{"id":222,"date":"2016-06-17T10:24:18","date_gmt":"2016-06-17T09:24:18","guid":{"rendered":"https:\/\/blog.univ-angers.fr\/istiaprojetsei2\/?p=222"},"modified":"2016-06-17T13:27:20","modified_gmt":"2016-06-17T12:27:20","slug":"istia-connected-home","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/blog.univ-angers.fr\/polytech_2A\/2016\/06\/17\/istia-connected-home\/","title":{"rendered":"Maison connect\u00e9e"},"content":{"rendered":"<p style=\"text-align: justify\">Pour achever deux ann\u00e9es de classe pr\u00e9paratoire \u00e0 l\u2019ISTIA Angers, \u00e9cole d\u2019ing\u00e9nieurs, nous avons rassembl\u00e9 nos connaissances  afin de d\u00e9buter un projet qui s&#8217;\u00e9loigne de la th\u00e9orie. Avant le d\u00e9but d&#8217;un cycle ing\u00e9nieur s&#8217;annon\u00e7ant prometteur, nous devions constituer, dans le cadre des projets tuteur\u00e9s, une \u00e9quipe de travail. La n\u00f4tre, compos\u00e9e de quatre \u00e9tudiants, a re\u00e7u pour mission la conception d&#8217;une maison connect\u00e9e.\n<\/p>\n<p style=\"text-align:center;color:#31849b\">Le cahier des charges<\/p>\n<p style=\"text-align: justify\">\nUne maison connect\u00e9e, mais miniaturis\u00e9e. Elle devait contenir des LED (diodes \u00e9lectroluminescentes), un syst\u00e8me d\u2019ouverture\/fermeture et si possible un capteur. Toutes ces fonctionnalit\u00e9s devaient \u00eatre pilotables avec un petit ordinateur de poche appel\u00e9 microcontr\u00f4leur ; on utilisera Arduino.\n<\/p>\n<p style=\"text-align:center;color:#31849b\">Conception<\/p>\n<p style=\"text-align:center\">\n<a href=\"https:\/\/blog.univ-angers.fr\/istiaprojetsei2\/files\/2016\/06\/giffinal.gif\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" src=\"https:\/\/blog.univ-angers.fr\/istiaprojetsei2\/files\/2016\/06\/giffinal.gif\" alt=\"giffinal\" width=\"690\" height=\"408\" class=\"aligncenter size-medium wp-image-235\" \/><\/a><br \/>\nImage de synth\u00e8se de notre maison connect\u00e9e<\/p>\n<p style=\"text-align: justify\">\nNous avons commenc\u00e9 par d\u00e9finir des dimensions. La surface du terrain choisie est de 17dm\u00b2 (35cm de largeur * 48.5cm de longueur).  La surface habitable est d\u2019environ 10dm\u00b2 (35cm de largeur * 30.5cm de longueur). Les murs sont hauts de 10 centim\u00e8tres. La maison comprend aussi un jardin de 6dm\u00b2 avec une piscine creus\u00e9e.<\/p>\n<p>Pour faciliter la construction du b\u00e2timent, nous voulions utiliser une nouvelle technologie : l\u2019imprimante 3D. Cette derni\u00e8re va, \u00e0 partir d\u2019un fichier sp\u00e9cifique, d\u00e9poser couche par couche du plastique color\u00e9, chauff\u00e9 \u00e0 haute temp\u00e9rature qui va refroidir et se durcir au fil de l\u2019impression. Ce proc\u00e9d\u00e9, nomm\u00e9 d\u00e9p\u00f4t filaire, prend beaucoup de temps car chaque couche est \u00e9paisse d\u2019un millim\u00e8tre. De plus, pour certaines pi\u00e8ces, l\u2019imprimante doit cr\u00e9er des supports en plastique pour emp\u00eacher les pi\u00e8ces de tomber pendant l\u2019impression.