bouteille et j’ai allongé la barre du ‘P’ pour avoir une meilleure prise en main.
Grâce à son design original et hors du commun, ce porte-clés décapsuleur peut être utilisé durant un afterwork par exemple et commencer une conversation à propos de l’école.

figure 6 : Photographie du décapsuleur en aluminium

J’ai fait usiner le décapsuleur par un particulier. Le résultat final est correct et en aluminium, ce qui le rend léger et solide en même temps.

Manal

Parmi l’ensemble des goodies proposés, j’ai choisi le sac en tissu et la gourde, car ce sont deux objets que j’utilise dans la vie courante. Ils permettront aussi d’aider les étudiants et le personnel à réduire les déchets qu’ils produisent. (ex :bouteilles en plastiques, sac en plastiques)

Concernant le tote bag, j’ai créé un sac en tissu rectangulaire bleu marine avec de larges anses sur lesquels est inscrit le nom de l’école. J’ai aussi ajouté un grand logo Polytech sur le devant du sac afin de mieux diffuser l’image de l’école sur le campus ou dans la ville par exemple. Pour ce qui est de la couleur, j’ai choisi le bleu marine qui est une des deux couleurs représentatives de Polytech qui compte plus de 15 000 étudiants en France à ce jour. Elle permettra ainsi au sac de sortir du lot, car la majorité des sacs en tissus sont de couleur beige/écru.

figure 7 : Aperçu du Tote Bag

Pour ce qui est de la gourde, je me suis inspirée de ma bouteille d’eau, en effet, j’ai repris l’idée de la boucle sur le bouchon afin d’y intégrer le logo du réseau. J’ai aussi pris inspiration dans les bouteilles isotherme Swell au niveau de la forme et du matériau utilisée pour les bouteilles (acier). Dans mon cas, j’ai privilégié l’aluminium, car plus léger et moins chère.

figure 8 : Conception de la gourde

J’ai ensuite dessiné ne première esquisse de la bouteille, puis je l’ai conçu sur Solidworks. Voici le résultat final sur Solidworks (cf figure ci-dessous) , comme vous pouvez le constater, le nom Polytech Angers est inscrit sur la bouteille et sur le bouchon. J’ai également modifié la position initiale de la poignée, car la première ne correspondait pas avec le haut de la bouteille. Pour le prototype, j’ai choisi de seulement réaliser le bouchon car c’est l’élément principal du goodies et que c’est elle qui diffuse le plus l’image de l’école. J’ai donc décidé d’imprimer le bouchon en 3D malheureusement j’ai rencontré quelques difficultés lors de l’impression mais le résultat final est satisfaisant.

figure 9 : Prototype du bouchon Polytech Angers

Conclusion

Ce projet fut très intéressant pour nous trois. L’idée de concevoir un goodies pour diffuser l’image de l’école nous a directement charmée. Nous avons aimer le côté créatif que le projet nous a imposé et le fait de trouver des designs innovants était un réel défi. Les 3 goodies que nous avons prototyper sont de bonnes qualités mais par manque de temps et de budget, nous n’avons pu exploiter le maximum de nos goodies.

Projet Dumbell-Pong

Publié le 22 juin 2018 par SAIZONOU Oswald

Bonjour à tous, nous sommes trois étudiants d’EI2 ayant pour projet la réalisation d’un jeu de Pong à 4 joueurs.

Présentation du Projet :
Le but de ce projet est de réaliser un jeu vidéo permettant à un ensemble de personnes d’interagir sur ce dernier. Le cahier des charges est le suivant :
• Développement du jeu de Pong à l’aide du logiciel Processing.
• Utilisation du périphérique Makey-Makey.
• Apport d’un côté ludique au jeu.

Le langage :
Processing est une bibliothèque Java et un environnement de développement libre. Ce logiciel est tout particulièrement adapté à la création plastique et graphique interactive, il était donc parfait pour notre jeu de Pong.

