Catégorie : 2019 DUT1

Projets des étudiants de première année au GEII

Maquette pour la mesure de variation de température

Projet d’étude et réalisation GEII 1ère année

Maquette capteur de température

Sommaire

I – Présentation du projet

1 – Membres de l’équipe

2 – Objectif de la maquette

3 – Maquette déjà existante

II – Analyse fonctionnelle

1 – Bête à cornes

2 – Mindmap

3 – Diagramme de GANTT prévisionnel/effectif

III – Réalisation

1 – Choix des composants

2 – Circuit imprimé pont de Wheatstone

3 – Circuits imprimés de l’alimentation

4 – Affichage / Gestion des relais

5 – Boîtiers et câblages

IV – Conclusion

1 – Difficultés rencontrées

2 – Bilan du projet

3 – Remerciements

 

I – Présentation du projet

1 – Membres de l’équipe

L’équipe est composée de trois élèves de première année de DUT Génie Electrique et Informatique Industrielle de l’IUT de Mulhouse : GUITARD Sophie, GER Mickaël et SZAND Michaël.

2 – Objectif de la maquette

Initialement, la maquette est utilisée dans le cadre d’un TP d’électrotechnique de première année. Le but de ce TP est de relever une température variable entre 20 et 60°C sur différents capteurs de température afin de les comparer.

   

3 – Maquette précédente

Les professeurs de l’université souhaitent réaliser une nouvelle maquette afin d’améliorer le système de refroidissement (celui-ci ayant été réalisé jusqu’ici par un ventilateur USB), d’obtenir des soudure plus solides sur le circuit imprimé du pont de Wheatstone et de réorganiser celle-ci afin qu’elle soit plus compréhensible pour les élèves.

II – Analyse fonctionnelle

1 – Bête à cornes

2 – Mindmap

3 – Diagramme de GANTT

          Prévisionnel                                                                          Effectif

En pratique, le déroulement de notre projet a été quelque peu modifié. Certaines tâches on été réalisées plus rapidement que prévu (comme par exemple la programmation de l’Arduino) tandis que d’autres on été un peu plus longues.

III – Réalisation

1 – Choix des composants

Afin de concevoir notre nouvelle maquette nous avons dû procéder à un choix de composants.

  • Arduino UNO : microcontrôleur utilisé dans notre projet pour la gestion des relais, des boutons et de l’affichage de la température.
  • Ecran LCD : afficheur à cristaux liquide pour la température.
  • Résistances variables : celle ci vont permettre d’avoir une valeur de résistance réglé a la perfection contrairement a des résistances constante
  • Résistance chauffante : permettant d’augmenter la température du montage.
  • Module Peltier : permet de diminuer la température du montage.
  • Relais : alternant mode chauffe/refroidissement à l’aide des boutons poussoirs.

Le budget consommé de notre projet est donc de 106€, notre budget alloué étant de 200€.

2 – Circuit imprimé du pont de Wheatstone

Un pont de Wheatstone est un montage électrique permettant de mesurer une résistance électrique inconnue par équilibrage de deux branches d’un circuit en pont. Nous l’utilisons dans notre montage afin de déterminer la résistance de la CTN, variante en fonction de la température. Afin de réaliser le circuit imprimé, nous avons utilisé le logiciel de conception Kicad.

       

Ce circuit imprimé comprend donc 3 parties distinctes :

  • le pont de Wheatstone;
  • la linéarisation de la résistance RP;
  • la linéarisation du capteur AD.

3 – Circuit imprimé de l’alimentation

Afin d’alimenter l’ensemble de notre montage, nous avons réalisé des circuits imprimés supplémentaires contenant de simples borniers.

4 – Affichage / Gestion des relais

L’affichage de la température donnée par le capteur AD592 se fait sur un écran LCD par l’intermédiaire d’un Arduino. Deux boutons sous l’écran nous servent à passer du mode chauffe au mode refroidissement par l’intermédiaire de relais dirigé par l’Arduino. De plus, la maquette est programmée pour passer du mode chauffe au mode refroidissement dès que sa température excède  60°C et inversement lorsque celle-ci est inférieure à 20°C.

