INTRODUTION

Bonjour à toutes et à tous,

Bienvenue sur ce blog dans lequel nous allons vous expliquer les tenants et les aboutissants de notre projet de deuxième année du cycle préparatoire à Polytech Angers.

Ce projet a constitué l’un des axes majeurs de notre 4ᵉ semestre de PeiP. Il représentait plus de 100 heures de travail dans notre emploi du temps, sans compter les nombreuses heures supplémentaires que nous y avons consacrées.

Comme vous avez pu le lire dans le titre, notre projet s’intitulait « Projecteur Son et Lumière ». À première vue, ce nom peut sembler assez vague. Laissez-nous vous expliquer plus concrètement en quoi consistait ce fameux projecteur.

Tout a commencé par une demande d’une enseignante de Polytech. Dans le cadre d’un projet artistique, elle avait besoin d’un dispositif capable d’illuminer une fresque murale. Mais ce n’était pas la seule contrainte. En effet, le projecteur devait également être capable de lancer automatiquement une description audio de l’œuvre dès qu’un spectateur s’en approchait.

Vous comprenez désormais mieux l’intitulé de notre projet et commencez peut-être à entrevoir les défis auxquels nous avons dû faire face durant ces 100 heures de travail. Alors installez-vous confortablement, on vous raconte tout !

I. Le cahier des charges

Avant de toucher au moindre composant ou d’écrire la première ligne de code, il a fallu définir précisément ce que notre projecteur devait être capable de faire. Ce document s’appelle un cahier des charges, et il a guidé toutes nos décisions tout au long du projet.

Le système devait détecter automatiquement la présence d’un visiteur dans un rayon de trois mètres et déclencher simultanément une animation lumineuse sur la fresque et un message audio-descriptif. Le tout devait fonctionner en totale autonomie énergétique pour pouvoir être déplacé facilement devant n’importe quelle partie de l’œuvre. Enfin vous vous en doutez, le boîtier devait résister aux conditions extérieures. 

Un dernier point qui nous a particulièrement guidés était que nous devions pouvoir changer le message audio sans toucher au code. Il suffisait de remplacer le fichier sur une carte SD en bref assurer la simplicité d’utilisation pour n’importe qui.

II. Le choix des composants

• Raspberry Pi Pico 2
• Capteur PIR (infrarouge)
• LED High Power
• Lentille de focalisation
• Dissipateur thermique
• DFPlayer Mini
• Carte SD
• Haut-parleur Visaton FRS 8 M
• 3 accumulateurs

III. Le code et la platine d’essai

C’est probablement la partie qui nous a demandé le plus de patience. Avant de souder quoi que ce soit, tout a d’abord été testé sur une platine d’essai, aussi appelée breadboard. L’idée est simple : on branche les composants avec de petits fils sans rien souder, ce qui permet de corriger les erreurs sans abîmer le matériel.

Nous avons procédé par blocs. D’abord le capteur PIR seul, puis la LED, puis le module audio, et enfin l’assemblage de tout ça ensemble. Pour programmer la carte, nous avons utilisé CircuitPython qui est un langage dérivé de Python que nous connaissions déjà. Nous codions le programme via l’éditeur Thonny, parfaitement compatible avec le Pico.

Le capteur et la lumière

Lorsque le PIR détecte une présence, il envoie un signal qui déclenche l’allumage de la LED. Celle-ci ne peut pas être commandée directement par le Pico car ses broches ne délivrent que quelques milliampères, bien insuffisants pour alimenter une LED. On a donc intercalé un transistor MOSFET qui agit comme un interrupteur électronique : le Pico lui donne l’ordre, et lui se charge de laisser passer le courant vers la LED.

La partie audio : le casse-tête

Nous avons adopté le DFPlayer Mini. Ce petit module se pilote via une liaison série appelée UART : le Pico lui envoie de courtes instructions en code hexadécimal, et le DFPlayer s’occupe du reste. Trois commandes suffisent à tout gérer : lancer la lecture, régler le volume, et stopper la piste. Une fois codée, changer le message audio devient aussi simple que de remplacer un fichier sur une clé USB.

La synchronisation son-lumière : notre plus gros défi

Il nous restait un problème de taille : comment faire en sorte que la LED reste allumée exactement le temps de la lecture audio, ni plus ni moins. La solution est venue du DFPlayer lui-même. Ce module dispose d’une broche appelée BUSY qui indique en temps réel si une piste est en cours de lecture : elle passe à l’état bas pendant la lecture, et revient à l’état haut dès que c’est terminé. En branchant cette broche sur le Pico et en lui demandant de maintenir la LED allumée tant que BUSY est active, la synchronisation est devenue parfaite.

IV. L’électronique : souder sans trembler

Une fois tous les tests validés sur la breadboard, place à la soudure. Fini les petits fils amovibles : tout est désormais fixé de manière permanente sur une plaque de soudure. Cette étape est sans doute la plus stressante du projet. La moindre erreur est difficile à corriger et peut endommager un composant… Pour éviter les problèmes liés à l’alimentation nous avons décidé de créer deux rails, un de 12V et l’autre de 5V afin de pallier aux chutes de tension provoquées par l’allumage du haut parleur.

V. La conception mécanique : donner une forme au projet

En parallèle de tout le travail électronique, il fallait aussi concevoir le boîtier qui allait accueillir l’ensemble du système. Pour cela, nous avons utilisé SolidWorks, un logiciel de conception 3D que nous avions découvert lors de nos cours.

Une fois la modélisation terminée, les pièces ont été imprimées en PLA à l’imprimante 3D de l’école. Quelques ajustements manuels ont été nécessaires pour corriger de petits défauts d’impression, mais l’ensemble s’est assemblé de manière satisfaisante

Conclusion

Cent heures de projet, c’est long. Et en même temps, ça passe incroyablement vite quand on est dans le feu de l’action, à calibrer un capteur récalcitrant ou à souder un composant pour la troisième fois. Ce projet nous a appris que concevoir un système complet, de l’idée jusqu’au boîtier final, est bien plus complexe qu’il n’y paraît. Chaque partie semble gérable seule mais c’est quand on les assemble toutes que les vraies difficultés apparaissent.

Merci à M. Sylvain Bignon et Mme Valérie Billaudeau pour leur encadrement et leur patience, ainsi qu’à toutes les personnes qui nous ont aidés le long de ce semestre.

Nous sommes Lucas et Antonin, étudiants en Peip2. Dans le cadre de notre projet de fin d’année, nous nous sommes attaqués à un défi de taille qui occupe les plus grandes usines du monde : comment prédire l’usure d’une pièce. C’est ce que nous avons tenté de résoudre avec notre projet de banc d’essai d’usure d’engrenages.

Nos Objectifs :

Notre inventaire:

• Des pièces Lego Technic
• Un moteur NXT
• Un Shield L298N
• Une Arduino UNO
• L’ ACS712
• L’ ADXL335
• Des support capteurs et cartes en impression 3D
• Des fils électriques males et femelles
• Un chargeur
• Un PC avec MATLAB et Arduino installer
• Un Imprimante 3D
• Un câble NXT

1/Le système

Pour notre projet, il fallait trouver un système qui puisse être modulable et surtout une pièce qui s’use vite. L’idée était donc d’utiliser des Lego car c’est très facile de modifier nos pièces si l’on trouve un problème. De plus, nous avons décidé d’analyser l’usure sur une roue dentée car on voit plus facilement l’usure, rien que dans la forme de l’engrenage après l’utilisation. Le seul vrai problème avec l’utilisation de pièces Lego, c’est qu’elles sont très solides et donc on risque d’avoir du mal à détecter l’usure. On a donc utilisé la CAO pour avoir nos propres roues dentées. On a retrouvé le modèle sur internet et on l’a modifié légèrement. La roue dentée que l’on utilise est une roue de 8 dents. C’est une roue de 40 dents qui la fait tourner, ce qui applique un grand effort sur la petite roue. Nous avons aussi utilisé un volant d’inertie que nous avons mis sur l’axe de la roue à 8 dents pour appliquer une charge et pour réduire les tremblements du système quand on le fait tourner.