Environnement de Processing

Nous nous sommes donc formés gratuitement grâce à OpenClassrooms (10h) de sorte à nous initier à la programmation sur Processing.

Le MakeyMakey :
Le MakeyMakey est un dispositif d’émulation de clavier à partir d’objets du quotidien : la manipulation de tout objet conducteur relié au MakeyMakey va envoyer un signal à un ordinateur, qui réagira avec la fonction que vous avez défini, en fonction du logiciel que vous utilisez.

http://labenbib.fr/index.php?title=Makey_Makey

www.youtube.com/watch?v=rfQqh7iCcOU

La conception :
Nous devions dans cette partie surtout imaginer comment associer notre jeu de Pong à l’interface Makey-Makey.
Après réflexion nous avons décidé d’associer des poids de musculation au jeu. C’est-à-dire qu’en soulevant son poids de musculation, le joueur pourrait déplacer sa barre de jeu ; (chacun des joueurs aura deux poids correspondant à Gauche et Droite), donc un total de 8 poids.

La réalisation :
1. Programmation
Cette étape a consisté à s’inspirer de code déjà écrit.

Pong 4 Joueurs développé avec Processing

C’est là d’ailleurs, que nous avons trouvé la première étape de notre jeu : il y a en effet un Pong 1 joueur expliqué en détail et c’est à partir de ce fichier que nous avons adapté notre jeu pour en créer un avec quatre joueurs. Un en haut, en bas, à droite et à gauche. Mais en gardant une seule balle.
Nous avons ensuite essayé d’augmenter la vitesse de la balle de manière permanente. Puis progressivement, de cette manière plus l’échange durait, plus la difficulté augmentait.
Nous avons aussi modifié les rebonds, pour que l’angle incident de la trajectoire de la balle avec le rectangle influe sur l’angle réfléchi.

2. Le guidage
Dans cette partie il a fallu surtout fabriquer une base portant le poids de musculation, relié au Makey-Makey qui permettrait au joueur d’interagir avec sa barre de jeu.
Nous avons donc imaginé le dispositif suivant :

Face arrière du guidage pour le joueur

Il faut brancher les fils sur les pointes (1) et (2).

Face Avant Guidage Joueur

Ainsi en soulevant le poids relié à la corde, (1) et (2) ci-dessus se touchent et créent le contact auquel réagit le MakeyMakey et fait donc bouger la barre du joueur de Pong.

Rendu Jeu + Guidage

Il suffit donc de relier les poids aux 2 cordes puis jouer.

Conclusion
Ce projet nous a permis de mieux appréhender le travail d’équipe, d’apprendre à se répartir les tâches, respecter un cahier des charges et des échéances.
Au final nous avons pu réaliser un prototype de jeu, auquel il est encore possible d’apporter des améliorations et d’optimiser.

Gestionnaire de poulailler

Publié le 21 juin 2018 par JOLIVET Caitlin

Bonjour à tous !

Dans le cadre de notre deuxième année en cycle préparatoire intégré en école d’ingénierie nous avions à réaliser un projet. Le nôtre était la conception d’une maquette d’un gestionnaire de poulailler. Avant de commencer à vous le présenter, voici une petite devinette : Quelle est la suite de chiffres préférée des poules ? (Réponse à la fin de l’article)

Présentation du projet :

L’élevage de poules comprend des contraintes que notre projet tend à réduire. L’objectif étant que les tâches quotidiennes nécessaires à cette activité soient automatisées. C’est-à-dire que nous devons pouvoir :
• contrôler le niveau d’eau présent dans l’abreuvoir
• contrôler la quantité de nourriture dans la mangeoire
• gérer l’ouverture et la fermeture de la porte en fonction de l’heure

Le tout doit être également supervisé à distance par le propriétaire.

Mise en place du projet :

Nous avons dans un premier temps fait des recherches générales sur les différentes parties qui composent notre projet afin de trouver la meilleure façon de répondre aux besoins et de voir comment s’organiser. Ces recherches entre autres, nous ont permis de réfléchir aux composants à utiliser.