   

      

5 – Boîtiers et câblages

Deux boîtiers distincts on été réalisés pour la maquette. L’un pour accueillir le circuit imprimé du pont de Wheatstone, de dimension 72,9 mm x 115,7 mm x 60 mm contenant 10 borniers permettant à l’élève d’y brancher la résistance RP, le capteur CTN, le capteur AD et deux sorties V+, V- pour mesurer la résistance résultante du montage de Wheatstone ainsi que l’alimentation VCC et la masse . Le deuxième boîtier permet quant à lui d’accueillir les capteurs de températures, la résistance chauffante, le module Peltier, un ventilateur ainsi que les deux alimentations 5V et 12V.

IV – Conclusion

1 – Difficultés rencontrées

Aucune difficulté majeure n’a été rencontrée, mis à part le délais de livraison de certains composants ayant légèrement retardé notre projet et un problème de transfert de température entre le support et la résistance chauffante entraînant des pertes de chaleurs très élevées.

2 – Bilan du projet

Ce projet nous à permis de mettre en pratique les compétences qui nous on été enseignées durant l’année, de respecter minutieusement un cahier des charges, ainsi que de s’organiser dans le temps et de travailler en équipe.

3 – Remerciements

Nous tenons à remercier Mr COLICCHIO et Mr STRAFELLA pour leur aide tout au long du projet.

Nous voulions également remercier Mr DE SABBATA pour nous avoir guidé pour la conception des boîtiers à l’IUTLab, Mr XU pour avoir répondu à toutes nos questions ainsi que Mr WIRA pour nous avoir fourni l’écran d’affichage LCD.

Nous remercions enfin Mr ROTH pour nous avoir porté conseil lors des soutenances au fil des semaines.


Sonde de courant sur Adruino

Sonde de courant ratiométrique avec Arduino

IUT MULHOUSE

DUT GEII

ANNÉE SCOLAIRE: 2018/2019

Sommaire

 

  • Introduction
  • Stratégie
  • Présentation du matériel utilisé
  • Conception du circuit
  • Programmation
  • Réalisation du support
  • Analyse des informations obtenues
  • Coût du projet
  • Conclusion
  • Remerciements

 

Introduction

 

Durant notre première année de DUT Génie Electrique et Informatique Industrielle nous devons effectuer un projet d’étude et réalisation. Nous avons choisi de réaliser une sonde de courant ratiométrique à l’aide d’un Arduino uno. Pour mener à bien ce projet nous étions encadrés par deux professeurs, Mr Colicchio et Mr Strafella et notre équipe était composée de la manière suivante :

 

  • Anthony TORT- Responsable conception du circuit et testeur
  • Mathieu REY- Responsable réalisation du circuit et codeur

 

Le but de notre projet est de réaliser une mesure de courant à l’aide d’une sonde sans contact direct avec une isolation galvanique de manière à l’utiliser en toute sécurité. Notre sonde étant une sonde à effet Hall ratiométrique de type analogique, nous l’avons couplé avec un arduino uno afin d’en ressortir les valeurs du courant efficace mesurer  et de pouvoirs les affichées sur un écran oled. Il nous a donc fallu apprendre les bases du codage Arduino.

Nous avons commencé le lundi 27/05 et nous l’avons achevé 20/06.

 

Stratégie

 

Nous avons tout d’abord commencé par la répartition des rôles, ainsi que la création d’une timeline avec laquelle nous devions concorder pour la bonne réalisation de notre projet.

Nous avons ensuite commencé la documentation ainsi que l’analyse matérielle. Celle-ci nous a permis de mieux comprendre la carte arduino et notre sonde ratiométrique. Notre Arduino nous permettra d’alimenter notre sonde et aussi de traiter l’information qu’elle en recevra afin de l’afficher sur notre afficheur Oled.

 

Nous avons pu en tirer un premier schéma:

Nous devions aussi comprendre ce qu’est l’effet hall créer par Mr Edwin Herbert Hall en 1879 qui a énoncé le théorème suivant : “lorsqu’un courant électrique traverse un matériau baignant dans un champ magnétique, celui-ci engendre une tension perpendiculaire à ce dernier”; c’est cette tension qui sera mesurée et traitée pour en déduire le courant d’entrée du système.

La tension de sortie Vs est égale au courant I multiplié par le champ magnétique B multiplié par les constantes du matériau et de l’environnement du système.