<br \/>\nMais, pour utiliser ce proc\u00e9d\u00e9, il \u00e9tait indispensable de concevoir des fichiers en trois dimensions (3D) pour que l\u2019imprimante puisse se rep\u00e9rer dans l\u2019espace. Alors le projet a d\u00e9but\u00e9 par la conception assist\u00e9e par ordinateur. Solidworks est un logiciel de mod\u00e9lisation 3D, c&#8217;est gr\u00e2ce \u00e0 lui que nous avons pu cr\u00e9er notre maison, au millim\u00e8tre pr\u00e8s.<br \/>\nC\u2019est la partie du projet qui a pris le plus de temps. Nous nous sommes mis d\u2019accord sur une largeur de mur afin que l\u2019impression 3D ne dure pas trop longtemps. Les imprimantes 3D dont nous disposions avaient une restriction qui a fait basculer le projet : la surface imprimable disponible. Si l\u2019imprimante pouvait cr\u00e9er des pi\u00e8ces d\u2019une longueur de 50cm sur une largeur de 35cm, nous aurions pu imprimer en une seule fois, mais ce n&#8217;\u00e9tait pas le cas. Il fallait donc ruser. A la mani\u00e8re des LEGO, nous avons d\u00e9cid\u00e9 de r\u00e9aliser notre maison avec une quarantaine de pi\u00e8ce que nous allions imprimer s\u00e9par\u00e9ment. Avec comme condition : chaque pi\u00e8ce doit rentrer sur la surface imprimable. Une derni\u00e8re chose avant de se lancer, un syst\u00e8me de fixation entre les murs et cloisons. Avec un syst\u00e8me de mur\/cloisons m\u00e2les et des liants en T, en coin ou en croix femelles, nous pouvions relier les pi\u00e8ces ensemble. Mais comment les fixer au sol ? Avec un syst\u00e8me de rainures sur la dalle et une encoche tout le long des cloisons\/murs, le tout s\u2019imbrique et tient avec un point de colle.\n<\/p>\n<p style=\"text-align:center\">\n<a href=\"https:\/\/blog.univ-angers.fr\/istiaprojetsei2\/files\/2016\/06\/coin.png\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" src=\"https:\/\/blog.univ-angers.fr\/istiaprojetsei2\/files\/2016\/06\/coin-88x300.png\" alt=\"coin\" width=\"88\" height=\"300\" class=\"alignone size-medium wp-image-223\" \/><\/a><a href=\"https:\/\/blog.univ-angers.fr\/istiaprojetsei2\/files\/2016\/06\/T.png\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" src=\"https:\/\/blog.univ-angers.fr\/istiaprojetsei2\/files\/2016\/06\/T-104x300.png\" alt=\"T\" width=\"104\" height=\"300\" class=\"alignone size-medium wp-image-224\" \/><\/a><br \/>\n<em>Syst\u00e8me de liaison inter-cloisons\/murs<\/em>\n<\/p>\n<p style=\"text-align:center\">\n<a href=\"https:\/\/blog.univ-angers.fr\/istiaprojetsei2\/files\/2016\/06\/cloison_type.png\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" src=\"https:\/\/blog.univ-angers.fr\/istiaprojetsei2\/files\/2016\/06\/cloison_type-273x300.png\" alt=\"cloison_type\" width=\"273\" height=\"300\" class=\"alignone size-medium wp-image-225\" srcset=\"https:\/\/blog.univ-angers.fr\/polytech_2A\/files\/2016\/06\/cloison_type-273x300.png 273w, https:\/\/blog.univ-angers.fr\/polytech_2A\/files\/2016\/06\/cloison_type.png 633w\" sizes=\"auto, (max-width: 273px) 100vw, 273px\" \/><\/a><br \/>\n<em>Cloison universelle m\u00e2le-m\u00e2le<\/em>\n<\/p>\n<p style=\"text-align: justify\">\nTout en pensant \u00e0 la structure de la maison (organisation des pi\u00e8ces), et l\u2019inclusion de LED int\u00e9rieures et ext\u00e9rieures, nous avons pens\u00e9 \u00e0 inclure un capteur de temp\u00e9rature pour mesurer la temp\u00e9rature int\u00e9rieure. Ce capteur n\u2019est rien d\u2019autre qu\u2019une thermistance.