Notre planning était donc le suivant :
1. Réalisation de la mangeoire
2. Réalisation de l’abreuvoir
3. Gestion du nombre de poules
4. Gestion de la porte
5. Supervision à distance

Elaboration du projet :

1. La mangeoire :

Une poule mange en moyenne 125 g de nourriture par jour. Pour automatiser sa distribution nous avons décidé d’utiliser une vis sans fin qui sera entrainée en rotation par un moteur. Grâce à un programme réalisé sur Arduino nous le faisons tourner pendant un certain temps afin d’avoir la quantité de graines voulue. Par ailleurs, les poules sont nourries 2 fois dans la journée, nous avons donc utilisé un module horloge pour pouvoir gérer les horaires.

Module horloge

Enfin, nous avons positionné un capteur à ultrasons sur le couvercle de la mangeoire afin de pouvoir vérifier le niveau de graines restant.

Avant la fabrication nous avons eu une phase de modélisation de la mangeoire sur SolidWorks.

Modélisation SolidWorks de la mangeoire

Nous avons ensuite réalisé la vis sans fin grâce à l’imprimante 3D et la mangeoire à partir de planches en bois.

Impression 3D de la vis et photo de la mangeoire

2. L’abreuvoir :

Nous avons choisi de réaliser un abreuvoir autonome. Celui-ci est muni d’un capteur de niveau d’eau afin de surveiller la quantité d’eau restante et prévenir le propriétaire du poulailler s’il n’en reste plus.
Nous avons mis un flotteur qui permet de bloquer l’arrivée d’eau quand le bac où boivent les poules est plein.

Schéma et conception de l’abreuvoir

Pour notre maquette nous avons réalisé la réserve d’eau grâce à un bidon agricole de 5 litres.

3. Le comptage de poules :

Afin de connaitre le nombre de poules présentes dans le poulailler et pouvoir fermer la porte quand elles s’y trouvent toutes, nous avons décidé d’utiliser deux capteurs infrarouges.
Un est installé à l’intérieur du poulailler et l’autre à l’extérieur.

Schéma du positionnement des capteurs infrarouges

4. Gestion de la porte/ Supervision à distance :

Nous avons fait les recherches théoriques sur ces deux parties mais malheureusement le manque de temps ne nous a pas permis d’aboutir à la réalisation de celles-ci.

5. Modélisation du poulailler :

Modélisation SolidWorks du poulailler

Nous tenions a remercié notre tuteur Mr Perthué ainsi que Mr Bouljroufi et Mr Mercier pour leur aide et ce qu’ils nous ont permis d’apprendre durant le projet.

Merci pour votre lecture !

Blaise Léo et Jolivet Caitlin

PS : la réponse est : 444719

Projet : Liaisons cinématiques LEGO®

Publié le 12 juin 2017 par CLERMONT Dorian

Conception de pièces de liaisons adaptables sur pièces LEGO®

Rendu final des pièces

Nous sommes 3 élèves : Felix Bessonneau, Colin Fléchard et Dorian Clermont, issus du cycle préparatoire de l’ISTIA en 2^ème année en charge d’un projet :
Ce projet Ei2 sur les liaisons mécaniques LEGO® s’inscrit dans le cadre de notre 4ème semestre, dans l’unité d’étude n°5 : Projets de conception.
Il fait suite aux difficultés rencontrées lors des cours de Génie Mécanique de 3^ème année qui utilisaient les LEGO® afin de faciliter la compréhension des schémas cinématiques : en effet certaines liaisons n’étaient pas réalisables de façon simple.
Il s’agit là donc de travailler sur des LEGO® : quoi de plus amusant que ça ?