 

Présentation du matériel utilisé

 

Pour ce projet nous utilisons trois composants principaux, une sonde de courant a effet Hall ratiométrique ACS712 du type analogique ainsi qu’une carte Arduino uno. Les deux condensateurs présents sur le schéma servant au filtrage et enfin un afficheur Oled qui affichera le courant efficace mesuré.

 

Sonde ACS712 :

Afficheur Grove – OLED Display 0.96 inch:

Conception du circuit

 

L’un des points principaux de notre projet étant la conception du circuit pour créer notre sonde de courant. Pour cela nous avons utilisé le logiciel Kicad afin de réaliser la plaque sur laquelle sera soudé notre sonde ainsi que les connecteurs.

Ces connecteurs servent à:

  • Liaison avec l’Arduino (Alimentation, Masse et Informations)
  • Une sortie oscilloscope
  • Une entrée pour le courant à mesurer
  • Un fusible (protection du circuit)

Le composant ACS712 n’existant pas sur Kicad, nous avons donc dû lire ces documentations afin de créer le symbole ainsi que le module afin de créer notre plaque.

 

Ces schémas Kicad terminés nous voilà à la réalisation de la plaque.

Mais afin de passer à l’étape de la création, des mesures de protection sont nécessaires à cause du contact avec des produits dangereux il faut donc se munir :                                                                                                                                         

 

Des gants en latex

Une blouse de travail

Lunette de protection

Après la création de la carte virtuellement la prochaine étape est de créer la carte électronique qui est réalisée en plusieurs étapes :

  1. Imprimer, découper et passage aux rayons UV

Après avoir imprimé le schéma des pistes KiCad sur une feuille de calque, il faut découper la plaque qui va accueillir la piste avec les dimensions nécessaires, ensuite il faut placer la plaque découpée sur la feuille de calque dans les rayons UV afin de créer une réaction chimique sur la résine présente sur la plaque n’étant pas protégée par les pistes de la feuille de calque.

  1. Passage au révélateur et nettoyeur

La plaque passant dans le révélateur va afficher les pistes qui n’étaient pas exposées aux rayons UV, elle va ensuite passer dans une nettoyeuse au 

perchlorure afin d’enlever les résidus de résine pour ainsi afficher les pistes cuivrées. La plaque sera encore passée aux UV

afin d’enlever toute trace de résine.

  1. Étamage

La plaque va être ensuite plongée dans de l’étain chimique à froid pour y déposer une couche d’étain sur le cuivre afin de le protéger de l’oxydation.

  1. Perçage des pistes

Perçage des pistes avec différentes tailles de foret suivant les différentes pattes des composants, le trou ne doit être ni trop petit ni trop grand.

Programmation

 

Le deuxième gros point de notre projet fut la programmation de notre carte Arduino,

le codage de cette carte Arduino se décompose en trois grandes parties distinctes:

  • L’acquisition de l’information donnée par notre sonde
  • Le traitement de cette information
  • L’affichage de l’information sur notre écran oled

Lorsque la sonde envoie un signal résultant du courant mesuré la carte Arduino va recevoir une valeur binaire qui dans la partie traitement va être convertie en valeur analogique grâce à la fonction map de l’Arduino de manière convertir la tension émise par la sonde et en déduire le courant mesuré en fonction de la courbe ci-dessous présente dans la datasheet du composant.

Lors de la phase de test l’afficheur n’affichant pas la valeur fixe du courant efficace lorsqu’il mesure un courant alternatif, il fallut implémenter un “delay”de 5 ms dans la moyenne pondérée du courant mesuré dans la partie traitement du code.

 

Réalisation du support

 

Afin de rendre notre projet plus compréhensible et utilisable en toute sécurité par les étudiants et les enseignants, nous avons décidé de créer un boîtier afin de servir de support au projet. Celui-ci sera transparent pour un côté esthétique et fonctionnel  (visualisation matérielle en cas de panne).

Nous avons utilisé le site Makercase afin de réaliser le schéma d’assemblage de notre support puis nous avons utilisé le logiciel Coreldraw ainsi que la découpeuse laser de l’IUTLab afin de créer notre boitier. Celui-ci a été décomposé en deux parties. Une première où sera placée la carte Arduino et une autre avec notre plaque électronique où est présente la sonde. Nous avons créé une liaison entre les deux parties afin de pouvoir les connecter entre elles. Nous avons aussi dimensionné les trous pour les différentes fiches d’alimentations, de sortie oscilloscope et fusible ainsi que le trou pour insérer l’écran.