2/ Les Capteurs

Ici, c’est un peu la partie des sens de notre système. C’est ici que toutes les informations que nous voulons vont être captées. Et pour cela, nous avons utilisé différents capteurs. Car en effet, bien que l’on puisse voir de l’usure à l’œil nu, il est nécessaire d’utiliser des capteurs pour trouver encore plus d’informations. Voici les trois grandeurs que nous avons voulu analyser :

Nous avons récupéré ces capteurs soit sur d’anciens projets d’étudiants, soit nous les avons commandés. Pour analyser ces données, nous les avons reliés à une carte Arduino UNO dont nous allons parler juste après.

3/ L’ électronique et le câblage

C’est ce qui relie nos capteurs à notre carte Arduino UNO. C’est l’Arduino UNO qui reçoit les informations de notre code reçu ainsi que les informations qu’envoient nos capteurs et qui les traite en temps réel.

Cependant, une carte Arduino seule est incapable de fournir l’intensité nécessaire pour faire tourner à grande vitesse un moteur LEGO NXT ; c’est pour cela que nous avons rajouté un shield, le L298N. Voici comment il fonctionne : il reçoit un signal de commande “faible” de l’Arduino et le transforme en une tension modulable capable d’alimenter le moteur avec la tension que l’on veut (12V). Pour voir les branchements faits entre nos capteurs, l’Arduino, le Shield et le moteur NXT, c’est le schéma juste en dessous.

4/ Le code Arduino

Code Arduino

Description du code:

• Lignes 1 à 46 : Avant de commencer, l’Arduino a besoin de savoir où sont branchés les fils.
• Lignes 48 à 69 et 99 à 106 : Récupère les mesures quand le système est dans l’état initial (pour la vibration, il mesure les secousses au repos et pour le courant, il prend 500 mesures moteur éteint pour savoir à quoi ressemble le “0 Ampère”).
• Lignes 116 à 126 : Fait monter le moteur jusqu’à sa valeur maximale.
• Lignes 86, 132-144 et 189-191 : Mesure de la vitesse.
• Lignes 161 à 179 : Analyse des vibrations.
• Lignes 197 à 226 : Mesure du courant.

5/ MATLAB et l’analyse fréquentielle

Imaginez que vous écoutez un accord de piano. Vos oreilles entendent un son global (le domaine temporel). La FFT, c’est comme si vous pouviez décomposer cet accord pour voir exactement quelles notes (quelles fréquences) le composent. Dans notre projet, nous appliquons cela aux vibrations :

• Système normal : On détecte une fréquence dominante liée à la rotation du volant d’inertie.
• Système usé : En analysant des roues endommagées ou de matières différentes, de nouvelles fréquences apparaissent sur le spectre.

C’est cette “signature fréquentielle” qui nous permet de dire avec certitude si cet engrenage est en train de s’user, même si cela ne se voit pas encore à l’œil nu.

Vous pouvez retrouver ci-dessous nos différentes courbes qui témoignent de nos résultats

6/ Nos résultats

Mais du coup qu’est ce qu’on obtient après ces cents heures de projets? On obtient ce types de courbes:

On obtient ces courbes sur Matlab. On a donc trois courbes, une qui nous montre les tremblements, une la vitesse et une le courant. Nous avons fait plusieurs tests sur différentes roue. Une roue Lego neuf, une roue Lego usée et une roue fait en impression 3D Ce que l’on peut noter:

1/Comparaison des intensités :

• Roue dentée neuve: L’absence de pics d’intensité prouve que les engrenages s’emboîtent avec une friction minimale et constante.
• Roue dentée usée: On observe une augmentation de la consommation moyenne et, surtout, l’apparition de micro-pics erratiques. Cela traduit un moteur qui doit “forcer” par intermittence pour compenser les jeux mécaniques ou les frottements irréguliers.
• Roue dentée en impression 3D: Le courant est légèrement plus élevé que sur le neuf, ce qui indique une résistance de surface plus importante (due aux stries d’impression)

2/Analyse de la vitesse :

• Roue dentée neuf: La droite de vélocité est quasi parfaite. Le mouvement est fluide, sans aucune saccade perceptible par les capteurs.
• Roue dentée usée: Le graphique montre des ondulations. L’usure des dents crée des moments de “glissement” suivis de reprises d’adhérence, rendant la vitesse instable sur le long terme.
• Roue dentée en impression 3D: On voit l’impact des couches de l’impression 3D. Le graphique présente des variations cycliques : chaque petite imperfection de surface crée un léger ralentissement, rendant le mouvement moins “lisse” que sur les pièces moulées industriellement.

3/ Étude spectrale des vibrations :

Nous pouvons aussi utiliser les courbes en dessous qui analyse le spectre des vibrations dans les 3 axes:

• Roue dentée neuve: L’amplitude des vibrations est très basse. Le spectre est “propre”, signe d’un alignement parfait des axes.
• Roue dentée usée: On voit une explosion du “bruit de fond” vibratoire. Les chocs répétés entre des pièces qui ont trop de jeu génèrent des vibrations de haute fréquence qui se propagent dans toute le système.
• Roue dentée en impression 3D: : Il est plus marqué par des résonances spécifiques. La structure interne des pièces imprimées agit comme une caisse de résonance, amplifiant certains tremblements par rapport au plastique plein des Lego.

Ce qui faut retenir de ces différentes courbes est que chaque aspect que nous avons voulu étudier à une réelle importance pour anticiper de l’usure. Les trois capteurs sont complémentaires : le courant dit combien d’effort, la vitesse dit à quel point le mouvement est régulier, et les vibrations disent ce qui se passe mécaniquement en détail

Conclusion

Pour conclure, nous avons tous deux beaucoup aimé ce projet et sommes très fiers du rendu final. Nous avons trouvé vraiment très intéressant d’aborder cette partie de l’ingénierie qui est la maintenance prédictive. Nous avons réussi à utiliser les connaissances que nous avons accumulées durant ces deux ans à Polytech, que ce soit le langage du code, la conception automatisée par ordinateur, la mécanique, l’électronique… Ce projet nous a appris à nous gérer sur le long terme, à surmonter des imprévus techniques et à collaborer efficacement. Nous sommes heureux d’avoir pu explorer différentes façons de concevoir, de fabriquer et de programmer un système complet. Notre prototype est aujourd’hui fonctionnel, mais il ouvre la porte à de nombreuses améliorations. On pourrait imaginer tester des engrenages dans différents matériaux ou même entraîner une IA pour qu’elle apprenne à reconnaître automatiquement le type de panne juste en “écoutant” les vibrations du moteur. Nous remercions nos professeurs de nous avoir beaucoup aidé dans la conception de ce projet.

Nous terminons ce semestre avec la satisfaction d’avoir construit un système complet, de la CAO jusqu’à l’analyse de données. Ce fut une expérience riche qui nous donne un avant-goût concret de notre futur métier d’ingénieur !

Merci d’avoir lu!

Dans le cadre des projets de Peip2 à Polytech Angers, nous avons dû réaliser un jeu de voitures dépourvues d’électricité. Le principe de base était qu’un joueur faisait tourner un tapis contenant des obstacles, et un second joueur les évitait avec une petite voiture commandé mécaniquement par un volant. Afin de rendre le jeu plus intéressant, nous avons choisi de faire en sorte que le joueur chargé de faire tourner le tapis puisse placer les obstacles.

• Objectifs
• Tapis
• Tubes
• Transmissions pédales
• CAO
• Conclusion

Objectifs

    L’objectif est de sensibiliser la société sure les effets négatives des jeux vidéo pour limiter leurs utilisations et les remplacer par des jeux réels et physiques. En plus, ce projet vise à stimuler les élèves à mobiliser leurs connaissances scientifiques et techniques (Principe d’équilibre statique, la physique magnétique, conception 3D, impression 3D, transmission de mouvement, géométrie, vitesse …) acquis pendant leurs études à l’école dans une application concrète. La conception doit répondre à une large gamme de vitesse de déplacement de voiture, nombre de voiture, positions de voitures, … etc. Le déplacement transversal de la voiture cible doit se faire de façon magnétique ou mécanique (ex. un guidon) sans toucher la voiture à la main. Le mouvement du tapie doit aussi être manuel pour permettre de jouer à deux de façon à renforcer les liens sociaux.