Modélisation complexe d’une liaison hélicoïdale en LEGO

La liaison glissière :

La première idée était de faire une pièce compatible avec les pièces classiques de Lego®. Le premier prototype consistait donc à faire une longue brique creuse avec à l’intérieur une pièce qui coulissait afin de jouer le rôle de glissière. Cette pièce pouvait accueillir une barre en croix. Ainsi la barre était guidée dans la brique ce qui réalisait bien une liaison. Cependant le guidage laissait à désirer et nous avons décidé de nous orienter sur une compatibilité “Lego® Technic”. Il fallait donc repartir de zéro pour créer une nouvelle pièce plus simple. La nouvelle idée était d’avoir une pièce capable de guider une barre en croix avec une seule pièce. Nous avons donc pensé à une cavité capable de guider la barre en croix et en même temps de s’accrocher à une prise femelle cruciforme.

Liaisons glissières (à droite la pièce finale)

La liaison hélicoïdale :

Tout comme la liaison glissière, l’idée première était de partir sur un bâti adapté aux briques Lego® avec en son centre un perçage de forme hélicoïdale. La première difficulté a été d’adapter ce perçage à la vis sans fin déjà existante dans les pièces Lego®. Une fois la pièce finalisée (et de nombreux essais infructueux) nous avons décidé en même temps que pour la glissière de refaire le bâti pour le rendre compatible aux Lego® Technic.
Pour cela nous avons opté pour 2 prises femelles cruciforme de chaque côté du perçage, ce qui est beaucoup plus économique niveau matière, et plus stable dans un montage.

Liaisons hélicoïdales (à gauche la pièce finale)

La liaison rotule :

La liaison rotule faisait partie des liaisons existantes en Lego® mais sous forme inadaptée à la modélisation de mécanisme. En effet il existe des sortes de rotule chez certains modèles de Lego® comme les Bionicles pour ne citer qu’une gamme de produit, mais celles-ci n’offrent pas un mouvement efficace ou une adaptabilité optimale.
Pour la création de cette liaison, notre idée fut de créer une sphère et un socle emboîtés l’une dans l’autre. Nous savions que l’imprimante 3D permettait l’impression d’une pièce dans une autre, nous en avons donc profité. Pour l’adaptabilité de cette pièce nous avons choisis des embouts cruciformes mâles pour la sphère et le socle. Nous avions trouvé les dimensions Lego® des pièces cruciformes mâles sur internet, nous les avons donc reportées sur Solidworks. La difficulté principale était la détermination du jeu entre la sphère et son socle, celui-ci devait être assez grand pour que la matière friable de l’imprimante 3D puisse être retirée mais assez petit pour empêcher les deux pièces de se séparer l’une de l’autre trop aisément.

Liaison rotule

Difficultés et problèmes rencontrées :

Evidemment nous avons dû faire face à plusieurs problèmes : par exemple lors de l’impression, ou lors de la gestion du jeu des pièces (par exemple pour la glissière : la pièce intérieure devait pouvoir coulisser dans le bâti sans problème).
Nous avons aussi eu quelques difficultés : notamment la complexité des pièces à concevoir sur SolidWorks (perçage de la pièce hélicoïdale).
Nous avons également eu des soucis au niveau de l’impression, comme une coupure de courant, ou encore une erreur d’impression inexpliquée, que vous pouvez voir ci dessous:

Pièces mal imprimées
(quasiment coupées en deux)

Les différents montages réalisés :

Pour la première phase de recherche des liaisons complexes, nous avons dû effectuer certains montages mécaniques plus ou moins basiques. Pour cela nous avions à notre disposition plusieurs schémas cinématiques, tel que la cale réglable, le sinusmatic, la pince schrader, ou encore un système de pompe à piston.
Nous avons passé quelques heures à réaliser ces schémas afin d’étudier quelles liaisons allions-nous devoir concevoir. C’est ainsi que nous avons remarqué que la glissière et la rotule étaient difficiles à modéliser sur le sinusmatic par exemple.

