Projet Double Pendule

Publié le 31 mai 2023 par Ewan Budor

Présentation du projet

Bonjour nous sommes Ewan BUDOR et Antoine HOMMETTE deux étudiants en deuxième année à Polytech Angers. Et aujourd’hui nous allons vous présenter Le projet Double Pendule – Balancing Bot.

Notre projet consiste à concevoir et fabriquer la partie mécanique d’un robot basé sur le principe de fonctionnement d’un segway pour maintenir son équilibre. En ajoutant une extension pour en faire un double pendule.

Vidéo de présentation du robot

Nous avons choisie de diviser notre travail en 6 étapes. Et aujourd’hui nous allons vous les expliquer :

Schéma fonctionnel
Recherche des composants
Choix du design général
Conception des pièces
Fabrication des pièces
Montage du robot

Schéma fonctionnel

La première étape a été de créer un schéma fonctionnel du robot. Nous avons identifié les composants nécessaires pour le fonctionnement du robot. Ensuite, nous avons relié ces composants pour représenter le fonctionnement du robot avec les flux d’informations et d’énergie. Ce schéma a été soigneusement élaboré pour éviter les erreurs et gagner du temps. Nous avons présenté plusieurs versions de ce schéma à M. Mercier, qui nous a donné des conseils pour l’améliorer.

Recherche des composants

La deuxième étape était la recherche des composants nécessaires pour notre robot. Nous avons trouvé la plupart des éléments à Polytech, grâce à M. Mercier qui nous a fourni les composants électroniques essentiels. Étant donné que le niveau en électronique et codage était trop élevé pour nous. Et aussi car nous ne nous occupions pas de la partie programmation du robot.

Ensuite, nous avons recherché les modèles 3D dans des bibliothèques en ligne telles que GrabCAD et Pololu pour planifier les dimensions et l’assemblage des pièces. Cependant, cette étape s’est révélée difficile et a pris beaucoup de temps en raison de la complexité à trouver les modèles 3D appropriés.

Choix du design général

La troisième étape a été de réfléchir à l’esthétique générale que nous souhaitions donner au robot, avec l’objectif qu’il soit attrayant pour le grand public. Nous avons recherché des idées sur Internet en examinant des robots déjà existants, mais nous n’avons pas trouvé ce que nous recherchions. Nous avons donc élargi notre recherche à d’autres supports tels que les films et les jeux vidéo, où l’esthétique est plus importante. Finalement, nous avons trouvé notre principale source d’inspiration dans le jeu Borderland.

Nous avons apporté quelques modifications pour adapter le design aux composants que nous avions. Par exemple, nous avons remplacé le modèle à une roue par un modèle à deux roues et utilisé l’antenne comme second pendule. Ensuite, nous avons simplifié le design avant de commencer la conception assistée par ordinateur (CAO).

Conception des pièces

La quatrième étape est la conception des pièces, nous avons créé chaque pièce en 3D pour relier la conception à la réalité. Nous avons utilisé SOLIDWORKS, un logiciel de CAO, pour créer les pièces en tenant compte des dimensions et des contraintes de fabrication. Nous avons importé les pièces existantes dans un assemblage pour visualiser notre travail.

En partant de la base des pièces existantes, nous avons conceptualisé la structure du robot en utilisant des poutres profilées en aluminium pour soutenir la partie supérieure. Nous avons ajouté des plaques en dibond pour renforcer la structure et fournir de l’espace pour les composants. Nous avons laissé plus d’espace que nécessaire pour permettre d’éventuelles modifications ou ajouts futurs.

Ensuite, nous avons créé les pièces qui constituaient la majeure partie de l’esthétique extérieure du robot. Nous avons utilisé du dibond pour les plaques du carénage et des équerres en plastique imprimées en 3D pour les fixer, en donnant à notre robot la forme d’une pyramide inversée. Nous avons conçu un carénage qui englobe la majorité du robot.

Enfin, nous avons réalisé les finitions. Nous avons créé des supports pour le pendule, avec des roulements à billes pour l’axe de rotation. Nous avons fixé une partie du pendule à l’aide de plaques métalliques et ajouté une centrale à inertie. Nous avons également créé un cache pour l’écran, en veillant à ce que l’accès aux boutons soit facilité. Des supports ont été prévus pour les capteurs à ultrasons, avec des designs différenciés pour l’avant et l’arrière du robot. Nous avons fixé la batterie en bas de la coque avec des attaches en plastique.

Ces étapes de conception nous ont permis de concrétiser notre robot en prenant en compte à la fois l’aspect esthétique et fonctionnel.

Fabrication des pièces

La cinquième étape est la fabrication des pièces du robot, pour cela nous avons utilisé plusieurs machines mises à notre disposition, notamment une machine de découpe CNC pour usiner les plaques en dibond. De plus, nous avons eu recours à des imprimantes 3D afin de créer des pièces plus complexes, telles que les supports de carénage et de pendule. En plus, nous avons utilisé plusieurs outils du fablab tels qu’une perceuse, une scie à métaux, des étaux, des pinces et un étau.

Montage du robot

La dernière étape est le montage du robot. Pour pouvoir monter le robot plus rapidement pendant la création des pièces, nous assemblions le robot. Nous avons commencé par la partie inférieure, en utilisant les pièces du châssis pour former une base solide. Nous avons rencontré quelques différences entre la conception et la réalité, mais nous avons pu apporter rapidement des ajustements. Ensuite, nous avons monté la structure, les premiers composants internes et les carénages, malgré quelques problèmes de conception. Nous avons réussi à assembler toute la partie inférieure du robot.

Nous avons également monté le pendule et son support, en testant différentes pièces jusqu’à trouver un assemblage qui permettait au pendule de se déplacer librement tout en restant aligné.

Enfin, nous avons fixé le pendule sur le sommet du robot et installé les derniers composants tels que le cache d’écran avec la carte et le cache, ainsi que les capteurs à ultrasons.

Nos avis sur le projet.

« Malgré une légère frustration de ne pas pouvoir voir notre robot en fonctionnement pour l’instant, j’ai réellement pris plaisir a effectuer ce projet. Je suis devenu plus autonome et j’ai appris énormément. »
Ewan BudoR

« Ce projet a été une expérience incroyablement enrichissante et stimulante, malgré mes réticences initiales. J’ai développé un réel engouement pour la conception et la réalisation du robot. »
Antoine HOMMETTE

Si cet article vous a plu je vous invite à venir lire notre rapport de projet qui vous permettra d’en apprendre plus sur le projet Double Pendule.