Tapis

    Composé d’un tissu recousu et d’aimant collé par l’intérieur, le tapis roulant a pour but de déplacer des obstacles pour simuler le mouvement d’une voiture sur une route. À l’aide d’un système de pédale et de chaînes, le tapis reçoit d’un joueur l’énergie mécanique pour tourner. Les coefficients de frottement entre les tubes en plastique et les aimant et tissu, le tapis peut facilement glisser sur ces tubes.
    Pour recevoir le mouvement de la transmission par un des tubes, celui devant le joueur qui joue la voiture a été couvert de vert d’éponge. Le coefficient de frottement entre cette matière et le tapis étant bien plus important, le tapis peut se déplacer. Nous avons choisi ce tube afin d’augmenter la tension de la partie de tapis dans l’inter-tube précédent, car cette partie est la plus importante car c’est celle simulant la route. Cette tension se reporte en partie sur l’inter-tube du joueur plaçant les obstacles, l’aidant à avoir une zone plus agréable à utiliser.
    Dans le but d’augmenter la tension globale du tapis, un cinquième tube est placé à l’intérieur du tapis. Celui-ci est alourdi, permettant de tirer par le bas le tissu, le tendant.









Tubes



    Afin de trouver expérimentalement les coefficients de frottement entre nos matériaux, nous allons utiliser la formule : μ=tan(θ). Avec θ étant l’angle entre la somme des forces subies par l’objet et la perpendiculaire au sol; μ Est le coefficient de frottement statique. Le coefficient de frottement cinétique vaut généralement entre 70% et 95% du coefficient de frottement statique. Selon la différence entre les coefficients avec ou sans revêtement en éponge, l’approximation du coefficient de cinétique à statique sera suffisante.

    Pour déterminer le coefficient de frottement entre les tubes fixes et le tapis, un bout du tissu venant de chute et un cinquième tube ont permis de réaliser l’expérience.
    Pour cela, nous avons placé le tissu sur le tube tenu horizontalement. Nous avons ensuite appliqué de faible rotation continue en contre-axe jusqu’à l’angle auquel le tissu commence à glisser.
    Après plusieurs réalisations, nous trouvons un angle de 25°, correspondant à un coefficient de 0,466. En vue des tensions du tapis, ce coefficient est suffisant pour faire glisser le tapis sans le ralentir.

    Sachant que nous souhaitons faire tourner le tapis par l’un des tubes, il nous faut augmenter l’aberrance du tube directeur. Pour cela, nous avons pensé à modifier la surface de contact entre le tube et le tissu grâce à du vert d’éponge.
    Nous avons cherché à déterminer le coefficient de frottement du vert d’éponge sur le tissu. Cependant, l’échantillon d’éponge perd l’équilibre aux alentours de 90°. Cela implique qu’il y a une force supplémentaire au frottement pur pour faire tenir l’objet.
    Nous pensons à l’effet produit par un scratch (de chaussure, par exemple). La porosité de l’éponge et le tissu formant des macro crochets nous permettent d’affirmer cette théorie. On peut ainsi supposer que le vert d’éponge sera suffisamment adhérent pour transmettre le mouvement du tube au tapis sans souci.

Transmissions pédales

    Afin de laisser les mains libres au second joueur, un système à pédale a dû être implémenté pour entraîner le tapis. On souhaite que le joueur pédale à une vitesse agréable qui fasse tourner le tapis à une vitesse jouable. On souhaite aussi que les mouvements du pédalé ne soient pas directement liés au tapis, et ainsi permettre au tapis de rouler à une vitesse convenablement constante indépendamment du joueur et des résistances mécaniques du jeu.





    Pour permettre la vitesse constante du tapis, nous avons pensé à un système de roue libre, qui entraîne le tapis. Ainsi, le joueur fait tourner la roue, lui offrant une résistance pour pédaler, ce qui gagne de l’inertie pour le tapis.
    On permet ainsi à la grande inertie de la roue de contrer la résistance du tapis et linéariser la vitesse du joueur. Cette roue est liée au joueur par le dérailleur d’un vélo.

    Pour permettre au joueurs de pédalé à une vitesse convenable pour lui et le tapis. Pour cela nous avons utilisé deux cassettes de vélos. Seul un sert à régler les rapports de transmissions et est modifiable si besoin. Cette transmissions est réalisé à l’aide de chaines de vélos. Une part du pédalier à la cassettes part le dérailleur entrainant la roue. L’autres chaine part de la roue a la seconde cassette placé sur le tube directeur. Un pignons a donc dut être installé sur la roue, sur le flanc opposé au dérailleur. Les pignons allant de la roue au tube sont de 15 dents chacuns, ne créant pas de rapport de vitesse dans cette partie de la transmission. Du pédalié a une roue denté de 38 pin. A l’aide d’expérimentations, on a put estimé que le pignon de la cassette permettant une vitesse idéal a 24 dents, fessant un rapport de réduction de 0.63 (24/38).
    La plage normale de vitesse de rotation des pédales d’un vélo s’étend généralement de 50 à 100 tours par minutes. A l’aide des dimensions du prototype, on peut donc estimer la vitesse de déplacement du tapis. Le rapport de transmission du pédalier au tube est de 0.63. On estime pédaler lentement, on suppose donc notre vitesse de rotation initiale (Ne) à 57 tr/min. Sachant que Ne/Ne=i (i:rapport de transition de l’entrée “e” à sortie “s”), on peut déterminé Ns (vitesse de rotation de sortie, soit le tube de rotation du tapis). Ainsi : Ns=Nei=36 tr/min. Le tube entraînant le tapis a un diamètre de 0.085m (80mm de tube + 5 d’épaisseur de vert d’éponge). Avec le rayon et la vitesse de rotation, on peut calculer la vitesse linéaire au bord du tube: V=Ns(2pi/60)D/2=0.16m/s=0.57Km/h (avec “(2pi/60)” un coefficient permettant à Ns d’être sous les bonnes unités, soit en radian par seconde).

    Nous avons ainsi un système de transmission adapté et performant, permettant au joueur de pédaler confortablement, tout en assurant une vitesse de rotation du tapis correcte.

CAO

    La phase de réflexion du projet a été réalisée avec un logiciel de CAO en font. Cela a permis une seconde phase de réflexion plus concrète, avec un support 3D possible. De cette manière, nous avons pu gérer les échelles et discuter des fonctionnalités.
    La CAO sur Solidworks nous a aussi permis la réalisation de pièces en impression 3D et en découpe laser grâce à l’aide du FabLab.



Conclusion

    Ce projet a été pour nous trois une partie agréable de notre scolarité, ainsi qu’une grande expérience mettant à profit nos apprentissages.
Nous tenons à remercier Polytech pour ce projet, ainsi que notre enseignant référant Maxime Kachit.

    Ce projet a été réalisé par :

Yann Landru–Roc



Photo prise dans le cadre de déterminer expérimentalement la hauteur du projet

Romain Gras



Photo prise dans le cadre d’une illumination soudaine

Yann Valentini



Photo prise dans le cadre de réglage intensif de chaînes

Bonjour, nous sommes trois étudiants: Soan, Elouan et Alban. En 2ème année à Polytech Angers, pour notre projet de fin de prépa nous avons choisi de concevoir un système d’arrosage automatique et spécifique aux besoins en eau de chaque plant.

Pourquoi ce choix ? Alors tout d’abord nous avions une liste d’une quinzaine de projets proposés par Polytech, nous avons décidé de prendre celui de l’arrosage automatique car, c’est celui qui nous semblait le plus complet et le plus enrichissant, en effet il permet de faire appel à toutes les compétences acquises pendant ces deux dernières années comme le codage, l’électronique ou bien l’automatisation. De plus l’idée d’avoir une récompense à l’arrivée, je parle des légumes récoltés était un plus pour notre choix, même si l’on verra que ce ne sera pas si simple.