Exemple du montage :
Pince Schrader

Complexité visible de la rotule & glissière

Et afin de vérifier que nos pièces conçues remplissaient leur rôle, nous avons refait quelques uns de ces montages afin de montrer qu’ils étaient plus simples à construire.

Sinusmatic :
Montage initial
Montage final

Pompe avec piston :
Montage initial (gauche)
Montage final (droite)

Cale réglable :
Montage initial
Montage final

Pour conclure sur ce projet, nous pouvons dire que nous l’avons beaucoup apprécié pour les nouvelles méthodes que cela impliquait : notamment le travail en quasi-totale autonomie.
Nous remercions aussi M.Verron qui a toujours été très agréable et très pédagogue !

Le Jeu Interactif

Citation

Publié le 8 juin 2017 par DAVOY Lucas

I °) Présentation de notre groupe et de notre projet

Nous sommes un groupe de trois étudiants et dans le cadre de la 2ème année du cycle préparatoire de l’IstiA, nous avons dû choisir un projet de conception parmi les nombreux sujets proposés.

Nous avons choisi le développement d’un jeu interactif.

Le principe d’un jeu interactif est très simple; c’est un jeu vidéo classique mais durant lequel les contrôles sont assurés par l’utilisateur, non pas au moyen d’une souris, d’un clavier ou d’une manette mais grâce à ses actions physiques.

II °) Le choix du Jeu

En premier lieu nous avons dressé une liste des jeux pouvant correspondre aux jeux interactifs. En effet, il nous fallait des jeux compétitifs et avec des objectifs symétriques pour chacune des équipes. Après avoir élaboré cette liste nous avons commencé à réfléchir sur le jeu à adapter pour notre projet, Il nous fallait un jeu simple dans son déroulement et dans ses règles de façon à ne pas perdre trop de temps sur la programmation du jeu en lui même.

Nous avons rapidement pensé au jeu Pong, figure emblématique, puisque c’est l’un des premiers (1972) , des jeux vidéos.

Pong 1972

III°)Déroulement du Projet

Nous avons choisis, sur les conseils de notre tuteur de projet, Mehdi Lhommeau, de travailler avec Processing, logiciel permettant la gestion de l’Arduino de manière claire, efficace et permettant de nombreuses fonctionnalités graphiques favorisant la programmation. De plus ce dernier est accompagné d’une multitude d’exemples et de conseils disponibles gratuitement sur leur site.

Nous avons commencé par la programmation d’un Pong, relativement classique mais qui nous a permit de prendre en main le logiciel. Nous avons très rapidement poursuivi avec la création de l’interface, principalement de l’écran d’accueil ainsi que le Menu Pause.

Le jeu Pong que nous avons programmé

Après l’interface et le jeu en main, la partie la plus difficile se présentait devant notre groupe : L’intégration de l’Arduino pour rendre ce jeu vidéo, interactif.

IV °) L’Arduino

Après avoir acquis les bases de l’Arduino, nous avons axé nos recherches sur les possibilités proposées par ce dernier. De nombreux périphérique sont compatibles avec l’Arduino (capteur de toucher, accéléromètre, émetteur-récepteur, buzzer) il nous fallait choisir le ou lesquels nous allions intégrer à notre Pong. Notre choix s’est très vite porté sur l’accéléromètre et sur les émetteur_récepteurs qui nous permettrait de remplir nos objectifs.

Nous avons donc commencé la recherche sur les sites de fournisseurs que notre tuteur nous avait fournis, comparé les différents avis puis notre choix s’est porté sur Conrad.fr; Nous avons passer commande puis après avoir reçu les différents composants nous nous sommes attelés a la programmation de ces derniers.

Bloc accéléromètre

Même si les différents tutoriels et aides proposés par Processing, Arduino ou d’autres sources étaient très variés et clairs, cette partie n’en resta pas moins la plus compliquée et la plus conséquente de notre projet.L’intégration des émetteurs récepteurs fut très laborieuse et nous demanda beaucoup de temps, trop pour qu’on puisse la mener à bien.