 

Analyse des informations obtenues

 

Les premiers tests de la sonde furent effectués en courant continue ou la sonde était reliée en série avec une résistance variable avec en entrée du système 2A et 24V grâce une génératrice de courant continue. La résistance variable permettait de faire varier le courant. La mesure de sortie de la sonde était effectuée grâce à un multimètre la valeur mesurée variant 2.5V à 3V

  

Dans un second cas nous avons testé la sonde reliée à l’Arduino avec l’afficheur de manière à faire varier la valeur courant sur l’afficheur et dans la console Arduino.

Pour finir nous avons mis notre sonde dans un montage à courant alternatif pour voir la variation du courant sur la sortie oscilloscope .

Coût du projet

 

Le prix final de notre projet est d’environ 75 €, ce prix est plutôt élevé car nous pouvons trouver sur le marché des multimètres adapté à la mesure de courant sur la même plage de mesure que notre sonde au même prix.

Mais notre sonde a un avantage certain, celles-ci grâce à sa carte arduino est beaucoup plus flexible. Nous pouvons donc programmer notre sonde afin d’afficher différentes valeurs et lier par la suite d’autres système à la carte Arduino déjà présente.

Elle possède aussi une fiche oscilloscope ce qui n’est pas présent dans la plupart des appareils de mesure de courant électrique du même type.

Notre sonde a comme but d’être utilisé au sein de l’IUT dans un cadre éducatif. C’est pour cela que le coût de projet importe peu tant il est raisonnable.

Conclusion

 

Ce projet nous tenait à coeur car nous avons réussi à approfondir nos connaissances sur l’effet Hall et comprendre le fonctionnement de différents composants électroniques.

Grâce à l’Arduino nous avons pu approfondir et découvrir de nouvelles connaissances en matière de programmation du système embarqué.

Nous sommes parvenus à réaliser notre projet dans les temps estimés, nous étions même en avance sur notre timeline à un certain temps du projet car notre schématisation prit moins de temps que prévu.

 

Pour aller plus loin

 

Notre projet peut être amélioré, l’implémentation de bouton poussoir pourrait par exemple nous permettre de changer l’affichage et d’afficher différentes valeurs(Max, Min, efficace) .

L’oscilloscope étant relié directement à la sonde la courbe affichée est bonne mais un offset est présent ce qui peut être traité par la suite grâce à un amplificateur opérationnel ou en reliant la sortie oscilloscope à l’Arduino de manière à traiter le signal qui sera affiché sur l’oscilloscope.

En courant alternatif le code fait une moyenne de plusieurs courants efficace à des moments T ce qui est adapté pour le courant continu mais pas pour le courant alternatif, il faudrait repenser entièrement le code du programme Arduino de manière à appliquer la formule ci-dessous pour chaque point à l’instant T.

 

Remerciements

Nous tenons particulièrement à remercier nos tuteurs :

Mr COLICCHIO Bruno

Mr STRAFELLA Salvatore

Mr ROTH Jean-François

Mr DE SABBATA Christophe

 

 


Plateforme API Siemens

                               

REVAMPING API SIEMENS

Par M. REINHARTH Julien, M. JAAFAR Hedi et M. ASTORINO Gabriel

Année universitaire : 2018-2019

Projet encadré par M. STRAFELLA Salvatore

 

SOMMAIRE :

 

     I. INTRODUCTION

  1. Présentation du projet
  2. Déroulement du projet
  3. Budget
  4. Etat avant-projet

     II. ANALYSE DU BESOIN

  1. Diagramme bête à corne
  2. Diagramme pieuvre

     III. ORGANISATION PREVISIONNELLE

  1. Mind Mapping
  2. Diagramme de GANTT prévisionnel et effectif

     IV. ETUDE MATERIELLE

  1. Schéma d’implantation des postes
  2. Liste du matériel

     V. REALISATION

     VI. TESTS ET VALIDATION

     VII. CONCLUSION

 

I. INTRODUCTION:

 

  1. Présentation du projet: le département GEII a fortement investi dans du matériel permettant de professionnaliser les étudiants dans le monde de l’automatisme industriel. Un domaine qui tend à s’étendre de plus en plus et qui fait partie désormais de nos vies quotidiennes. Notre projet consiste alors à mettre en œuvre ce matériel par le biais de nouveaux automates programmables industriels (API) et de nouvelles interfaces Homme-Machine (IHM), autour de sept plateformes indépendantes.