Rapport-Double-Pendule-1

Polytech Angers – Projets PEIP2

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Système de stationnement automatique avec Arduino

Publié le 31 mai 2023 par Margot Le Moal

Système de stationnement automatique

Bonjour à tous et bienvenue dans notre article.

Nous sommes Maxence, Victor et Margot, trois étudiants en 2ème année du cycle préparatoire intégré de Polytech Angers. Notre projet consiste à concevoir et mettre en place un système de stationnement basé sur Arduino (une maquette d’un parking automatisé). C’est à dire que la barrière s’ouvre et se ferme toute seule quand elle détecte une voiture. Les contraintes sur ce projet étaient de programmer avec Arduino, que le système doive permettre la gestion de stationnement: nombre des places inoccupées qui doivent être affiché sur un écran, la durée de stationnement (en heure) et le prix de stationnement pour chaque voiture garée dans le parking.

Pourquoi avons nous choisie ce projet ?

Nous avons choisie ce projet car il permettait de toucher à tous les domaines : la conception, la programmation, la réalisation, l’impression 3D, etc. De plus, nous ne savions pas quelle spécialité choisir, donc travailler sur ce projet pouvait nous aider dans notre choix.

Étape de notre projet

Analyse fonctionnelle du système et de ses contraintes
Recherche de normes sur les vrais parkings
Recherche sur la maquette (pièces électroniques et planches)
Programmation sur Tinkercad
Devis
Fabrication pièces CAO
Construction maquette

Première phase: la recherche

Nous avons commencé notre projet par une phase de recherche, nous avons mis en commun nos idées sur le meilleur parking et ce que nous voulions faire. Tout d’abord nous avons fait un schéma fonctionnel pieuvre, que vous pouvez retrouver ci dessous. Grâce a cela nous avons eu une vision des contraintes : l’écologie, le prix, l’esthétique, etc.

Ensuite nous avons fait un peu de recherche sur la construction d’un vrai parking, afin de respecter au mieux les normes est les dimensions.

La réflexion sur notre maquette

Après ces recherches, nous avons choisi à quoi notre maquette de parking allait ressembler. Nous voulions que le parking ait un étage, deux places handicapées ainsi que deux places électriques. Il y aura 23 places classiques avec une entrée et sortie différente. Les places libres seront indiqué grâce à deux écrans.

Nous avons fait plusieurs devis et commandes d’électronique et de bois pour la structure du parking.

Programmation sur Arduino

Au début nous avons utilisé le logiciel TINKERCAD avons d’avoir les composant. Ce logiciel est un simulateur Arduino avec les composant et la partie programmation. Cela nous a permis de commencé la programmation.

Ensuite nous avons programmé sur Arduino par l’intermédiaire d’une carte Arduino méga.

Conception support 3D

Nous avons principalement utilisé le logiciel SOLIDWORKS, c’est un logiciel de CAO très utilisé à Polytech. Nous y avons construit tout nos panneaux de signalisation ainsi que la barrière et un boitier pour couvrir les câbles et y mettre l’entrée et la sortie. Le point positif avec l’impression 3D est que l’on pouvait vraiment créer les pièces que nous voulions avec les mesures désirées.

Conception de la maquette

Une fois toutes nos planches reçues, nous avons commencé la construction de la maquette.

La première étape était de tracer toutes les places et passages sur les planches au crayon de bois. Cela nous a permis de voir comment rendait le parking et de faire quelque changement comme agrandir l’espace pour les barrières. Nous avons fait cela sur les deux planches.

Ensuite nous avons dimensionné et coupé les poteaux permettant de surélever le parking et de créer l’étage.

Après nous avons installé les capteurs et écrans (toutes l’électronique). Nous avons décidé de faire passer tous les fils sous la maquette pour que le rendu soit plus propre. Donc il a fallu faire plusieurs trous pour faire passer les capteurs.

En parallèle, nous avons imprimé les panneaux 3D ainsi que les barrières de protection et les barrières d’ouverture. Nous avons aussi créé des cartes de différentes couleurs avec des planches de bois et des stickers que nous avons conçu. Ces cartes vont permettre d’être reconnues par les capteurs couleur à l’entrée et à la sortie du parking, cela permet de simuler les cartes d’abonnement d’un parking réel.

Pour finir, nous avons tout fixer : les piliers sur l’étage, panneaux, barrière et toute la partie électronique, ainsi que repasser au crayon Posca tous les marquages. Notre maquette est prête ! Maintenant c’est le moment de tester. Nous vous avons mis ci-dessous une vidéo du fonctionnement complète de la maquette.

vidéo du fonctionnement du capteur couleur

Merci à vous !!!

Projet PEIP 2A – Vélo à hydrogène

Publié le 31 mai 2023 par Anand Mangin

Le VTT à hydrogène

Chers lecteurs

Tout au long de ce blog vous allez découvrir le récit de notre épopée dans le monde de l’hydrogène, de l’innovation et des vélos. Gardez bien vos mains sur le guidon 😉

Introduction

Nous sommes Malo, Anand et Paul, 3 étudiants en 2eme année de cycle préparatoire à Polytech Angers. Passionnés par l’innovation, la qualité et la mécanique, nous nous sommes donc vite intéressés à ce projet puisqu’il répondait à nos envies. De plus, l’enjeu du monde de demain nous tiens à cœur, c’est pour cela que l’opportunité de pouvoir concevoir un mode de déplacement plus respectueux de l’environnement est un critère majeur qui nous a attiré vers ce projet.

L’objectif principal de notre projet est de concevoir un vélo innovant alimenté par une énergie verte capable d’avoir une autonomie supérieur à celle disponible sur le marché, c’est à dire une autonomie supérieur à 150km. En plus de cela il nous fallait proposer une solution innovante qui n’existe pas sur le marché afin de répondre à notre cahier des charges.

Néanmoins, notre projet se séparait en deux grosses missions principales. La première fut une étude approfondi de l’hydrogène et la deuxième fut la conception de notre vélo sur le logiciel SolidWorks.