Une fois cette partie terminée, notre jeu était fonctionnel, certes reliés à un ordinateur mais fonctionnel.

V°)Création des périphériques physiques du jeu

Nous avons réfléchi et crée plusieurs prototypes, ces derniers ont évolués avec les différentes contraintes lié à l’avancement et les capacités de notre projet.
Au vu des capacités de notre accéléromètre nous avons dû fixer un seul déplacement possible. Nous avons donc créé un périphérique limitant le déplacement tout en conservant l’aspect ludique.

Version Finale

Prototype 1

Nous vous remercions de votre lecture, et déposons ci-dessous le lien vers notre rapport de projet, plus complet et plus détaillé pour celles et ceux qui veulent en savoir plus.

Le télégraphe électrique

Publié le 23 juin 2016 par CHOPIN Jeremy

Le télégraphe est une invention incroyable qui a révolutionné l’art de communiquer à distance. Il a été utilisé pendant plusieurs années pour envoyer des messages rapidement et à longue distance à partir du code morse, le fameux code constitué de points et de traits . Notre objectif a donc été de recréer un télégraphe électrique fonctionnel en intégrant uniquement des composants analogiques sans aucune trace de composants numériques comme dans l’ancien temps.

L’histoire du télégraphe de morse

Le télégraphe Morse fut le premier télégraphe pratique et il fut l’un, si ce n’est des plus employé.

Le principe des télégraphes enregistreurs est de sauvegarder une trace des dépêches transmises. Lorsque l’opérateur appuie sur le manipulateur, le courant passe et est reçu par le récepteur. Ce dernier est interrompu dès que l’on relâche le levier. Quand un courant arrive, l’électro-aimant est attiré et repoussée grâce au ressort de rappel suivant les ouvertures et fermetures du courant. Il porte une pointe qui appuie sur une bande de papier. Ainsi, la longueur de la trace laissée sur le papier dépend de la durée du passage du courant. Il permet ainsi à l’opérateur de ne pas rester devant l’émetteur à attendre que le message arrive. C’est le code morse qui est utilisé pour transmettre les messages :

télégraphe de morse enregistreur

Le code morse, breveté en 1840 par Samuel Morse, est fondé sur l’utilisation de « traits » et de points. Ce code est pratique, car il peut être utilisé de manière auditive, visuelle (lampe), ou électrique. Un trait dure trois points. On sépare les différents signes d’une lettre par la durée d’un point, les différentes lettres par la durée de trois points et les différents mots par la durée de sept points.

Les étapes de la réalisation
Lors de la réalisation de notre projet, nous sommes tout d’abord passés par une phase de recherche pour découvrir plus en profondeur le fonctionnement du télégraphe, et ensuite par une étape de réalisation où nous allions produire tous les composants.

-Le manipulateur morse
Le manipulateur est une pièce maîtresse car c’est elle qui permet l’émission du message. En effet il n’y a qu’à appuyer sur le manipulateur morse pour que deux éléments conducteurs étant relier a des fils électriques se touchent et permettent le passage du courant vers le récepteur. Il a été décidé de le réaliser à partir d’une imprimante 3D car le résultat allait être plus précis. La connexion se fait part des simples vis qui lorsqu’elles se touchent permettent le passage du courant. De plus le manipulateur doit pouvoir revenir à sa position initial, un ressort était donc nécessaire.