 

  1. Déroulement du projet: le client exige que les nouveaux équipements soient opérationnels dès le 19 Juin 2019 sachant que le projet débute le 27 Mai 2019. Pour mener à bien ce projet, trois étudiants du département GEII ont été réquisitionnés : M. REINHARTH Julien, M. JAAFAR Hédi ainsi que M. ASTORINO Gabriel. Le client viendra observer le déroulement du projet chaque semaine. (Voir Diagramme de GANTT page 4).

 

  1. Budget: le département GEII a mis à notre disposition un budget total de 200 euros. Pour mener à bien ce projet nous avons donc utiliser 75 euros de ce budget afin d’acheter les planches support et divers matériels étant donné que la plupart du matériel était déjà disponible à l’IUT.

 

  1. Etat avant-projet:

 

II. ANALYSE DU BESOIN:

1. Diagramme bête à corne

Le renouvellement des postes d’automatisme profite à l’équipe pédagogique ainsi qu’aux étudiants du département GEII mais aussi aux Licence Pro qui disposeront d’un matériel performant qui permettra d’améliorer l’expérience de l’étudiant dans la programmation d’automates en travaux pratiques.

2. Diagramme pieuvre

 

 

III. ORGANISATION PREVISIONNELLE DU PROJET :

  1. Mind Mapping :

  1. Diagramme de GANTT prévisionnel:

 

 

La Mind Map et le diagramme de GANTT ont permis de dégager les axes principaux de notre projet et d’y attribuer les tâches individuelles auprès de chaque étudiant du groupe, ainsi que les délais à respecter entre chaque tâche. Comme nous pouvons le voir ci-dessus, une réunion sera organisée au sein du groupe ainsi qu’avec le client chaque mercredi. Nous avons décidé de consacrer une bonne partie du temps à la préparation ainsi qu’à l’organisation du projet qui sont des éléments essentiels au bon déroulement du projet et surtout à la satisfaction du client étant l’objectif principal.

On peut voir sur les diagrammes ci-dessous, que notre temps de travail prévisionnel est bien supérieur à notre temps de travail effectif, cependant ce temps n’a pas été perdu, et a été réinvestit dans la rédaction du rapport et la création du diaporama.

 

IV. ETUDE MATERIELLE:

1. Schéma d’implantation des postes :

 

2. Liste du matériel :

V. REALISATION :

Réception des planches support pour les IHM                                  Traçage des traits de coupe

                                                                        

Nous avons commencé notre projet par la réception des planches qui ont servi de support aux IHM pour les postes en salle d’automatisme. Ce qui nous a permis de commencer à mesurer la surface des IHM afin de les reporter sur les planches.

 

Découpage et perçage des planches

                               

Après avoir effectué les traçages sur les planches nous avons pu commencer à les usiner et faire les découpes afin d’accueillir les IHM dans les emplacements prévus. Pour des questions de temps et d’ordre matériel, nous avons choisi d’usiner les planches à nos domiciles.

Implantation des IHM sur le support des postes

                                                                                       

Une fois que les sept planches ont été usinées, nous avons pu commencer à fixer les IHM sur les planches en veillant à bien les stabiliser et à les orienter convenablement par rapport aux planches. Les planches ont ensuite été fixées sur chaque poste.

Connexion des différents modules de l’automate

En parallèle de l’usinage et de la fixation des planches, nous avons connecté les différents modules de l’automate, qui nous ont été livrés séparément, entre eux sur le rail de fixation.  

      Décâblage des anciens automates                                                  Câblage des nouveaux automates

                                               

Enfin, nous avons procédé au décâblage des anciens automates (S7-1200), et au recâblage des nouveaux automates (ET200SP) en veillant à respecter les normes de sécurité électrique, notamment, en veillant à respecter les branchements liés à l’alimentation, ainsi qu’en respectant le câblage des entrées et sorties de l’automate.

            Désinstallation de la version antérieure sur les postes                         Installation de la nouvelle la version sur les postes

                                                       

 

Par un souci de protocole de communication de l’automate vers le PC et réciproquement, nous avons procédé à la désinstallation de la version 14 du logiciel TIA PORTAL (le logiciel de programmation des parties opératives) ainsi qu’à l’installation du logiciel TIA PORTAL version 15 qui, elle, permettait de réaliser cette communication.