Nous avons comme objectifs principaux:

• Arrosage en fonction du taux d’humidité de chaque semis
• Automatisation sur au moins 15 jours sans intervention
• Cycle jour nuit
• Optimisation de la germination
• Plusieurs plants gérés en même temps
• fait pour l’intérieur

Nous souhaitons également que ce projet puisse être durable et éco-responsable. L’objectif est de développer un système capable d’apporter à chaque plant uniquement la quantité d’eau dont il a besoin grâce aux capteurs indépendants pour chaque godet. Notre solution permettrait de limiter le gaspillage d’eau tout en optimisant la croissance des semis. Cette méthode pourrait permettre de réaliser des économies d’eau tout en réduisant l’intervention humaine et la consommation inutile de ressources.

Au début de notre projet, nous avons fait pas mal d’erreurs et de mauvais jugements mais grâce aux aides et conseils de beaucoup de camarades et de professeurs nous avons réussi à garder le bon cap et à toujours avancer, nous tenions à les remercier avant de commencer à vous expliquer le processus de réalisation de cet arrosage automatique.

Veille technologique et agronomique

Pour commencer nous avons fait une veille technologique de ce qui se faisait déjà en matière d’arrosage automatique, pour particulier tout d’abord puis pour les professionnels. Ce que nous en avons retenu c’est qu’en matière d’arrosage pour particuliers le marché n’est pas très fournis et se contente souvent d’une seule plante à la fois ce qui n’est pas notre objectif et de plus quand cet arrosage est pour plusieurs plants il ne prend jamais en compte le taux d’humidité dans chaque pot, arrosant de la même manière chaque plant sans prendre en compte leurs spécificités ce qui n’est pas non plus notre objectif. Du côté des arrosages professionnels ils sont souvent très coûteux et encombrants, conçus pour un usage extérieur et ne prennent pas non plus en compte les spécificités de chaque plante. Ce manque d’information nous a franchement un peu découragés au début mais nous nous sommes repris si ce système n’existe pas nous allons l’inventer !

Etant donné que notre projet est censé être un prototype nous avons réduit nos plantations à des plants de tomates mais bien évidemment il suffirait juste de trouver le taux d’humidité parfait pour n’importe quel semis de plante et cela marcherait pareil. Alors ce que nous voulons éviter c’est une plante trop arrosée que l’on peut reconnaître par le pourrissement des racines et des feuilles “molles, ou bien encore une mauvaise odeur qui s’émane du plant tandis que le manque d’eau lui est un peu moins grave car le plant a plus de facilité à repartir, nous avons trouvé une hygrométrie de 75% la nuit jusqu’à 85% le jour. Il faut aussi faire attention à l’ensoleillement du plant et à la température de la pièce puisque ces semis sont en intérieur il nous faut un éclairage à UV et de préférence une température constante. 25°C est une température idéale pour les tomates.

Matériels

Pour cette liste de matériels nécessaires ici nous vous montrons la liste finale de que nous avons commandé mais chaque choix n’as pas été facile et nous n’avions également pas pensé à certains problèmes.

Un premier dilemme s’est présenté : le choix de la carte électronique, ce choix est très important car il commande tout notre arrosage. D’un côté nous avions la carte Arduino qui est plus simple d’utilisation mais qui se code en C++, langage totalement inconnu pour nous et de l’autre la Raspberry PI plus compliquée a mettre en place mais qui se code en python langage que nous connaissons bien. Mais comme vous avez pu le voir notre choix c’est porté sur l’Arduino pour 2 raisons majeures:

• La prise en main de l’Arduino est intuitive et permet de mieux gérer toutes les entrées et les sorties de tous nos capteurs et actionneurs.
• Nous le verrons plus tard mais un site de simulation d’Arduino nous a grandement aidés et cela nous a permis de coder en C++ facilement tous en simulant notre schéma électronique.

Puis il y avait un deuxième dilemme : comment bloquer l’eau lorsque le plant est suffisamment arrosé ? nous avions deux options encore une fois l’utilisation de servomoteur pour pincer le tuyau et couper l’afflux d’eau ou alors des électrovannes pour fermer le tuyau. Mais trouver des électrovannes qui se raccordent à des tuyaux souples pour aquarium était fastidieux, et l’utilisation de servomoteur est plus complexe à mettre en place car il faut designer une pièce qui permet au bras du moteur de pincer le tuyau. Nous avons retenu les vannes, et à force de recherche nous avons trouvé celle qui nous convenait mais ce n’était pas forcément le bon choix…

Electronique		Hydrique		Plantation
Carte Arduino		Tuyaux souple		Bac à eau
Relais		Raccord		Serflex
Eléctrovannes		Pompe		Godets
Capteurs humidité		Buse gouttes à gouttes		Coupelle
Cables				Etagère
Alimentation				Lampe UV

Codage et carte Arduino

Pour le codage nous avons essayé de chercher un logiciel qui nous permettrait d’émuler une carte Arduino, d’une part et qui nous permettrait également de tester notre code, d’autre part. Tinkercad répondait à cette attente précise. Cela nous a permis d’aller assez vite sur cette partie qui comprend le câblage des composants et le code associé à ce système électronique.

Alors évidemment nous n’avons pas pu tout tester dans ce schéma il manque les alimentations externes de la pompe et des électrovannes mais également le relais qui permet à l’Arduino de pouvoir gérer autant de vannes à la fois.

Pour cette partie de branchement et de codage était pour nous la plus simple celle qui nous a posé le moins de problèmes, sauf peut-être excepté la partie du téléversement du code vers la carte Arduino avec l’IDE Arduino étant donné qu’il a fallu réinstaller plein de nouvelles version de l’IDE de nouveaux drivers cette étape était vraiment fastidieuse mais heureusement pour nous tout ce que nous avions effectué en amont fonctionnait correctement.

Assemblage

La partie assemblage de notre projet était vraiment satisfaisante voir tout notre travail enfin prendre vie était vraiment gratifiant. Néanmoins il ne fallait pas qu’on se relâche car beaucoup de problèmes nous attendaient encore, notamment le management des câbles car avec la quantité de capteurs et de vannes à raccorder beaucoup de câbles ont été utilisés nous avons fait de notre mieux pour faire cela le plus proprement possible tout en faisant attention à ne pas faire d’erreur sur les raccordements.

Puis nous nous sommes attaqués au réseau aquatique pour transporter l’eau du bac vers les semis quand le capteur le décide, cette partie était sympa il fallait faire attention à la largeur de nos tuyaux pour faire les bons raccordements mais aussi essayer d’optimiser au maximum le chemin que parcourt l’eau pour faciliter l’acheminement.

Problèmes non-anticipés

Pas mal de problèmes sont survenus pendant la réalisation du projet, la plupart ont quand même été anticipés mais il y a des choses auxquelles nous n’avions pas pensé en voici la liste :

Notre problème le plus important et qui a bloqué tout notre système aquatique c’est l’air dans les tuyaux car quand la pompe est en marche et que les semis sont entrain d’être arrosés aucun soucis mais quand tous les semis sont arrosés il n’y a plus besoin de la pompe alors celle-ci s’éteint mais en s’éteignant l’eau remonte dans les tuyaux et crée des bulles d’air dans le système et quand la pompe a besoin de repartir la pression dans les tuyaux a augmenté dû à l’air coincé dedans et alors l’eau ne parvient plus au semis. Pour pallier ce problème nous aurions dû mettre en place des clapet anti-retour pour éviter que l’eau ne remonte.

Il y a également la mauvaise qualité de nos capteurs d’humidité par soucis de budget nous avons pris des capteurs premier prix mais c’était une mauvaise idée, certains capteurs ont grillé et d’autres ne fonctionnait tout simplement pas, heureusement nous avions prévu le coup en prenant des capteur en plus. Second problème, il faut savoir que nos capteurs sont enfoncés dans les godets à peu près 10 cm pour pouvoir mesurer l’humidité au cœur du pot mais nous n’avions pas prévu que le terre à force d’être arrosée allait s’écarter du capteur créant alors une sorte de petite couche d’air autour du capteur rendant la lecture de l’humidité pour le capteur compliquée et donc ressortant les mauvaises information pour régler ce problème il faut re-tasser la terre tous les 15 jours au niveau du capteurs.