manipulateur morse à l’imprimante 3d

-Le récepteur
La fabrication du récepteur se fait en fonction du type de signal en sortie. On avait le choix entre émettre un signal sonore ou essayer de faire en sorte que le message soit enregistré sur une bande de papier. Le choix le plus simple était d’émettre un signal sonore et donc nous avons utilisé un haut parleur. Seulement pour qu’il fonctionne, il faut faire vibrer la membrane de celui-ci. Or la tension qui sort d’une pile est continu, donc il fallait la modifier en tension alternative. La première étape du récepteur était donc de créer un oscillateur basse fréquence pour transformer le signal continu en alternatif. Un modèle d’oscillateur trouvé sur internet à été retenu et nous avons réalisé une carte imprimée pour pouvoir souder les différents composants.
Une fois le circuit fini et fonctionnel, il ne restais plus qu’à réunir tous les composants fonctionnels dans une enceinte. A cet effet, un interrupteur entre le circuit et la pile permet de mettre l’appareil sous tension, et un connecteur permet de brancher deux fils pour les relier au manipulateur. L’enceinte permettait ainsi d’amplifier le signal sonore de sortie en faisant office de caisse de résonance.

récepteur morse sonore

Le résultat final

Pour illustrer le résultat obtenu, voilà une vidéo présentant le message international de signal de détresse: le SOS

Remerciement à Mr. Bouljroufi et Mr. Autrique pour leur apport lors de notre projet

Jeremy CHOPIN, Ghislain GANDON, Alexis GONTIER, Mathieu METZ

Projet: Conception d’un capteur connecté pour la mesure de la hauteur d’eau d’un ruisseau

Publié le 23 juin 2016 par JAUNAULT Doriane

Notre projet a eu pour but de créer un système capable de récupérer le niveau d’eau d’un ruisseau et de l’afficher sur un site internet. Cette idée a été proposée afin de permettre aux jeunes écoliers de l’école publique du Brionneau, à la Meignanne, d’étudier le cycle de l’eau via un cas concret.

Pour le réaliser, nous avons distingué cinq grandes parties:

Le positionnement du système
La prise des données
L’envoi des données
La réception des données
L’affichage des données

Intéressons nous à présent à leur contenu.

Le positionnement du système

Après maintes recherches et après avoir trouvé les plus et les moins des différentes solutions possibles, nous nous sommes enfin arrêtés sur une :

Le capteur est situé au milieu du ruisseau. Dans la boite en bois, on retrouve tout les éléments indispensable au bon fonctionnement du capteur :

Boîte contenant le sonar, l’arduino, la batterie et l’antenne Sigfox

La prise des données

Pour la prise des données, nous avons opté pour un sonar. Cette solution permet de faciliter l’installation et d’obtenir une précision plus que raisonnable (1cm/2m).

L’envoi des données

Le choix s’est porté sur la technologie Sigfox. Il s’agit d’une entreprise qui utilise un réseau de haute fréquence permettant l’envoi d’un nombre de données restreint sur une très grande portée, ce qui nous convient car nous avons besoin de mesurer seulement 6 hauteurs d’eau par jour (1 toutes les 4 heures). Ces hauteurs sont ensuite hébergées sur le site de Sigfox et nous n’avons plus qu’à les récupérer.

La réception des données

Pour récupérer ces données cela se gâte un peu plus… L’idée a été de créer un programme afin d’acheminer les différentes valeurs prises dans la journée jusqu’à une base de données que nous avons créée. Sans trop rentrer dans les détails, voici comment se décompose le programme : On se connecte à sigfox, on récupère nos données (la hauteur, la date et l’heure, et tout un tas d’autres données générées par sigfox), on les filtre afin de n’avoir que celles qui nous intéressent et on les envoie sur notre base de données.

L’affichage des données

Nous nous sommes ensuite penché sur la question de comment afficher les hauteurs récupérées. Pour cela on a créé un site internet le plus ludique possible (n’oublions pas que nous travaillons pour des enfants ! ). Celui-ci propose :

une page d’accueil avec les 20 dernières valeurs prises ainsi que la hauteur moyenne qui en résulte;
une seconde page avec un graphique ou l’on peut suivre l’évolution du niveau d’eau du ruisseau journalière/ hebdomadaire / mensuel / annuel ou encore d’une date à une autre (cela dans le but de laisser un maximum de flexibilité). Ils auront également la possibilité de récupérer une image des graphiques qu’ils peuvent observer;
et enfin une dernière afin de nous présenter.