VI. TESTS ET VALIDATION:

Vérification des câblages                                                            Vérification des entrées et sorties

                                               

 

Cette étape est cruciale, elle permet de vérifier si le cahier des charges a été respecté et de vérifier qu’il n’y ait aucune erreur qui pourrait causer des dommages sur les automates, mais aussi sur les parties opératives. Pour cela, nous avons effectué des tests de continuité au multimètre afin de vérifier qu’il n’y ait pas de court-circuit. Puis, nous avons vérifié que les commandes du pupitre réagissent avec l’automate à l’aide des témoins lumineux.

Test d’un programme sur une partie opérative   

 

Pour aller plus loin dans la phase de test et de validation, nous avons programmé la partie opérative de chaque poste afin de vérifier que le programme s’effectue sans erreur.

Photo d’un poste terminé

 

 

VII. CONCLUSION

Ce projet a donc été mené à bien. Nous avons réalisé le Revamping avec succès, nous avons pu tester tous nos automates et ils se sont révélés opérationnels.

Ce projet fut intéressant, car c’est quelque chose que l’on rencontrera dans la vie professionnelle. En effet, en visitant l’usine de Soultzmatt dans le cadre d’une visite d’entreprise, nous avons réalisé l’utilité des automates programmables industriels, qui font grande partie du monde de l’industrie. Ainsi, le fait d’avoir déjà réalisé un câblage d’automates nous donne un réel plus dans notre recherche de stage l’année prochaine, étant donné qu’on ne met pas en pratique le câblage d’automates en cours.

Etat après projet :

 

Usine de Soultzmatt :

 

Remerciements :

Nous tenions également à remercier M. STRAFELLA pour son aide durant le projet, ainsi qu’à M. DE SABBATA qui nous a fournit une bonne part des outils dont nous avions besoin.

Finalement, nous remercions M. ROTH pour ses conseils qui nous ont permis d’améliorer la qualité de notre soutenance orale.

 


Vélo à Smoothies

Projet: Vélo à smoothie

 

Ce projet a été demandé par Mme KOHLER pour être utilisé lors d’événements organisés par l’UHA, il a été encadré par Mr BAZEILLE et Mr WIRA qui étaient là pendant les heures banalisées sur l’emploi du temps pour qu’ils puissent nous venir en aide. Le groupe est constitué de:

        RINCK Adrien , LIEB Achille ,  HERTZOG Alex , HADRICH Nathan

Ce projet a pour but de recharger un smartphone et de faire des smoothies à l’aide d’un vélo d’appartement que l’IUT nous a fourni, nous avons dû réaliser, assembler et construire le système pour réaliser la tâche qui nous a été demandé.

 

Nous allons vous présenter le sommaire :

1. Nos motivations

  • Pourquoi ce projet ?

      2. Etude

  • Bête à cornes
  • Diagramme pieuvre
  • Préparation

      3. Réalisation

  • Partie mécanique
  • Partie électrique
  • Partie informatique

      4. Fin du projet

  • Comparaison
  • Divers
  • Conclusion
  • Remerciements

 

      1. Nos motivation

Nous avons choisi ce projet dû au faite de son côté ludique et divertissant, ce projet nous est apparu comme  original par sa mixité quant au domaine que celui-ci requiert pour le mener à bien. Il allie mécanique, électrique et informatique en même temps ce qui permet de ne pas retrouver des tâches répétitives, mais aussi que chacune des personnes composants le groupe trouve le domaine qui lui convient le plus pour travailler dessus. Ce projet par sa mixité et sa difficulté nous oblige à acquérir de nouvelles compétence en plus de celles abordées en cours. Ce qui nous a aussi attirés est que ce projet permet de rendre le DUT GEII plus attractif, car ce vélo sera présent lors d’événements extérieurs à l’enceinte de l’IUT.

      2. Etude

  • Bête à cornes

Ci dessous vous pouvez voir la bête à corne avec notre projet qui est le vélo à smoothies et chargeur de smartphone. On peut voir qu’il agit sur la section GEII comme lors de salon pour promouvoir celle-ci, il rend service à l’IUT de mulhouse et au GEII puisqu’il lui donne de la visibilité, et le but principal est de réaliser des smoothie et de recharger des smartphones.