Il y aussi le problème des tuyaux et des raccords même si nous avions bien anticipé ce problème il était dur de prendre exactement le bon diamètre de tuyaux qui allait avec les vannes, les raccords, les buses et la pompe alors il a fallu pour certains raccordements mettre de la super glue ou alors des serflex pour sécuriser l’écoulement.

Ce que nous aurions fait autrement si c’était à refaire :

• Changement du système d’irrigation.
• Fabrication d’un boitier pour l’électronique.
• Ajout d’une interface utilisateur permettant de suivre l’humidité des plants en temps réel.
• Utilisation de panneaux solaires pour l’alimentation.

Conclusion

Enfin ce projet n’aura pas été facile à certains moments mais dans le processus de réflexion et de fabrication nous avons vraiment appris beaucoup de choses pour un projet qui nous paraissait simple en apparence les difficultés se cache parfois dans les détails et nous l’avons appris à nos dépens mais nous restons fiers du travail accompli, et souhaitons remercier Polytech de nous avoir permis de réaliser cela et bien entendu notre tuteur M.Louisy sans qui ce projet aurait été compliqué.

Bien entendu nous n’avons pas travaillé sur les barbecues, mais bien sur les cheminées solaires.

Et une cheminée solaire qu’est ce que c’est ? C’est la question que nous nous sommes posés avec mon binôme la première minute, de la première heure, du premier jour . Nos premières recherches nous ont permis de comprendre le principe assez rapidement: le but de la cheminée solaire est de créer une ventilation naturelle dans un bâtiment .

Pour faire simple: le soleil vient réchauffer l’air dans la cheminée (cette dernière étant faite de matériaux conducteurs) , puis l’air chaud s’échappe par le haut du conduit et laisse la place à l’air plus frais venant de la maison ( ouverture entre la cheminée et la maison) : il y a un effet de tirage . La réaction en chaîne vient créer un flux d’air entre l’ouverture maison/extérieur et l’ouverture maison/cheminée et ce de manière autonome.

1 L’objectif

Notre but était de concevoir une maquette afin de mettre en lumière ce phénomène. La première étape fut donc de faire un maximum de recherche pour bien comprendre le principe, se renseigner sur la forme que pouvait prendre notre maison, sur les différents types de ventilation que nous pouvions combiner à notre cheminée ( tunnel géothermique) . Ces recherches nous ont permis de choisir une maison cubique avec deux étages.

2 La modélisation

Avec un début de modélisation de notre maison sur live home 3D (logiciel de modélisation 3D) nous avions les mesures nécessaires afin de calculer les dimensions de notre cheminée pour qu’elle soit la plus efficace possible ( on vous épargne les calculs, c’est cadeau ). Enfin nous terminons par modéliser notre maquette sur SolidWorks (modélisation 3D).

3 Prêt à construire ?

Une fois la maquette modélisée, il est plutôt aisé de se dire que la major partie du travail est terminé : ici aura été notre plus grande erreur, une telle modélisation ne s’imprime pas ainsi. En effet il faut modéliser chaque mur indépendamment et créer des encoches pour l’assemblage. Après plusieurs heures passées derrière un écran, nous terminons par vérifier nos pièces en les assemblant sur SolidWorks , victoire ! La dernière étape consiste à mettre en plan nos pièces pour la découpe laser.

4 La découpe

Avec nos fichiers préparés aux petits oignons, nous nous adressons à Boris, chef d’orchestre du Fab-Lab. Le choix des matériaux ayant été fait en amont ( planches de bois de 5 mm pour la maison et plexiglas de 5 mm pour la cheminée), le découpe est rapide avec la découpeuse laser que voici.

Imprévus n°1 : le gondolement des planches a mené à une découpe partielle de certaines pièces. Solution apportée : cutter en main, nous avons patiemment redécoupé nos pièces.

5 L’assemblage, le clou du spectacle

Étape cruciale, l’assemblage demande de la précision et de la patience. En effet pour garantir un maintien optimal il est important de laisser sécher la colle entre les pièces .

6 Quelques tests

Le vrai enjeu se présente enfin: une belle maquette oui, mais est-elle fonctionnelle ? Pour cela quelques tests : nous utilisons une lampe afin de simuler la chaleur du soleil, que nous plaçons sur la cheminée. Puis nous plaçons quelques capteurs. Des thermomètres dans la cheminée, dans les différents étages de la maison et un dernier à l’extérieur. Ainsi nous pouvons comparer la température extérieure avec celle dans la maison et celle dans la cheminée . Enfin nous avons utilisé un anémomètre ( capteur de vitesse du vent) pour percevoir le flux sortant de la cheminée .

7 Les résultats

Les résultats obtenus ne sont pas forcément ceux attendu, nous aurions aimé percevoir d’avantage le flux d’air sortant de la cheminée. Tout de même nous avons observé que lorsque nous supprimions la source de lumière, la température du bas de la cheminée chutais mais celle dans le haut de la cheminée restais constante, voir elle augmentait légèrement. Cela témoigne de la convection (déplacement de gaz chaud) de l’air contenu dans la cheminée. Cette observation est donc une petite victoire.

Conclusion

Pour conclure sur ce projet, nous avons dû nous adapter aux petits imprévus qui font la beauté de la réussite. Nous avons travaillé sur différents aspects de la création d’une maquette : calcul, modélisation, réalisation, et ainsi touché du bout des doigts le métier d’ingénieur.

Nous remercions les professeurs qui nous ont accompagnés et qui nous ont apportés des réponses à nos questions et nos problèmes, Mme ARIDI, Mr ASWAD.

Priam et Augustin

Bonjour à tous ! Nous sommes trois étudiant en deuxième année d’école d’ingénieur à Polytech Angers, Alexandre, Emile et Ethan. Durant les cinq derniers mois la lourde tâche de concevoir de A à Z une station météo nous a été confiée par notre tuteur Mr Bignon. Ce blog retrace toutes nos démarches et nos péripéties.

INTRODUCTION :

Le but de ce blog est de présenter une vue d’ensemble de notre projet, en présentant les différentes étapes et les quelques problèmes que nous avons rencontrés, sans trop rentrer dans les détails pour rendre la lecture et la compréhension de ce blog accessible à tous !

Pour commencer parlons du matériel utilisé, une certaine partie nous a directement été fournie par notre tuteur et pour le reste nous l’avons commandé au cours du projet. Voici la manière dont nous les avons connectés.

On a conscience que ce schéma n’est pas simple a comprendre mais pas de panique nous allons l’analyser simplement.

Déjà on peut observer quelque chose d’intéressant, tous les composants sont reliés à la carte (3), en effet ici elle agit comme le véritable cerveau du projet, en traitant notamment les informations collectées par le capteur de température et d’humidité (1) tout en s’occupant de l’affichage de l’écran (5) et en surveillant l’activation du bouton poussoir (2). Sur le schéma les câbles rouges représentent les câbles d’alimentation, ils sont tous reliés au même port sur la carte (3V3 OUT) qui est la source de la tension transmise aux composants. Les câbles reliés au ports GND représentent la connexion entre les composants et la masse. Enfin, le plus important, les câbles reliés au ports verts (ex : GP10), sont les câbles qui s’occupent de faire transiter les informations entre la carte et les différents composants.

Après avoir rendu l’écran opérationnel, nous nous sommes attaqués à la récupération des données. Pour ce qui est de l’intégration des capteurs, ça n’a pas été simple, en effet, chaque modèle possède ses propres contraintes (nombre de broches, résistances parfois nécessaires, fréquence de mesure), ce qui nous a obligés à adapter notre code en conséquence. Ensuite, il a fallu collecter les prévision, pour cela nous nous sommes tournés vers les données météo présentent en ligne, nous avons comparé plusieurs API¹ avant de retenir OpenWeatherMap, qui offre un large choix d’informations dans un format JSON² facile à exploiter en MicroPython, tout en restant gratuit. Pour transmettre les informations récoltées par l’API à la carte, elle se connecte au Wi-Fi via un partage de connexion smartphone, puis interroge l’API avec une clé d’accès pour récupérer les prévisions selon la langue et la localisation souhaitées.