Page d’accueil de notre site internet

Pour terminer nous avons décidé de faire participer les enfants dans notre projet (car c’est un peu le leur aussi!). Ils ont ainsi pu décorer la boîte comportant notre système, et faire une pancarte explicative indiquant le pourquoi du comment d’une telle installation.

Ce projet nous a permis d’acquérir des connaissances en matière de programmation mais également en terme de présentation orale. En effet nous avons du simplifier des termes technologiques pour les rendre accessibles à des enfants de 7 à 10 ans.

Ces derniers et nous mêmes sommes fiers du résultat et espérons qu’il sera utilisé pour de nombreuses années!

Petit bonus : voici la vidéo de l’installation de notre capteur :
Installation du capteur

JAUNAULT Doriane, SANCHEZ Denis, RAILLARD Julien et GABORIAU Romane

Projet panneau solaire

Publié le 14 juin 2016 par PHILISTIN Serena

Dans le cadre de notre deuxième année du cycle préparatoire de l’ISTIA, nous devions réaliser un projet encadré. Nous avons choisi le projet panneau solaire. Ce dernier nous a permis de travailler en groupe, de passer du théorique à l’expérimental et d’acquérir de l’autonomie.

Après nous être documentés, nous avons établi le cahier des charges :

• Créer un panneau capable de suivre la trajectoire du soleil horizontalement et verticalement. En effet, le soleil est plus bas en hiver qu’en été. De plus, pendant une journée de 24 heures, le soleil décrit un mouvement circulaire de l’est vers l’ouest.

Trajectoire du soleil

• Protéger le panneau à l’aide d’une structure.

• Installer un système électrique permettant d’assurer la rotation du panneau.

Nous savons que le rendement d’un panneau est maximal lorsque les rayons de soleil sont perpendiculaires à ce dernier. De plus, pour suivre la trajectoire du soleil, nous avons décidé de régler manuellement l’angle d’inclinaison du panneau par rapport au sol. En hiver, l’angle doit être de 30° et en été de 60°. Concernant la rotation, nous avons placé un motoréducteur sur la structure qui permet de suivre la trajectoire du soleil.

La structure permet d’assurer la stabilité du panneau ainsi que sa rotation. Elle doit être résistante afin de supporter le poids du panneau et de ses composants.Notre tuteur de projet nous a fourni une structure en aluminium. Deux membres du groupe sont allés découper la structure à l’IUT d’Angers. De plus, nous souhaitons que la batterie et le régulateur de charge soient intégrés à la structure. C’est pourquoi, nous avons fixé une planche à celle-ci. L’énergie produite est stockée dans une batterie reliée directement à un régulateur de charges. Nous avons branché ce dernier au panneau à l’aide de câbles solaires et de connecteurs MC3.

Structure avec la batterie et le régulateur de charges

Nous désirons également que le panneau soit protégé. C’est pourquoi, après découpe, nous avons entouré le panneau avec des barres en aluminium.

Réalisation de la découpe

Les barres découpées

Nous avons aussi placé des joints entre le panneau et les barres en aluminium afin de le protéger au maximum.De plus, pour assurer la solidité du montage, nous avons décidé de placer des barres en diagonales qui soutiennent les profilés.

Panneau solaire avec le montage de protection

Barres avec les joints

Concernant la rotation du motoréducteur, nous avons utilisé une carte Arduino avec des capteurs thermiques : le principe est de récupérer les deux valeurs des capteurs, de les comparer et faire tourner le panneau pour que les valeurs des capteurs soient égales. Voici l’algorithme simplifié :

Algorithme simplifié

Nous tenons à remercier notre tuteur Mr Bouljroufi ainsi que le mécanicien de l’IUT pour leurs aides.

BOGDAN Valentin, COUERON Romain, ESCURAT Anaelle, PHILISTIN Serena

Polytech Angers – Projets PEIP2

Projets de deuxième année du cyle prépa Peip2

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