L’hydrogène

Pour commencer notre projet, nous avons fait de nombreuses recherches sur l’hydrogène. Ces recherches portaient sur ses normes de sécurité (transport, mise en bouteille…), son fonctionnement et sa production. Tout d’abord, il faut savoir qu’il existe très peu de normes quant à l’utilisation de l’hydrogène pour un vélo donc nous nous sommes basé sur les normes communes et sensées. Une des normes les plus complexes quant à son utilisation fut le fait que l’hydrogène doit être stocké dans une bonbonne faite d’une seule pièce, pas de soudures ni bonbonnes classiques. Cela nous a donc imposé de rechercher des fabricants de bonbonnes à hydrogène pour pouvoir avoir les bonnes caractéristiques et informations.

Une fois les normes analysées et pris en compte, il nous fallait comprendre comment on obtenait de l’électricité à partir d’hydrogène. Pour cela, il ne faut rien de plus qu’une pile à combustion. “Mais comment cela fonctionne ?” me demanderiez-vous. Ne vous en fait pas, le processus est plutôt simple à comprendre. Son fonctionnement repose sur un mécanisme appelé oxydoréduction, avec une pile à combustible (PAC) composée de deux parties : une cathode réductrice et une anode oxydante, séparées par un électrolyte contenant des catalyseurs. Mais pour que la pile fonctionne, elle a besoin d’être alimentée en hydrogène. L’anode provoque l’oxydation de l’hydrogène, libérant ainsi des électrons. Sous l’effet de l’électrolyte chargé en ions, ces électrons circulent dans un circuit extérieur, générant un courant électrique constant. À la cathode, les électrons et les ions se rejoignent, puis se combinent avec un autre combustible, généralement de l’oxygène. Cette réaction de réduction produit de l’eau, de la chaleur et un courant électrique. Une fois ces étapes réalisées, la pile continuera de fonctionner tant qu’elle sera alimentée en hydrogène.

Néanmoins, la production d’hydrogène aujourd’hui n’est pas très verte. Malheureusement, cette dernière est produite à 96% par méthode de vapoformage qui consiste à extraire l’hydrogène grâce à des énergies fossiles. Tout cela est donc un peu contradictoire avec le but voulu de décarbonation due à l’utilisation de l’hydrogène. Mais, heureusement pour nous, après plusieurs recherches sur les sites du gouvernement nous avons trouvé que l’État français s’est engagé à débloquer une enveloppe de 20 milliards d’Euros sur la prochaine décennie pour investir dans des énergies vertes telles que l’hydrogène. Cette enveloppe ira notamment vers le financement de production d’hydrogène par électrolyse et biomasse.

Lien vers l’article :
https://www.techniques-ingenieur.fr/base-documentaire/procedes-chimie-bio-agro-th2/fabrication-des-grands-produits-industriels-en-chimie-et-petrochimie-42319210/hydrogene-j6368/

Schéma de fonctionnement de l’électrolyse.

Lien vers l’article :
https://www.h2life.org/index.php/fr/hydrogene/sources/electrolyse

La conception via SolidWorks

Pour la partie conception nous allons nous servir de l’amortisseur pour vous montrer la plupart des fonctions SolidWorks utilisées tout au long du projet.

Pour commencer, nous avons fait la fermeture du ressort. Celle-ci s’est faite en 4 étapes simples.

1 – On commence par un bossage extrudage pour la forme principale dans laquelle on perce un petit trou aux dimensions de votre choix.

2- Par la suite on fait la partie accroche qui est tout simplement un bossage extrudage des dimensions de votre choix.

3 – Pour faire l’arrondi de l’attache il suffit de lui appliquer un congé.

4 – Et enfin, pour finir l’accroche il vous faudra la percer grâce a la fonction enlèvement de matière où il vous faut mettre l’esquisse de la forme à enlever.

Suite à ça il faut faire le tampon (partie centrale) du ressort/amortisseur. Ce dernier se réalise en 2 étapes.

1 – Pour commencer il faut sélectionner la fonction bossage avec révolution. Suite à ça il faut définir un axe centrale. Puis il faut dimensionner le reste de son esquisse tel que sur l’image si contre. Une fois l’esquisse fermée et complète et fermer l’esquisse. Une fois cela fait la forme va se faire toute seule et voilà, vous avez votre forme.

2 – Ensuite, il suffit juste de faire un enlèvement de matière après avoir tracé votre esquisse.

Après avoir réaliser votre tampon il vous faut réaliser son capuchon. Ce dernier se réalise en 4 étapes.

1 – Pour faire votre forme il vous faire un bossage avec révolution. Cela reviens à faire le premier processus du tampon, c’est à dire tracer l’esquisse voulu et la révolutionner.

2 – Une fois la forme obtenu n’hésitez pas à la rendre plus esthétique en arrondissant son arête supérieur.

3 – Percez un léger renfoncement, ceci est à but esthétique mais vaut quand même le coup.

4 – Percez le trou central de votre bouchon. Attention, ce dernier doit être de même diamètre que celui du tampon… Puis une fois cela fait rien ne vous empêche de rendre votre pièce plus esthétique avec des chanfrein ou encore des arrondissements.

Maintenant nous allons passer à la partie la plus complexe de la conception de l’amortisseur; le ressort.

1 – Pour commencer il vous sélectionner la fonction “hélice” dans l’onglet “courbes”. Suite à cela, il vous sera demander de tracer votre base. Dimensionnez là selon vos besoins.

2 – Une fois votre base tracé il vous faudra dimensionner votre hélice. Suivez bien les spécificités ci-contre tout en sélectionnant la hauteur de votre choix.

3 – Suite à cela, allez dans “Insertion” -> “géométrie de référence” -> “Plan”. Une fois cela fait créez votre plan parallèle au “plan de droite” déjà existant.

4 – Vous allez maintenant créer les extrémités de votre ressort. Pour se faire il va vous falloir sélectionner la fonction “hélice” dans l’onglet “courbes”. Suite à cela, il vous sera demander de tracer votre base. Dimensionnez là selon vos besoins.

5 – Une fois votre base tracée veuillez suivre les instructions suivantes pour obtenir une extrémité de votre ressort. Si cette dernière est dans le mauvais sens, ne vous en faites pas vous pouvez modifier ce dernier.

6 – Pour vous faciliter la conception de l’extrémité supérieur de votre ressort il va vous falloir créer un plan. Allez dans “Insertion” -> “géométrie de référence” -> “Plan”. Une fois cela fait créez votre plan parallèle au “plan de dessus” déjà existant.

7 – Maintenant que la conception d’hélices n’a plus de secrets pour vous il vous sera facile de faire les premières étapes. Une fois ces dernières effectuées suivez les étapes ci-contre. Si c’est dans le mauvais sens, ne vous en faites pas vous pouvez modifier ce dernier.