\n<\/p>\n<p style=\"text-align: right;color:#31849b\">\nComment \u00e7a marche ?\n<\/p>\n<p style=\"text-align: justify\">\nLe principe est simple : thermi (= temp\u00e9rature) stance (= r\u00e9sistance), lorsque la temp\u00e9rature o\u00f9 le capteur est situ\u00e9 augmente, la r\u00e9sistance chauffe par effet Joule, on peut ainsi d\u00e9terminer la temp\u00e9rature gr\u00e2ce aux diff\u00e9rences de tensions engendr\u00e9es.<\/p>\n<p>Revenons sur la piscine, c\u2019est gr\u00e2ce \u00e0 elle que nous r\u00e9pondons \u00e0 une sp\u00e9cificit\u00e9  du cahier des charges. Elle disposera d\u2019une b\u00e2che qui s\u2019enroulera autour d\u2019un support circulaire gr\u00e2ce \u00e0 un moteur, la piscine pourra donc s\u2019ouvrir et se refermer.\n<\/p>\n<p style=\"text-align: right;color:#31849b\">\nComment \u00e7a marche ?\n<\/p>\n<p style=\"text-align: justify\">\nLe syst\u00e8me utilis\u00e9 en photo vous aidera \u00e0 comprendre :\n<\/p>\n<p><a href=\"https:\/\/blog.univ-angers.fr\/istiaprojetsei2\/files\/2016\/06\/arbre1.png\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" src=\"https:\/\/blog.univ-angers.fr\/istiaprojetsei2\/files\/2016\/06\/arbre1-300x159.png\" alt=\"arbre\" width=\"300\" height=\"159\" class=\"aligncenter size-medium wp-image-247\" srcset=\"https:\/\/blog.univ-angers.fr\/polytech_2A\/files\/2016\/06\/arbre1-300x159.png 300w, https:\/\/blog.univ-angers.fr\/polytech_2A\/files\/2016\/06\/arbre1.png 741w\" sizes=\"auto, (max-width: 300px) 100vw, 300px\" \/><\/a><\/p>\n<p style=\"text-align: justify\">\nEn bas, vous pourrez voir la piscine, \u00e0 droite le servo-moteur. L\u2019utilit\u00e9 d\u2019un servomoteur permet de d\u00e9finir le nombre de tour qu\u2019il devra faire pour avoir plus de pr\u00e9cisions sur la distance de b\u00e2che enroul\u00e9e. Le servomoteur entra\u00eene un arbre (tube cylindrique) autour duquel deux fils vont enrouler la b\u00e2che.\n<\/p>\n<p style=\"text-align: right;color:#31849b\">\nComment piloter tout \u00e7a ?\n<\/p>\n<p style=\"text-align: justify\">\nIl a fallu faire beaucoup de calculs \u00e0 base de loi d\u2019Ohm et plus encore. Pour centraliser toutes les connexions (LEDs, servomoteurs, thermistances) sur un microcontr\u00f4leur, il a fallu faire des prototypes en passant par des simulations de circuits virtuelles via des logiciels d\u00e9di\u00e9s \u00e0 l\u2019\u00e9lectronique. Cette \u00e9tape a permis de valider ou non nos calculs, pour \u00e9viter de griller les composants.<br \/>\nTous les fils \u00e9lectriques circulent dans les murs et cloisons car ils disposent de rainures \u00e0 leur sommet.<br \/>\n<a href=\"https:\/\/blog.univ-angers.fr\/istiaprojetsei2\/files\/2016\/06\/arduino1.png\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" src=\"https:\/\/blog.univ-angers.fr\/istiaprojetsei2\/files\/2016\/06\/arduino1.png\" alt=\"arduino\" width=\"250\" height=\"173\" class=\"aligncenter size-full wp-image-245\" \/><\/a>\n<\/p>\n<p style=\"text-align: center\">\n<em>Circuit imprim\u00e9<\/em>\n<\/p>\n<p style=\"text-align: center;color:#31849b\">\n<strong>\u00c7a, c\u2019est la partie th\u00e9orique&#8230;<\/strong>\n<\/p>\n<p style=\"text-align: justify\">\n&#8230; Et c\u2019\u00e9tait le syst\u00e8me id\u00e9al pour nous. En ce qui concerne la partie pratique, c\u2019est devenu plus compliqu\u00e9.