Création d’un mur de lumières pour Escape Polytech

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.

Pilulier intelligent

Nous sommes deux étudiantes de deuxième année du cycle préparatoire de l’ISTIA, école d’ingénieurs de l’Université d’Angers. Nous avons pour objectif de réaliser un prototype à bas coût permettant de réaliser un pilulier intelligent. Pour ce faire, il s’agit de concevoir un pilulier hebdomadaire conçu pour 4 prises par jour (matin, midi, soir et coucher), soient 28 compartiments avec couvercle à remplir de médicaments.

Source : http://www.silvereco.fr

Source : http://www.silvereco.fr

Le pilulier, équipé de différents capteurs et sorties, permettra aux heures de prises des médicaments :

  • D’allumer la led de la case correspondante à la prise.
  • Un signal sonore prévient le patient qu’il est temps de prendre les médicaments.
  • Un capteur vérifie que les médicaments sont présents ou non.
  • Un message sera envoyé à l’infirmière ou un parent pour l’avertir que l’heure de prise est dépassée et que les médicaments n’ont pas été pris.
  • Pour réaliser ce projet nous disposions de 80 heures planifiées dans notre emploi du temps ainsi que la mise à disposition de tout le matériel de l’ISTIA (ces machines, ces salles…)


    TRAVAIL RÉALISÉ

    FINAL
    Afin de répondre au cahier des charges, nous y sommes allé par étapes :

  • Premiers pas et recherche d’informations

  • Dans un premier temps, nous avons regardé sur internet s’il existait déjà un tel projet. Après plusieurs sites consultés, nous sommes tombées sur une vidéo qui résumait plutôt bien ce que nous devions faire (lien de la vidéo : cliquez ici). En discutant avec nos professeurs et en recherchant des informations sur internet, nous avons convenu d’utiliser une Raspberry Pi ; celle-ci nous permettant de programmer en python les différents capteurs comme nous le souhaitions. De plus, la Raspberry Pi est connectée à internet et nous permet donc de communiquer avec l’extérieur.
    Après cette première étape, nous devions rechercher les capteurs et leds les mieux adaptés à notre projet, ainsi que réfléchir à la forme générale de notre pilulier et des différents compartiments.
    Pour essayer les premiers capteurs et leds que nous avions choisis, nous avons décidé d’imprimer un premier prototype du compartiment grâce à l’imprimante 3D.

  • La led

  • Nous avons décidé d’aller un peu plus loin que ce qui nous a été demandé dans le cahier des charges. En effet, nous avons jugé utile de prendre des leds bicolores (verte/rouge). La led verte s’allume dans la case qui correspond à l’heure de prise. Si malencontreusement le patient se trompe de case, la led rouge de ce dernier s’allume pour signaler le problème.

    https://www.lextronic.fr/leds-de-5-a-10-mm/8405-led-bicolore-rouge-verte-5mm.html

    https://www.lextronic.fr/leds-de-5-a-10-mm/8405-led-bicolore-rouge-verte-5mm.html

  • Le buzzer

  • Pour le buzzer, le choix n’a pas été très compliqué. Nous n’avons pas prêté attention à la tonalité du buzzer (savoir si la sonnerie est agréable ou non…), ni à son intensité. Finalement, après avoir reçu le buzzer et l’avoir testé, il est conforme à nos attentes. Quand il est l’heure pour le patient de prendre ses médicaments, le buzzer sonne de façon discontinue. Or, quand il se trompe de case, le buzzer l’alerte de manière continue, moins agréable à l’oreille, ce qui permet de faire réagir le patient rapidement.

    https://www.lextronic.fr/buzzers-divers/418-buzzer-vibreur-6v.html

    https://www.lextronic.fr/buzzers-divers/418-buzzer-vibreur-6v.html

  • Les capteurs

  • – En ce qui concerne le capteur de présence, nous recherchions à la base un capteur de poids. Malheureusement, la masse des médicaments étant très faible, aucun des capteurs que nous avions trouvé n’aurait pu détecter leur présence ou non. Nous sommes alors parties sur des capteurs infrarouges et après plusieurs essais, nous avons trouvé celui qui nous convenait : capteur fourche.

    https://www.mouser.fr/ProductDetail/Omron-Electronics/EE-SX1140?qs=JK6Bpmia%2FmuaHrA7Hyziiw%3D%3D

    https://www.mouser.fr/ProductDetail/Omron-Electronics/EE-SX1140?qs=JK6Bpmia%2FmuaHrA7Hyziiw%3D%3D


    Le capteur fourche (en bleu) s’emboîte parfaitement sous la case

    Le capteur fourche (en bleu) s’emboîte parfaitement sous la case


    – Par ailleurs, pour vérifier que le patient ne se trompe pas de case, nous avons rajouté un capteur, intégré à la case, qui permet de contrôler l’ouverture des compartiments grâce à un aimant placé dans le couvercle (couvercle réalisé grâce à la fraiseuse disponible au Fablab).

    https://www.lextronic.fr/ils-et-aimants/14667-interrupteur-reed-1xno.html

    https://www.lextronic.fr/ils-et-aimants/14667-interrupteur-reed-1xno.html


    L'aimant vient s'insérer dans le petit trou.

    L’aimant vient s’insérer dans le petit trou.

  • Compartiment

  • Nous avons conçu nos compartiments de manière à ce que nos capteurs et leds s’incorporent parfaitement dans la case. Cette réalisation fut possible grâce à la modélisation 3D.

    Le capteur ILS s'insère parfaitement dans le rectangle à gauche et la led passe par le trou en bas à droite.

    Le capteur ILS s’insère parfaitement dans le rectangle à gauche et la led passe par le trou en bas à droite.


    Le capteur fourche vient s'intégrer sous la case.

    Le capteur fourche vient s’intégrer sous la case.


    Le couvercle est fixé sur le compartiment à l’aide de colle forte et de petites charnières.

  • Programmation

  • Grâce à la Raspberry Pi, qui est reliée à internet, nous avons choisi de programmer l’envoi d’un mail plutôt que l’envoi d’un sms.
    pro mail 1
    pro mail 2
    Nous avons dû créer une adresse Gmail pour le projet, car c’est de cette adresse là (ligne 79 du code) que le mail est envoyé à l’adresse que l’on veut (ligne 80 du code). Le temps d’attente avant l’envoi du mail peut être modifié de manière simple (sans changer le code source) grâce à un document texte à part. En effet, pour faciliter l’accès à la Raspberry Pi, nous voulions trouver un moyen facile de modifier les heures de prises des médicaments et du temps d’attente pour l’envoi du mail. Pour cela, d’un simple smartphone, il suffit de télécharger l’application VNC Viewer, se connecter à la Raspberry Pi et modifier le document texte contenant les heures. La modification du code source se fait automatiquement car les deux fichiers sont reliés.

  • Petits plus

  • – BOITE
    Afin de protéger la Raspberry Pi ainsi que la breadboard et toutes les connexions, nous avons pensé à un boite en plexiglas permettant de voir comment fonctionne notre projet.
    boite 1

    boite 3

    – SUPPORT
    Pour faciliter le transport des compartiments, nous avons décidé de créer un support.
    socle

    Ce projet a été réalisé par Amélie DAVIAU et Axelle RUFLIN, avec l’aide de Mr AUTRIQUE, Mme GERARD et Mr Mercier.