8 – C’est bien beau d’avoir trois courbes distinctes mais il serait encore plus belle d’en avoir une seule composée des trois courbes faites précédemment. Pour cela allez dans “Courbes” -> “courbe composite” puis sélectionner vos trois courbes. Le logiciel se charge de les relier pour vous.

9 – Maintenant que vous avez votre hélice en un seul morceau il vous faut créer son corps. Sélectionnez “Bossage balayé”, créez votre esquisse, sélectionnez l’hélice et le logiciel se charge du reste.

10 – Maintenant que vous avez votre ressort nous pouvons passez aux étapes finales. Pour ce faire, vous allez sélectionner “Enlèvement de matière extrudée”. Tracez un trait qui coupe le cercle de votre esquisse en deux. Puis mettez les paramètres ci-contre. Si jamais il vous reste seulement le mauvais bout, ne vous en faites pas, cliquez sur “Basculer côté pour enlever la matière”. Refaites cette même étape pour l’autre bout de votre ressort.

11 – Maintenant que votre ressort est complet il ne vous reste plus qu’à créer un plan central. Allez dans “Insertion” -> “géométrie de référence” -> “Plan”. Une fois cela fait créez votre plan parallèle au à la base coupée de votre ressort.

12 – Une fois toutes vos pièces terminées il ne vous reste plus qu’à les assembler. Servez vous des axes et des faces des pièces pour les contraindre entres-elles.

Maintenant que vous savez tout sur l’hydrogène et sur les principales fonctions SolidWorks vous êtes des pros pour pouvoir prendre en main un projet tel que celui-ci. Sur ce, nous espérons que cet article vous a plu et vous a été utile.

Merci pour votre lecture !!!

La boite à histoire

Publié le 30 mai 2023 par Maxime Lambert

Répondre

Notre projet s’intitule “boîte à histoires”. Une boîte à histoire est un objet destiné aux enfants qui raconte des histoires préenregistrées adaptées pour le développement de l’enfant. Il existe toutes sortes de boîtes à histoires sur le marché, l’objectif du projet est de concevoir de A à Z une boîte à histoire à prix équivalent de ce qui existe sur le marché. En plus, nous devions trouver un moyen d’ajouter facilement des histoires avec un câble USB.

Durant les 100 heures de projets, nous avons découvert le monde de l’électronique, nous avons pu faire de la soudure, de la programmation, de la recherche d’information sur des composants, une prise en main de logiciels comme EAGLE, de la conception CAO…

Déroulement du projet

Le projet s’est déroulé en plusieurs étapes pour arriver à la construction finale de la boîte à histoire. La première est la recherche des composants dont nous avions besoin pour faire fonctionner la boîte et la découverte de l’Arduino.

1) Recherche des composants de la boite et la découverte de l’Arduino

Tout d’abord, comme nous partions de zéro, il fallait faire des recherches sur les composants qui nous seraient utiles pour la conception de la boite à histoire. Pour commencer, nous avons fait des recherches et testé des shields que nous avions déjà à l’école. Ensuite, nous avons commandé le matériel qui nous manquait pour construire la boite à histoire. Nous avons testé tout les shields séparément avant de les combiner ensemble.

C’était assez fastidieux car nous ne savions même pas si c’était possible de fabriquer une boîte à histoire avec Arduino.

Au départ, nous avons essayé un écran de 128*128 pixel. Il allait servir d’écran d’information pour la sélection des histoires. Nous avons réussi à créer une interface correcte pour l’Arduino. Nous lui avons aussi créé un logo pause pour qu’il change en fonction d’un bouton.

Ensuite, nous sommes passés sur la programmation du son. Nous avons testé au départ un shield “Music Maker” qui contenait une carte SD. Le son marchait bien, cependant nous n’avons trouvé aucun moyen d’accéder à la carte par USB. Cela nous a obligé à changer des composants et d’utiliser un DFplayer, un module mp3 pour Arduino. Ce qui nous intéressait dans le DFplayer était sa connexion USB+ et USB-. Cela nous a permis d’accéder facilement à la carte SD sans l’enlever.

Après nous avons enchainé par à la programmation des boutons. Nous avions besoin de 5 boutons :

un bouton avancer et un bouton reculer, ils servent à changer de musique. Le numéro de la musique sera modifié après l’appui sur un des 2 boutons.

un bouton pause, un appui met la musique en pause et l’écran change son affichage. Un second appui relance la musique et change l’interface de l’écran.

un bouton qui augmente le son et un qui le baisse, ces deux boutons sont tous les 2 responsables du volume. Nous aurions pu utiliser un seul bouton rotatif.

Une fois cette étape de test terminée, nous avons combiné tous les programmes ensemble pour en former un seul (dont on vous épargnera le contenu) . Nous avons utilisé un breadboard pour placer les boutons et le DFplayer. La connexion USB pour modifier les fichiers à l’intérieur de la carte SIM du DFplayer était faite grâce à une câble USB dénudé. C’est à ce moment-là que nous avons pu voir si le projet était faisable sur Arduino. Étonnement, la connexion par USB fonctionnait, et les boutons aussi.

Cable USB dénudé : câble vert= Data+ , câble blanc= Data –

2) Impression du shield Arduino

La première étape était terminée, la seconde était de transformer l’amas de fils présent sur le breadboard en une carte électronique. Nous avons utilisé le logiciel EAGLE pour créer la carte sur mesure.

Pour imprimer la carte, il faut tout d’abord importer les composants et faire leurs liaisons sur la partie “shematic” d’EAGLE. C’est assez long car il faut retrouver la référence de chaque composant que l’on veut ajouter

Une fois la partie “shématic” faite, nous passons à la partie “ bord” du logiciel. Cette partie a pour objectif de reproduire les mêmes liaisons entre les composants que celles présente lors de l’impression. Nous ne pouvons pas croiser les fils de la carte contrairement à la partie “shématic”.

Nous avons eu besoin de faire 2 prototypes pour que la carte marche entièrement. Avec cette carte, nous avons aussi imprimé une petite carte qui servira d’entrée USB. Le VCC, le GND, le USB+ et USB- seront récupérés par des borniers à vis au bout de la petite carte.

3) La batterie

La dernière étape pour avoir un objet fonctionnel était l’ajout de la batterie. La boîte à histoire doit être transportable, il nous faut donc une batterie rechargeable pour assurer son fonctionnement. Nous avons utilisé un shield arduino batterie ainsi qu’une batterie de 3.7 volt et de 1.2 Ampères. La batterie est rechargée par un connecteur micro USB.