<br \/>\nNotre premi\u00e8re impression 3D n\u2019a pas \u00e9t\u00e9 configur\u00e9e correctement, nous ne savions pas qu\u2019il fallait ajouter des supports aux parties qui se situent dans le vide, qu\u2019il fallait sp\u00e9cifier le maillage (la mani\u00e8re dont la t\u00eate d\u2019impression remplit la pi\u00e8ce (ligne par ligne (lin\u00e9aire), en diamant, \u2026) et le taux de remplissage (la pi\u00e8ce sera plus ou moins vide et donc solide). R\u00e9sultat, l\u2019arbre pour enrouler la b\u00e2che de la piscine s\u2019est cass\u00e9 car il \u00e9tait creux, les supports de l\u2019arbre \u00e9taient mal perc\u00e9s et les fils plastiques de la piscine s\u2019enlevaient peu \u00e0 peu. Apr\u00e8s avoir mieux param\u00e9tr\u00e9 l\u2019impression, c\u2019est-\u00e0-dire un maillage en diamant, un taux de remplissage de 60% minimum et l\u2019ajout de supports, nos pi\u00e8ces \u00e9taient bien mieux r\u00e9alis\u00e9es.<br \/>\nNous avons commenc\u00e9 l\u2019impression le 18 mai 2016 et termin\u00e9 le 16 juin 2016. Un mois pour imprimer les composants de la maison. Il faut savoir qu\u2019il fallait jouer strat\u00e9gique en s\u2019aidant d\u2019un avantage : l\u2019impression peut s\u2019effectuer la nuit.<br \/>\nPar manque de temps, nous n\u2019avons pas pu imprimer la dalle et les murs ext\u00e9rieurs. Nous les avons remplac\u00e9s par du bois que nous avons d\u00e9coup\u00e9 sur mesure.\n<\/p>\n<p style=\"text-align: center\">\n<a href=\"https:\/\/blog.univ-angers.fr\/istiaprojetsei2\/files\/2016\/06\/maisonfinale2.png\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" src=\"https:\/\/blog.univ-angers.fr\/istiaprojetsei2\/files\/2016\/06\/maisonfinale2-300x279.png\" alt=\"maisonfinale2\" width=\"300\" height=\"279\" class=\"aligncenter size-medium wp-image-227\" srcset=\"https:\/\/blog.univ-angers.fr\/polytech_2A\/files\/2016\/06\/maisonfinale2-300x279.png 300w, https:\/\/blog.univ-angers.fr\/polytech_2A\/files\/2016\/06\/maisonfinale2.png 682w\" sizes=\"auto, (max-width: 300px) 100vw, 300px\" \/><\/a><br \/>\n<em>Maison finale<\/em>\n<\/p>\n<p style=\"text-align: justify\">\nEnfin, il ne nous restait plus qu\u2019\u00e0 imprimer le circuit sur une plaque et relier les composants par soudure.<br \/>\nNotre maison est op\u00e9rationnelle m\u00eame s\u2019il \u00e9tait difficile de r\u00e9aliser nos pr\u00e9visions th\u00e9oriques. C\u2019\u00e9tait une exp\u00e9rience concr\u00e8te qui nous a mis dans la peau d\u2019ing\u00e9nieurs : trouver des solutions \u00e0 tous nos probl\u00e8mes rencontr\u00e9s.<\/p>\n<p>Thomas ADAM, K\u00e9vin BRUN, Alexandre DURANDEAU &amp; Matthias EDDEBBI<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Pour achever deux ann\u00e9es de classe pr\u00e9paratoire \u00e0 l\u2019ISTIA Angers, \u00e9cole d\u2019ing\u00e9nieurs, nous avons rassembl\u00e9 nos connaissances afin de d\u00e9buter un projet qui s&#8217;\u00e9loigne de la th\u00e9orie. 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