Désormais vous comprenez dans les grandes lignes le fonctionnement de la station météo, les liens entre le différents composants et la manière dont nous collectons les données. Nous pouvons donc nous attaquer à la partie la plus intéressante et difficile, le fonctionnement de l’écran !

Pour gérer l’affichage nous avons choisi de faire quatre écrans pour y compiler toutes le données récoltées. Nous pouvons changer d’écran à l’aide d’un appui sur le bouton poussoir et les différents écran sur présentés et décrits ce dessous !

Dans un premier temps, nous avons dû designer tous les caractères que nous souhaitions afficher sur l’écran. La démarche utilisée pour ça à été de dessiner les caractères sur des feuilles petits carreaux sur un format 5×7 carreaux et ensuite nous avons attribué à chaque carreau une valeur, 1 si le carreau est coloré et 0 si il est vide. Nous avons reporté la suite de sept chiffres de chaque colonne puis nous les avons convertis en hexadécimal, pour que l’écran puisse comprendre l’information transmise, à l’aide d’un convertisseur binaire vers hexadécimal.

Ensuite nous nous sommes attaqués aux différentes icônes de météo, pour se faire nous avons assemblé plusieurs caractères afin de faire apparaitre un dessin (exemple : le nuage est au format 3×2 caractères).

Enfin après avoir créé tous les composants visuels et récolté toutes les données nécessaires nous sommes passés à la création des différents écrans, présentée ci-dessous:

• Le premier écran présente une vue d’ensemble des données récoltées par le capteur intérieur ainsi que l’heure et la date.
• Le deuxième écran nous donne la température extérieure actuelle et une icône représentant la météo de la journée, ainsi que l’heure du lever et du coucher du soleil.
• Le troisième écran affiche les prévision sur les jours à venir en donnant à chaque fois la température du matin et de l’après midi.
• Le quatrième écran a été réfléchi pour être un écran de “veille” permettant de visualiser rapidement les informations importantes, notamment l’heure et la météo globale de la journée.

Pour passer d’un écran à l’autre, il suffit d’un simple appui sur le bouton poussoir !

Enfin, après avoir fini toute la partie intérieur de la station météo, il est temps de passer à l’habillage de l’ensemble, la modélisation du boitier ! Pour effectuer la modélisation, nous avons utilisé le logiciel de CAO³ SOLIDWORKS 2025.

Pour commencer nous avons réalisé des croquis afin de nous mettre d’accord sur le design. Nous avons choisi de nous imposer deux contraintes principales : rendre le boitier compact pour que le boîtier ne paraisse pas surdimensionné face à l’écran, et esthétique. Une fois le design trouvé, nous avons modélisé un boîtier en deux parties distinctes, fixées ensemble par des inserts et des vis pour garantir une bonne solidité. Pour ce qui est du positionnement de la station météo nous avons choisi de placer une béquille sur le couvercle pour pouvoir l’incliner mais garantir une bonne stabilité.

La conception a aussi dû tenir compte de contraintes techniques : le capteur de température intérieure devait être isolé des autres composants pour ne pas être perturbé par leur chaleur, des modules sur mesure ont donc été créés pour maintenir l’écran et le capteur en place tout en laissant passer les câbles. Des fixations intégrées permettent d’y accrocher les fils avec des colliers de serrage, évitant tout problème au moment de fermer le couvercle. Pour protéger le capteur tout en le laissant respirer, une pièce en plexiglas perforée a été découpée au laser.

Le chemin n’a pas été sans embûches : le premier couvercle ne laissait pas suffisamment de place pour le câble d’alimentation, ce qui nous a contraints à en concevoir un second, offrant un espace sous l’écran pour y glisser la carte. Au final, malgré le temps supplémentaire que cela nous a pris, nous sommes parvenus à obtenir dans les temps un couvercle qui permettait d’accueillir tous nos composants.

Enfin après avoir fini toutes les différentes parties, nous sommes passés à l’assemblage. Cela constitue en étape clé dans un projet, car s’il est mal exécuté il peut ruiner tous les efforts fournis.

Nous avons donc minutieusement ressoudé les composants à l’aide d’un fer à souder et fixé les composants aux emplacements prévus dans le boitier. Enfin, nous avons assemblé les deux parties du boîtier avec les inserts et les vis, puis collé la béquille à l’arrière du couvercle.

CONCLUSION :

Finallement, ce projet de station météo a été une expérience très enrichissante pour nous trois. Pendant ces cinq mois, nous avons découvert et utilisé plusieurs domaines comme la programmation, l’électronique ou encore la modélisation 3D. Même si nous avons rencontré quelques difficultés au cours du projet, elles nous ont permis d’apprendre à trouver des solutions et à mieux travailler en équipe.

Nous sommes aujourd’hui fiers du résultat obtenu : une station météo fonctionnelle, entièrement conçue par nos soins, capable d’afficher des informations météo en temps réel sur plusieurs écrans.

Écrit par Alexandre LE MEUR, Emile HAUTTEMENT et Ethan RONDEAU

LEXIQUE:

1. API : Une API (application programming interface ou « interface de programmation d’application ») est une interface logicielle qui permet de « connecter » un logiciel ou un service à un autre logiciel ou service afin d’échanger des données et des fonctionnalités ↩︎
2. Le JavaScript Object Notation (JSON) est un format standard utilisé pour représenter des données structurées de façon semblable aux objets Javascript. ↩︎
3. CAO : L’acronyme CAD pour Computer Aided Design ou CAO pour Conception Assistée par Ordinateur, désigne l’ensemble des logiciels informatiques de conception 3D conçus pour aider à la création, la modification, l’analyse ou l’optimisation d’un design. ↩︎

L’Origine de l’aventure :

Qui sommes-nous ?

Bonjour tout le monde ! Nous sommes Romane Sergent et Célian Brun étudiant en Peip 2A à Polytech Angers et voici notre projet : Virtual Phobia.

Voir grand pour toucher les étoiles 

Lorsque que nous avons commencé à réfléchir à notre projet nous avons constaté dans les consignes indiquées par Mr.Richard que l’idée était de faire un et un seul unique petit jeu pour traiter la peur des araignées, des blattes et autres insectes. Nous ne voulions pas limiter notre projet à la peur des insectes et nous avons alors demandé à Mr.Richard la permission de passer outre les consignes d’origine pour traiter des phobies environnementales comme le vertige (acrophobie) ou la peur des profondeurs marines (thalassophobie). Cette nouvelle vision du projet plus ambitieuse nous aura coûté, comme vous le constaterez plus loin, de nombreux retards et changements de plan lors de la création de notre projet mais sans regret. 

Les technologies au service de l’humain

L’objectif de Virtual Phobia est de toucher un public qui soit le plus large possible avec des petits jeux ludiques et encourageants pour aider les personnes souffrant de phobie à les soigner ou du moins les atténuer au travers d’une technologie innovante et immersive : La réalité virtuelle.

Mais alors, comment avons nous fait pour atteindre nos objectifs avec la réalité virtuelle ?

Le laboratoire de création (Outils et Méthodologie) 

Notre boîte à Outils : 

Unity : C’était notre principal outil de création car c’est via celui-ci que nous pouvions créer des environnement de jeu 3D utilisable en VR pour notre projet de traitement des phobies. Il nous a fallu nous familiariser aux principales notions de Unity comme : les Textures et Materials pour le rendu des objets de nos scènes, les colliders et rigidbody pour le cœur physique du projet, la programmation en C# pour le développement de fonctionnalités dans le jeu, ou encore la gestion des déplacements, des dimensions et des rotations dans un environnement 3D sur ordinateur.

Blender : Ça a était notre deuxième principal allié pour la création d’asset 3D et de texture à utiliser ensuite dans Unity, il faut imaginer le flux de travail comme suit : comme si Unity était une grande entreprise et Blender un sous-traitant spécialisé dans la création d’une gamme de pièce bien précise et essentiel au bon fonctionnement de Unity. En résumé, sans Blender la tâche reste faisable mais pour des éléments de décor qui n’existe que dans notre tête et introuvable sur le net, Blender reste la référence absolue pour se les procurer facilement. 