3) CAO

Nous avons ensuite fabriqué un boîtier pour la boîte à histoire. Il nous restait peu de temps pour faire un design stylisé, nous avons donc fait un design très simple. Le boutons présent sur le shield imprimé sont superposés par des surboutons.

Conclusion

Nous avons apprécié faire ce projet, c’était très enrichissant. Nous avons découvert l’univers de l’électronique à notre façon. Cette période de projet était très intéressante pour nous. Être en autonomie nous a appris à nous débrouiller et à apprendre à notre rythme. Nous avons pu progresser par nos propres expériences, ce qui est encore plus gratifiant. De plus, ce projet a joué un rôle important pour notre avenir. Nous voulons tous les 2 travailler dans un milieu proche de l’électronique ou de l’informatique.

Nous sommes satisfait de notre travail, la boite est fonctionnelle. Il reste toujours beaucoup d’éléments à perfectionner. Avec plus de temps, nous aurions pu par exemple ajouter un mode veille ou créer un meilleur visuel. Pour plus d’information, lien vers le GitLab Angers.

En partant de la droite, Adrien et Maxime

Merci d’avoir lu jusqu’au bout !

Adrien Morille et Maxime Lambert

Projet PEIP 2A – Robot 5R

Publié le 24 mai 2023 par Meline Tarleve

La PlotClock

Bonjour à tous !

L’objectif de ce projet est de réaliser une Plotclock où le robot a pour tâche d’écrire l’heure en temps réel. Ce robot fonctionne avec deux bras, composés tous les deux de deux avant-bras, reliés entre eux au niveau de la tête d’écriture. Les deux bras sont dirigés de manière à dessiner l’heure sur l’écran à l’aide de servomoteurs.

Notre robot est équipé, en tête d’écriture, d’une LED UV pour écrire l’heure sur l’écran phosphorescent. Après que le robot est affiché l’heure grâce à la LED UV, elle s’efface toute seule, avec le temps.

Voici quelques étapes de la conception de notre robot en passant par la CAO, la programmation, l’électronique et bien sûr quelques problèmes rencontrés.

Notre projet a débuté par une phase de recherche

Avant de nous lancer dans la conception de notre robot, nous avons cherché à comprendre comment un robot 5R fonctionne. Pour cela, nous avons fait de nombreuses recherches sur la cinématique inverse, les angles que les servomoteurs doivent réaliser afin que la tête d’impression aille aux coordonnées cartésiennes que nous souhaitons. Pour cela nous avons fait des simulations avec les servomoteurs sur TinkerCAD pour comprendre comment manipuler les servomoteurs et comment fixer les angles afin de pouvoir maîtriser les mouvements des bras.

Simulation des servomoteurs avec potentiomètres à l’aide du logiciel TinkerCAD

Après ces essais et de nombreux schémas, nous sommes parvenus à établir trois fonctions qui seront utiles pour déplacer les bras aux coordonnées souhaitées :

//consine formula function
double cosineRule(double a, double b, double c) {
    return acos((sq(a)+sq(c)-sq(b))/(2*a*c));
}

//distance computation macro 
#define dist(x,y) sqrt(sq(x)+sq(y))

//atan2 formula macro 
#define angle(x,y) atan2(y,x)

Conception de notre robot sur SolidWorks

La deuxième étape est de concevoir notre robot sur Solidworks. Nous avons modélisé les bras, les avant-bras, le socle et son couvercle. Le socle, le robot en lui-même, contient les servomoteurs ainsi que le ruban phosphorescent qui a été placé dessus. Lors de la modélisation des bras, nous avons fait face à un problème majeur. En effet, lors de la première impression, les bras et les avant-bras étaient de la même taille, en plus d’être trop long. En faisant des essais avec les servomoteurs, nous nous sommes rendus compte qu’à cause de leur taille, les bras allaient trop facilement dans leur position limite. C’est-à-dire comme le montre l’image suivante :

Voici quelques vues de nos bras, de notre socle et enfin de l’assembage de notre robot avant l’impression, après avoir rectifier le problème rencontré :

Ce bras ci-dessus (bras 2) est un peu plus épais que les autres afin qu’on puisse garder la tête d’écriture parfaitement parallèle par rapport à l’écran de ruban.

Modélisation du bras 4 (avec la tête d’écriture)

Vidéo de l’impression 3D des bras du robot

Vidéo de l’impression 3D du socle de notre robot

Après avoir modélisé chaque pièce une par une, nous les avons assemblées afin de mieux visualiser notre robot final.

Assemblage & programmation de notre robot

Ensuite, une fois l’impression terminée, les bras réimprimés plus petits, nous avons assemblé chaque composant entre eux, collé le ruban adhésif phosphorescent sur le robot, fixé les bras sur les servomoteurs. Après avoir reçu tous nos composants dont le module horloge afin d’écrire l’heure correctement, nous avons soudés et connectés les câbles sur la carte Arduino.

Voici une image de notre robot avec tous les câbles assemblés. Sur l’image de droite, vous pouvez voir un schéma de l’assemblage sur TinkerCad afin de mieux visualiser les branchements de chaque composant.

À partir de ce moment-là, nous devions essayer le programme que nous avions développé en même temps que la modélisation et l’impression. Lors du lancement de notre programme, le robot affichait l’heure mais à l’envers c’est-à-dire en mode miroir (comme vous pouvez le voir sur la vidéo ci-contre). Nous avions donc un problème avec notre repère des coordonnées. En effet, en faisant de multiples tests, nous avons compris que le sens de l’axe des x était inversé.

Après avoir identifié le problème, nous devions le corriger dans notre programme, inverser le sens des chiffres, mais aussi inverser le sens de l’écriture. Nous avons donc modifié les coordonnées de chaque chiffre et nous avons repensé leur position sur l’écran d’écriture. Dû au fait d’une calibration non parfaite, des petits réglages ont été effectués pour que les chiffres soient droits. Prenons l’exemple du chiffre 2 :

Avant l’ajustement :

 case 2: 
            digitStart(0,3/4);
            digitArc(1/2,3/4, 1/2,1/4, 1/2, -1/8);
            digitArc(1,0, 1,1/2, 3/8, 1/2);
            digitMove(1,0);
            break;

Après l’ajustement

case 2: 
            digitStart(1,3/4);
            digitArc(1/2,3/4, -1/2,1/4, 1/2, -1/8);
            digitArc(0,0, -1, 1/2, 3/8, 1/2);
            digitMove(0,1/4);
            break;

Pour finir, pour que notre robot soit autonome, nous avons ajouté une batterie. De plus, nous voulions mettre un interrupteur afin qu’on puisse éteindre l’alimentation de notre carte Arduino pour que la batterie dure plus longtemps. Nous nous sommes vites rendus compte que notre module horloge devait être alimenté en continue pour qu’il écrive l’heure en temps réel. Notre projet de mettre un interrupteur n’était donc pas possible avec ce module horloge. Il existe d’autres modules horloge qui possèdent une pile intégrée afin qu’ils restent constamment alimenter pour qu’ils ne perdent pas l’heure. Nous avons donc décidé de mettre des piles rechargeables 6V de 1600mA pour éviter qu’elles ne se déchargent trop vite.

Bilan & Critiques

Ce projet a été très enrichissant et intéressant. Nous avons pu mettre à profit de nombreuses compétences notamment en conception mais aussi en électronique, en électricité et en programmation. La partie la plus dure a été la programmation avec un langage qui était nouveau pour nous.

De plus, nous avons appris à être autonome et prendre des décisions dans un projet de A à Z. Savoir se débrouiller face à différents problèmes et ne pas abandonner sont aussi deux points importants dans un projet. De plus, le travail d’équipe est une compétence essentielle pour le bon déroulement d’un projet. Nous avons donc dû savoir s’écouter entre coéquipier, exprimer chacun ses idées. Nous n’étions pas forcément toujours d’accord sur certaines choses mais en discutant ensemble, nous trouvions toujours un compromis.

Notre robot n’est qu’un prototype, il y a donc certaines choses à améliorer comme l’alimentation de la carte Arduino ou bien le module horloge. De plus, nous pourrions développer davantage notre programme pour qu’il est différente fonctionnalité comme écrire la date ou dessiner quelque chose demandée par l’utilisateur. Pour aller plus loin, développer une application pour le diriger depuis son portable pourrait être intéressant afin d’avoir de multiples fonctionnalités.

Nous tenons à remercier notre référent, M. LAGRANGE, pour nous avoir aider et guider tout au long de ce projet.

Merci pour votre lecture !!!

Mohamad DEIRI / Méline TARLEVE

Relier les centres de cercles avec le Robot Dobot Magician

Publié le 8 juin 2022 par Hippolyte Kukla

Relier les centres de cercles avec le Robot Dobot Magician

Bonjours à toutes et tous !

Nous sommes trois étudiants en deuxième année du cycle préparatoire à Polytech Angers (Enzo, Hippolyte et Léo). L’objectif de notre projet est de détecter puis relier des cercles de mêmes couleurs grâce à un feutre tenu par le Robot Dobot Magician. L’une des contraintes demandées est d’avoir une caméra directement accrochée au robot et non posée à côté de ce dernier. Un robot tel que le Dobot Magician, est à but didactique, mais le fonctionnement algorithmique pourrait être utilisé à grande échelle, en usine, pour trier et réorienter un ensemble de pièces par exemple.

Si vous le souhaitez, une vidéo de présentation est disponible (avec tous les documents de notre projet) dans ce lien drive :

https://drive.google.com/drive/folders/1UxkdQfwdgCEFTwE-POVpguWi9XRQfONz?usp=sharing

Pourquoi ce projet ?

Nous avons choisi ce projet, car chacun des domaines qui allaient être abordés nous plaisaient : Conception ; Programmation ; Robotique et Impression 3D. De plus, nous avions tous les trois le souhait d’aller en SAGI l’année prochaine donc travailler sur ce projet allait nous apporter une première idée plus poussée de ces domaines

Notre Projet se compose de 5 étapes principales :

Expérimentation
Recherche de solutions et Modélisation de l’outil caméra
Développement du système de control
Développement du code de traitement d’images
Développement de l’interface graphique

Nous avons entamé notre projet par une phase de recherche.

Nous nous sommes appuyés sur les TP fournis par notre professeur référent pour nous familiariser au matériel. Comme le robot Dobot magician, la caméra, les mathématiques associés et les logiciels propres à notre projet.

Nous avons principalement utilisé 3 logiciels. Tout d’abord, DOBOTSTUDIO, le programme fourni par les constructeurs afin de contrôler le robot. Ensuite, SOLIDWORKS, le logiciel de CAO, que nous connaissions le mieux, il nous a permit de conceptualiser tous les prototypes. Pour finir, nous avons utilisé PYCHARM accompagné de la bibliothèque associée, un encodeur python, avec lequel nous avons développé notre traitement d’image, notre gestion de mouvement du robot et l’interface graphique.

Conception du support caméra

Notre support se divisera en 2 parties. La première est le boitier qui contiendra la carte mère ainsi que la lentille que nous avons extraite de la caméra. Afin, que la lentille soit le plus parfaitement possible parallèle à la feuille, nous avons rajouté des renforts pour fixer la carte dans le boitier. L’objectif est de réduire au maximum le décalage qu’un angle entre la lentille et la feuille puisse créer.

La deuxième partie du support caméra, permet d’accrocher le boitier au robot, il se divise en 2 sous-parties qui viennent se fixer autour du feutre. Le boitier vient donc s’accrocher par l’intermédiaire d’un rail sur lequel le jeu a été calculé de façon à ce qu’il glisse facilement, et soit parfaitement stable lors des mouvements du robot.

Après avoir tout imprimé et assemblé, voici le résultat :

*Robot Dobot Magician avec le support caméra*

Programmation du robot

On va maintenant s’intéresser à l’autre partie également importante de notre projet, à savoir la programmation.

En effet, le but étant de relier tous les cercles de la même couleur, on se doutait dès le début qu’il y aurait un travail conséquent sur le traitement d’image, domaine dans lequel nous n’avions que peu d’expérience.

Nous avons créé un programme de près de 290 lignes en langage python, car les fonctions qui permettent de contrôler notre robot sont écrites dans ce langage.

Nous avons passé nos premières séances sur la programmation à comprendre et à tester ces différentes fonctions afin de voir comment le robot réagissait aux différentes commandes et d’identifier ce qui pourrait potentiellement poser un problème par la suite.

À partir de là, il ne nous manquait plus qu’à définir ce qu’on allait devoir faire pour ensuite créer notre algorithme.