Visual Studio : C’était le dernier des 3 principaux logiciel que nous utilisions pour ce projet et c’était le plus facilement remplaçable des 3, car ce n’était qu’un simple éditeur de code C# pour Unity, c’est celui utilisé par défaut par Unity et installé avec celui-ci.

La Réalité Virtuelle

MetaQuest : C’est la plateforme conçue par Meta, qui a développé le casque VR dont on se sert dans le projet. Elle gère le lien entre l’ordinateur (dont Unity) et le casque.

Les controllers VR : Ce sont les manettes utilisées en réalité virtuelle. Ils sont capables de détecter les mouvements du joueurs jusqu’à la position des mains sur le controller et d’interagir dans l’interface VR. C’est grâce à eux qu’on navigue dans la monde virtuel.

Le Casque VR : Il est l’élément clé de la réalité virtuelle, sans lui rien n’est possible. Il permet de plonger le joueur dans un environnement à 360° et de détecter chaque mouvement de la tête du joueur.

La salle IHM RV : Salle d’Interaction Homme-Machine et Réalité Virtuelle, c’est un espace conçu pour le développement, le test et l’expérimentation de technologies immersives. C’est dans ce lieu que nous avons pu concevoir notre projet.

Les ressources utilisés

Pour la création de notre jeu nous avons dû faire appel à de nombreux asset autant 3D que 2D et même des sons. Nous avons alors fait appel à 3 principaux sites de ressources en ligne : 

Sketchfab qui est une vaste bibliothèque de modèle 3D (pour la plupart gratuit) dédiée entre autres à la création de jeux vidéo sur Unity.

UnityAssetStore qui est la référence de base des assets 2D, 3D, sonores, plug-in, etc…  spécialement conçu pour le logiciel Unity (et qui possède un assez large choix de contenu gratuit directement importable dans l’environnement de développement Unity). 

Et enfin, Pixabay qui est une grande banque en ligne de son et d’effet sonore 100% gratuit et libre de droit, utilisable facilement dans Unity par exemple.

Au coeur des phobies : La solution ludique 

Par où commencer ? 

Pour vous plonger dès à présent dans l’immersion de l’expérience VR qu’est notre projet Virtual Phobia, je vous laisserai dans un premier temps lancer le jeu !

Alors, vous constaterez d’abord sûrement que vous êtes dans ce qui semble être une base d’une colonie martienne, puis vous serez guidé par une voix robotique vous indiquant qu’en effet, vous avez été envoyé dans le cadre d’une mission spatial sur Mars mais qu’avant toute mission d’exploration, vous devez tester vos phobies au travers de différentes scènes de simulation VR !

Car un astronaute en mission ne doit surtout pas s’exposer au danger psychologique que peuvent représenter les phobies…

Là-haut dans les Nuages

La première scène vous emmène dans une grande ville dans le style de New York, sur les toits. De là, vous entendez le vent souffler dans vos oreilles et les bruits sourd de la ville s’agiter en bas sous vos pieds.

Une petite voix vous dit que vous devez monter une rampe pour atteindre l’étape suivante de ce jeu afin d’atteindre après plusieurs autres étapes le sommet d’un des plus hauts gratte-ciel de la ville, là où se terminera alors votre expérience !

Une fois la deuxième étape atteinte, le jeu vous invitera à rejoindre la suivante en haut d’un long escalier métallique situé plus loin sur le toit.

Après cela, la petite voix vous guidera vers la dernière étape de cette première scène de phobie qui se situera de l’autre côté d’une planche suspendue au-dessus du vide entre 2 très hauts immeubles.

20 000 Lieues sous les Mers

Pour cette deuxième scène de Virtual Phobia, vous vous retrouverez envoyé au beau milieu de l’océan sur une île déserte, paradisiaque par un mauvais temps et de nuit. Encore une fois, vous serez guidé par une petite voix qui vous indiquera que pour sortir de cette scène il vous faudra rejoindre le dernier checkpoint caché sous les eaux et plus loin au large, problème : la zone finale se trouve loin et elle se trouve sous l’eau, hors vous flottez ! La voix vous dictera donc de vous rendre dans une première zone de checkpoint symbolisé par un cube vert transparent afin d’embarquer en bateau.

Une fois le bateau rejoint, vous devrez monter dans celui-ci afin de rejoindre un prochain point d’étape beaucoup plus loin en mer.

Il vous faudra désormais descendre du bateau afin de terminer à la nage les quelques mètres qui vous séparent encore du dernier checkpoint visible de ce jeu.

Enfin ! Vous êtes arrivé à cette dernière étape. Mais trop fatigué pour continuer à flotter : votre personnage se noie ! l’amenant à la dernière étape de ce jeu, 20 000 lieues sous les mers…

En apesanteur

En cliquant sur la troisième scène, vous atterrirez dans le fond d’un couloir légèrement étroit. La petite voix vous guidera jusqu’à un ascenseur dans lequel vous allez devoir entrer.

Vous fermez les portes et l’ascenseur entame sa montée.

Il arrive à destination sauf qu’il y a un problème : l’’ascenseur est soumis à une violente secousse. Un message d’alerte s’affiche, une alarme retentit et un compte à rebours se déclenche. Vous constatez que les parois de l’ascenseur se rapprochent petit à petit de vous mais vous ne pouvez rien faire. Le compte à rebours se termine, l’alarme s’arrête et un message s’arrête : vous avez survécu ! Il ne reste plus qu’à affronter la dernière scène.

Chambre de Timéo : Do not Enter 

Cette dernière scène vous replongera en enfance. Un lit simple, une belle armoire rustique, un petit bureau, une affiche de dessin animé, des murs bleus turquoises et des jouets éparpillés partout. Tel est le décor dans lequel vous serez immergé.

Un super-pouvoir vous sera attribué : celui de grandir et rétrécir à volonté. La voix sera, cette fois-ci, un simple guide voire un ami, vous poussant à explorer la pièce.

Cependant, certains endroits ne sont accessibles que par de tout petits êtres vivants, il va donc falloir accepter l’immensité des objets qui vous entourent afin de découvrir chaques secrets qui vous attendent dans la pièce.

Bilan de cette expérience en VR

Conclusion

En conclusion de notre projet, nous trouvons que l’aspect thérapeutique a bien été respecté bien qu’il ait été modifié par rapport à ce qu’attendait à l’origine notre tuteur. Et bien que ce fut long et exigeant, nous avons tous deux pris énormément de plaisir à développer ce projet, et en ressortons grandi et riche de nouvelles compétences à mettre à profit à l’avenir dans notre vie professionnelle !

Remerciement

Merci beaucoup à Mr et Mme Richard pour leurs encadrements et leurs contributions à notre projet, Mr.Richard à toujours su être à notre disposition lorsque nous rencontrions des problèmes, où lorsque nous avions besoin de ressource supplémentaire pour la création de notre jeu ! 

Reproduire un sabre laser inspiré de Star Wars peut sembler simple à première vue. Pourtant, derrière cet objet emblématique se cachent de nombreux défis techniques.

Dans ce projet, nous avons cherché à concevoir un sabre interactif capable de produire de la lumière et du son en fonction des mouvements, tout en respectant des contraintes d’espace et d’alimentation.

Embarquez à bord de notre vaisseau spatial et tenez-vous prêts à traverser un parcours semé d’astéroïdes.

Objectif

L’objectif principal de ce projet était de concevoir et réaliser un sabre laser fonctionnel et interactif, capable de reproduire au mieux l’expérience emblématique des sabres présents dans l’univers de Star Wars. Pour cela, nous avons cherché à recréer fidèlement les différents effets visuels et sonores caractéristiques, tels que les changements de couleurs, les effets lumineux dynamiques ainsi que les sons de mise en marche, de mouvement et de combat. Une attention particulière a également été portée à l’esthétique générale du sabre, afin d’obtenir un design immersif et réaliste, se rapprochant le plus possible de ceux visibles dans la saga.