À partir de cet algorithme, nous avons pu créer un programme fonctionnel, mais une autre idée nous est venue : celle de faire une interface graphique qui permettrait à l’utilisateur de contrôler le robot étape par étape et qui serait beaucoup plus agréable esthétiquement parlant.

L’interface Graphique

L’interface graphique avait de nombreux intérêts (accompagnés de nombreux inconvénients), notamment la facilité d’utilisation pour quelqu’un ne connaissant pas notre projet.

Le bouton Home (en haut à gauche) permet au robot de se placer en condition initiale et de recalibrer ses déplacements.
Juste en dessous, c’est le bouton qui place le robot en position initiale, sans la phase de recalibrage, ainsi, on évite cette étape qui peut être plutôt longue. Cependant, lors de l’activation du programme, il est conseillé d’utiliser le home du robot (premier bouton) afin d’être plus précis.
À nouveau en dessous, c’est le bouton qui active la prise de la photo. Afin d’avoir une photo de bonne qualité, mais surtout utilisable, il faut placer le robot en conditions initiales.
Enfin, les ronds de couleurs (milieu-bas) permettent de choisir quels cercles on souhaite relier. Bien sûr, cette étape nécessite d’avoir prit la photo avant.

Au milieu de cette interface se trouve le logo de notre projet, de son nom Tomi, c’est notre mascotte.

Enfin voici une vidéo de notre robot après toutes ces étapes :

Bilan

Ce projet nous a beaucoup apporté, que ce soit en programmation et sur le traitement d’image où nous n’avions aucune connaissance, ainsi que sur le fait de devoir toujours faire face à des problèmes imprévus lorsque nous commencions une tâche. On peut prendre en exemple la lumière pour le traitement d’image qui nous a posé beaucoup de problème !

Pour nous le plus important dans ce projet a été le travail de groupe et l’importance de s’entourer des bonnes personnes afin d’échanger et de s’entraider au maximum !

Vous pouvez retrouver tous nos documents ainsi qu’une vidéo de présentation du projet dans ce lien drive :

https://drive.google.com/drive/folders/1UxkdQfwdgCEFTwE-POVpguWi9XRQfONz?usp=sharing

Merci pour la lecture !

Bossuet Léo – Kukla Hippolyte – Richard Enzo

Fabrication d’une mini-éolienne

Publié le 7 juin 2022 par leane

Introduction à l’éolienne

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

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

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

Comment fabriquer une eolienne ?

Le materiel

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

Liste de matériel

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

Figure 1 : illustration du matériel nécessaire

Etape 1 : Le circuit electrique

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

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

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

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

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

Figure 3 : Illustration du circuit électrique fini

Etape 2 : conception du support du circuit

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

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

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

etape 3 : conception des pâles et du moyeu

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

Figure 5 : Réalisation d’une pâle sur SOLIDWORKS

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

Figure 6 : Image des trois pâles imprimées

Etape 4 : Decoupe du bois

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

Etape 5 : assemblage

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

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

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

Figure 9 : Le rotor fixé à l’alternateur

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

Figure 10 : Le support moteur vissé à la planche

Conclusion

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

Figure 11 : Vidéo de l’éolienne en rotation

Sean GALLAGHER, Maxime HERBRETEAU, Léane NEVEU

Création d’un robot magicien

Publié le 31 mai 2022 par antdev

Répondre

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.

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.

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).

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.

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

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.

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.

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>

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

Automatisation d’un Parking Autonome

Publié le 17 juin 2021 par Nadia Bou Hamdan

Bonjour à toutes et à tous !

Dans cet article, nous présenterons notre projet sur l’automatisation d’un parking autonome réalisé en deuxième année de cycle préparatoire. Nous étions deux étudiants à être en charge de la rédaction du cahier de charge et de la conception d’une maquette CAO (en 3D).

Le parking automatisé a été mis en place pour augmenter la capacité de stockage d’un parking tout en diminuant l’espace utilisé et ainsi pouvoir créer des espaces verts.

En résumé, l’utilisateur arrive avec sa voiture à l’entrée du parking, qu’on appellera par la suite la salle de transfert. Une fois que la voiture est correctement positionnée dans la salle de transfert, l’utilisateur sort de sa voiture et se dirige vers la borne d’entrée pour recevoir un code. La voiture est ensuite transportée et rangée automatiquement dans la place qui lui a été affectée. L’utilisateur pourra donc aller faire ses courses, ou travailler sans se soucier de garer sa voiture. Lorsque l’utilisateur souhaitera récupérer sa voiture, il n’aura qu’à taper le code et payer. La voiture sera par la suite récupérée et positionnée dans la salle de transfert sans aucune intervention de la part de l’utilisateur.

Le parking automatisé s’adresse uniquement aux voitures. Motos, camionnettes, camions etc… en sont donc exclus. Le but principal est un gain de temps pour l’utilisateur : celui-ci n’a pas à chercher une place de parking, celle-ci vient directement à lui.

Documentation et rédaction du cahier des charges

Notre travail consistait à concevoir les différentes parties du parking, pour cette raison nous avons commencé par nous documenter sur le sujet. Nous nous sommes par la suite mis d’accord sur le type de parking envisagé qui dans notre cas est un parking droit en hauteur. En effet, le parking droit possède des avantages multiples. La taille et la forme du parking sont optimisées en fonction de l’espace disponible, ce qui crée une liberté de configuration.

Schéma du parking vu de l’extérieur

Nous avons schématisé le système de déplacement

Schéma du système de déplacement

Le parking mis en place est un parking en hauteur de 5 étages et le rez-de-chaussée qui sera occupé par la salle de transfert. Chaque étage peut occuper 2 places de parking, une à droite et une à gauche. La surface de la base du parking sera donc équivalente à 3 voitures positionnées l’une à côté de l’autre (soit 2 places de parking + un système de rail).

Devant le parking se situera une barrière de sécurité pour indiquer la hauteur maximale acceptée. Cette barrière sera accompagnée d’une barrière levante automatique qui ne s’ouvrira que si une voiture souhaite intégrer le parking. Avant d’ouvrir la barrière, le système devra s’assurer que la salle de transfert est vide, qu’il y a de la place dans le parking et que le véhicule respecte la hauteur maximale.

Une fois que le conducteur sera entré dans le parking, il se dirigera vers la salle de transfert. Notre interface affichera alors le nombre de places disponibles, et donnera des indications (éteindre la voiture, fermer les rétroviseurs) à l’utilisateur. Il positionnera le véhicule sur une plaque creusée tournante qui sera elle-même sur notre système de rail.

Plaque creuse modélisée sous SolidWorks

Une fois que l’écran affichera que la voiture est bien positionnée, le conducteur pourra donc sortir de sa voiture et se diriger vers la borne d’entrée. À la borne d’entrée, le conducteur pourra cliquer sur un bouton poussoir qui générera un code aléatoire unique. Il recevra un ticket avec un code référant à la place de parking attribuée à son véhicule.

Pour cela, nous avons travaillé sur l’interface homme-machine qui permettra à l’utilisateur d’interagir avec notre système. Une fois que nous nous sommes mis d’accord sur le modèle des interfaces d’entrée et de sorties, nous avons programmé l’interface d’entrée sous python afin de mieux la visualiser.

Interface d’entrée programmée sous Python

Le véhicule posé sur la plaque est lui-même lié à notre système de rail, qui assurera le déplacement vers la place de parking choisi. Il sera garé dans le même sens que celui de l’entrée dans la salle de transfert.

Lorsque l’utilisateur souhaitera récupérer son véhicule, il devra se diriger vers la borne de sortie située à gauche du parking et cliquer sur le bouton qui permet de récupérer la voiture. Puis, il pourra rentrer le code donné précédemment. Une fois le code validé, l’utilisateur devra attendre que les portails de la salle de transfert s’ouvrent afin de récupérer sa voiture et sortir du parking. Pendant ce temps, le véhicule ira sur la plaque tournante qui le placera dans le sens de sortie.

Modélisation 3D

Lorsque nous avons finalisé la partie recherche, nous sommes passés à la partie développement. Il fallait dans un premier temps modéliser notre système via un logiciel de CAO. Nous nous sommes concentrés sur le système de déplacement, montée et descente de notre plateforme et donc des véhicules ainsi que sur la modélisation des plaques creusées. On a donc fait le choix d’utiliser le logiciel SolidWorks, car il est le plus adapté pour la modélisation des systèmes mécaniques.

Voici une animation du système de déplacement mis en place

Programmation Capteurs et servomoteurs

En parallèle au développement de la CAO, nous avons commencé le travail de programmation des capteurs en utilisant une carte Arduino et un Shield. En effet n’ayant aucune base dans la programmation des capteurs, nous nous sommes renseignés auprès de nos professeurs et d’autres encadrants tout en consultant en parallèle divers sites internet.

Dans un premier temps, nous nous sommes penchés sur le fonctionnement du servomoteur car il était plus simple et nous avons réussi à trouver une documentation plus riche en renseigements. Nous avons pu faire tourner le servomoteur dans les différents angles souhaités.

Puis, nous avons programmé les capteurs. Au début, nous avons essayé des codes pour tester le fonctionnement ainsi que la sensibilité des différents capteurs comme pour le capteur de pression ainsi que le capteur de distance. Ensuite, nous avons essayé de mettre en lien les capteurs avec les servomoteurs pour pouvoir les actionner à notre guise et simuler le fonctionnement.

Enfin, nous avons lancé la partie modélisation. Dans un premier temps, nous avons donc monté nos différents capteurs dans un premier temps en testant nos programmes test pour vérifier si notre utilisation était la bonne. Puis, nous avons fait le montage de la maquette en tenant compte uniquement de l’électronique, et ce, en effectuant les montages de nos différents servomoteurs ainsi que de nos capteurs (qui sont intégrés au même système).

Test du capteur de pression

Montage de l’un de nos capteurs de présence et de notre servomoteur

Test du capteur de distance

Pour conclure, ce projet fut une expérience enrichissante. Cela a été l’occasion pour nous de découvrir le monde du travail, et d’allier la théorie à la pratique. Enfin, nous avons pu acquérir de nombreuses connaissances à la fois en mécanique et en programmation de capteurs.

Vélo adaptable

Publié le 17 juin 2021 par DREZEN Tristan

Bonjour à vous,

Nous sommes trois élèves de Peip2 à Polytech Angers, Tristan, Clément et Emile et pour notre dernier semestre de cycle préparatoire nous avions à réaliser un projet. Nous avons obtenu celui d’un vélo adaptable issue de plusieurs années précédentes qui n’avait pas réussie à terminer ce projet.
Le principe du vélo énoncé et breveté par une ancienne équipe de 4ème année il y a 6 ans est de concevoir un vélo modulable en fonction de la taille et l’âge du cycliste. Prenons par exemple un enfant de 6 ans débutant à vélo, à 9 ans, il devra racheter un vélo, car le précèdent est déjà trop petit, puis de la même manière à 12 encore, 16 ans, etc. Le but du vélo adaptable est donc de pouvoir se modifier et s’adapter à la morphologie de l’utilisateur.
Le projet s’inscrit donc dans une pensée plus écologique pour la consommation matérielle et à pour but de réduire celle-ci.

-Modelisation 3D du vélo

La première étape fut de récupérer les modélisations de pièces réalisé par les années précédentes, puis de réaliser les moules sur SolidWorks. Bien que cette étape peut sembler facultative est elle important dans la préproduction d’un projet comme celui-ci car il est important de visualiser son moule avant pour éviter tout problème dans sa réalisation.

Modélisation du moule de l’hexagone

Hexagone

Le principe essentiel est de faire un cadre composé d’assemblage d’hexagones joint par des bagues, cette forme est la meilleur car elle présente un équilibre poids/résistance très bon.
Une fois le travail sur SolidWorks effectué, nous sommes passés à la pratique avec des moules fait de silicone permettant d’avoir le négatif de la pièce voulu. Ils y a aussi des canaux d’injections ainsi que de sorties d’air pour l’étape suivante.

Moule de la bague

Cette étape fut d’injecter du plastique polyuréthane à l’intérieur du moule, matériau qui durcit après l’injection pour devenir très rigide.

Injection plastique d’un hexagone

Un autre travail que nous avions à réaliser était une étude mécanique sur SolidWorks afin de voir si la géométrie du cadre est utilisable pour les contraintes du cycliste. Nous avons donc énumérer les forces exercées sur le vélo comme le poids sur la selle, le poids sur le guidon mais aussi la force que le cycliste exerce appliqué sur le pédalier.

Les flèches en violets montrent les différentes forces

Analyse des déplacements

Les conclusions de cette étude permettent de voir qu’il y a une faiblesse entre la selle et le pédalier, un renforcement dans cette zone est donc prévu afin produire un vélo utilisable.