Matériel utilisé

• Rasberry Pi Pico
• Gyroscope (SEN-MPU6050)
• mini Haut-parleur
• module mp3 (MP3-TF-16P)
• Câbles mâles
• Câbles femelles
• Batterie 7V
• Bouton-Poussoir
• Imprimante 3D
• PETG pour la partie intérieur (matériau pour impression 3D résistant à la chaleur)
• PLA pour la partie extérieure (matériau pour impression 3D)
• 2 tubes en polycarbonate (2cm et 1cm de diamètre)
• LED RGB
• Tube en aluminium (30cm)
• Rouleau de papier calque

Conception

1. Programmation et éléctronique

• Premièrement on devait se familiariser avec la Rasberry Pi Pico, on s’est donc documenté en ligne afin de savoir quel est son fonctionnement et comment brancher les différents composants sur cette carte. Il est important aussi de s’informer sur quel langage de programmation faut-il utiliser, et cela diffère en fonction de la carte principale, avec la Rasberry, tout est programmé avec le langage micropython. Donc après lecture de la documentation de la Rasberry, on a obtenu ce circuit, qu’on a ensuite programmer dans le programme principal du sabre laser qu’on a nommé “main.py“, afin d’informer la carte de la liaison I2C avec le gyroscope, grâce aux pins 1 et 2, ainsi qu’une liaison UART, grâce aux pins 7 et 8:

• Ensuite, on a commencé à créer le fichier pour initialiser le gyroscope en POO. Celui-ci va regrouper les fonctions principales nécessaires au bon fonctionnement du sabre laser. Le gyroscope a pour but de détecter les mouvements du sabre, c’est pour cela que le programme a été réalisé afin qu’il affiche les valeurs gyroscopiques et la magnitude du mouvement, afin qu’on puisse par la suite fixer les valeurs correspondantes à un simple mouvement faible, un mouvement fort et à un choc. Car en fonction du mouvements ou du choc, on possède différents sons qui vont être activés en conséquence, de façon à nous rapprocher un maximum du sabre laser de Star Wars.

• On a donc par la suite téléchargé les effets sonores sous format mp3 dans une mini carte SD, et on les a nommé dans l’ordre de téléchargement, tel que “0001.mp3” pour le premier, afin que ce soit plus simple à coder lors du codage du lecteur son dans le fichier principal. Ensuite on a intégrer au “main.py” les fonctions nécessaires, qui servent à faire une jointure entre le gyroscope et le lecteur son.

• Après cette étape, on est passé à la programmation du démarrage du sabre, donc en codant le bouton poussoir, de manière à allumer/éteindre le sabre lorsqu’il y a un seul appui simple, et changer la couleur au relâchement lorsque l’on maintient le bouton-poussoir.

• Par la suite, il fallait qu’on crée des fonctions pour gérer le démarrage progressif des leds, l’extinction des leds, ainsi qu’une fonction intermédiaire afin de générer l’effet inverse pour une extinction progressive. Petite astuce, essayez de retrouver sur l’annonce de votre bandeau led le nombre de leds contenues dedans, ça vous fera économiser du temps d’après notre propre expérience.

2. Design et CAO

• Pour cette partie du projet, on a directement pensé à faire une pièce permettant de maximiser l’espace dans le manche du sabre, afin de bien organiser le câblage, ainsi que pour éviter un maximum de déplacements des composants, qui pourraient impacter la soudure entre les composants et les câbles. Donc on a pris les mesures nécessaires, toujours avec des jeux pour éviter de devoir réimprimer en cas d’erreurs de la part de l’imprimante, puis on a créer un cylindre avec une surface plate sur laquelle on a rajouté des emplacements pour chaque composant électronique. On les a rangé dans l’ordre suivant de gauche à droite: le gyroscope, la Rasberry Pi Pico, la batterie, puis le lecteur MP3. L’ordre a été choisi car chaque composant devait être proche de son suivant pour permettre une facilité de liaison et de communication entre eux.

• Après cette étape, on devait s’occuper des deux extrémités du manche, d’un côté on devait trouver un moyen pour tenir la lame avec le manche, et d’un autre un bouchon pour enfermer le rail contenant les composant et le manche. On a fait les mesures nécessaire et pour le bouchon on a pensé à laisser des ouvertures afin que le haut-parleur puisse diffuser le son d’une meilleure façon. Au départ, on essayé de faire un système de filetage, mais malheureusement à cause de quelques problèmes d’impression, ça n’a pas pu aboutir, donc on a imprimer un bouchon qui recouvre le manche, qu’on est venu visser avec la base en aluminium. Puis pour tenir la double lame, on a crée un embout qui a assez de jeu pour se coincer d’un côté avec le tube en aluminium, et assez de jeu pour que de l’autre côté on puisse bloquer les deux lames, ainsi qu’un trou central pour faire passer le bandeau led.
• Bouchon au bout du manche:

• Embout intermédiaire liant le manche et les lames:

• Pour finir, vous pouvez créer des petits designs selon vos goûts afin de personnaliser votre sabre de Jedi. Nous par exemple, on a utilisé ces deux designs qu’on a fixer sur le manche pour camoufler le côté aluminium de la base qui n’est pas très esthétique. Mais faites attention a laisser de l’espace sur la partie en aluminium, afin de pouvoir trouver un espace pour le bouton-poussoir, lors de l’assemblage.

Assemblage

• Avant- toute chose, il faut venir souder les fils avec les composants électronique, pour ne pas retrouver de faux contacts.

• Il faut d’abord, avant d’intégrer une quelconque impression 3D au manche, faire les mesures nécessaires pour venir perforer avec une visseuse le futur emplacement du bouton-poussoir, ainsi que créer une cavité au-dessus de l’endroit où l’on retrouvera la batterie, afin de faciliter le changement de batterie ou son rechargement. Petite astuce, pour le deuxième design juste au dessus, vous pouvez imprimer le cylindre mais pas complet, c’est-à-dire vous pouvez laisser un peu plus d’un demi cylindre, afin de pouvoir camoufler la cavité de la batterie.

• Lors de cette étape, on a rajouté une pièce en 3D pour venir fixer le bouton-poussoir dessus, car c’était beaucoup plus simple que le fixer sur la base, en partie car on manquait de matériel. Soyez seulement attentifs au diamètre de votre bouton-poussoir.

• Ensuite, vous pourrez rentrer le train contenant les composants fixés à l’aide de petites tiges dans le manche, ainsi que venir boucher le manche avec le bouchon, de préférence en le vissant.

• Maintenant place au plus important, la création de la lame. Pour avoir la propagation lumineuse la plus optimale, on est venu scotcher autour de la lame intérieure qui contiendra le bandeau de LED du papier calque, 3 tours plus précisément. Une fois fini vous pourrez rentrer l’embout qui lie le manche et les lames, et venir fixer le tout à l’aide de vis.

Conclusion

Ce projet touche désormais à sa fin, et nous espérons qu’il vous aura permis de découvrir les différentes étapes nécessaires à la création d’un sabre laser fonctionnel. Entre la conception, la programmation, l’électronique et l’impression 3D, ce travail nous a demandé de combiner créativité, réflexion et précision afin d’aboutir à un résultat concret.

Au-delà de l’aspect technique, cette expérience nous a surtout permis de développer notre capacité à travailler sur un projet complet, à surmonter les difficultés rencontrées et à trouver des solutions adaptées tout au long du développement. Voir le sabre prendre vie après toutes ces étapes a été particulièrement satisfaisant et motivant.

Nous remercions sincèrement Mr. Sylvain BIGNON pour son suivi, son implication et ses conseils tout au long du projet. Nous adressons également nos remerciements à Mr. Boris RAYER pour son aide concernant les impressions 3D ainsi que pour ses conseils techniques précieux.

Notre aventure s’achève ici, mais la vôtre ne fait que commencer. À présent, il ne vous reste plus qu’à allumer votre sabre… et partir défendre la galaxie aux côtés des Jedi.

“Vous êtes désormais prêts à rejoindre l’Ordre Jedi… et à affronter les forces du mal.“

RAHMOU Wassime, TRAORE Ramzi, TALEB Karim.