  • Diagramme pieuvre

Le diagramme pieuvre nous permet de visualiser les fonctions principales du projet, qui sont la recharge d’un téléphone portable et la réalisation de smoothie, par le biais de l’utilisateur.

Plusieurs contraintes sont à prendre en compte, l’IUT tout d’abord de part le cahier des charges imposé, ensuite le budget qui était plafonné, également la transmission sur le vélo pour envoyer le mouvement de la roue à l’hélice du Blender qui devra mixer efficacement les fruits, et enfin, le smartphone car il ne peut pas recevoir n’importe quelle tension ni n’importe quelle intensité, ici, on enverra du 5V continu.

  • Préparation

En amont de la réalisation du projet nous avons fait une mindmap pour nous permettre de bien structurer le déroulement de celui-ci, par le biais de cette mindmap nous avons pu tirer trois grandes parties centrales pour notre projet: Une partie mécanique qui comprend toute la partie “faire des smoothies” , une partie électrique qui est constituée de “la recharge de smartphone”, et une partie informatique qui englobe tout ce qui est “interface” pour les données reçues de la part du système électrique.

De la mindmap nous avons pu extraire un diagramme de GANTT qui nous permet de visualiser le temps que prendra le projet en fonction des étapes de réalisation des différentes parties présentent dans le projet, car certaines de ces étapes dépendent l’une de l’autre donc tant que l’étape n’est pas fini nous ne pouvons pas passer à la suivante c’est pour cela que la visualisation temporelle du diagramme de GANTT nous permet de nous rendre compte si nous arriverons à finir à temps ou si nous dépasserons la date limite.

Afin de pouvoir activer ou désactiver le blender à smoothie, pour éviter un fonctionnement continu et pouvoir détacher le mixeur pour remplir ou nettoyer le récipient, il était essentiel de mettre au point un système d’embrayage. Pour faire au plus simple et allier le support du blender avec ce système d’embrayage, nous avons imaginés un système de deux pièces emboîtables à modéliser en trois dimensions puis à imprimer à l’aide d’une imprimante 3D. Voici les plans et les dimensions des deux pièces du système.

Nous avons également étudiés le rapport de réduction sur le vélo d’appartement entre le pignon et le plateau, ce qui nous a permis de relier la vitesse de rotation en entrée avec la vitesse de rotation en sortie.

      3. Réalisation

  • Partie mécanique

Voici la partie mécanique: Nous voulions au départ concevoir un support pour contenir tout le matériel mais il nous était impossible de le souder directement sur le vélo car les deux matériaux n’était pas compatible, nous avons procédé alors à la soudure de pattes sur le cadre permettant d’accueillir la plaque en aluminium en la vissant dessus.

Par la suite on a modélisé le système de débrayage en trois dimension à l’aide  du logiciel Créo, on l’as ensuite imprimé en trois dimensions plastique mais le premier essai n’étant pas concluant nous avons décidé de l’imprimer à l’aide d’une imprimante à résine car plus résistant, puis de peindre les pièces ainsi que le vélo aux couleurs de l’UHA qui nous sont imposé.

Les couleurs sont un Bleu cyan, un Bleu foncé et du blanc.

  • Partie électrique

Cette partie à pour but de modifier le signal électrique délivré par la dynamo afin qu’il soit compatible avec la recharge d’un smartphone actuel. Pour cela il va falloir redresser, lisser, réguler le signal et limiter sa tension à 5V en sortie. Voici le schéma électrique du montage, ainsi que des photos du montage final à droite. Dans le but de récupérer des données comme la tension et le courant dans la charge nous avons placé un ampèremètre et un voltmètre sur le montage, les informations seront recueillies par l’arduino. L’arduino servant de convertisseur analogique/numérique, transmet les données vers le raspberry pi qui l’affiche à son tour sur un écran de supervision. L’utilisation d’une batterie externe permet d’alimenter le raspberry en continu, et le raspberry alimente ensuite l’arduino.

Nous a llons voir, au sein du circuit électrique comment la tension évolue à travers les composants. En premier lieu, la dynamo nous délivre une tension alternative sinusoïdale de 6V efficace, qui est un brut inutilisable pour nos téléphones fonctionnant en courant continu. La tension alternative passe dans un pont redresseur, qui a pour but de redresser les alternances négatives, elle passe ensuite dans un condensateur de 1000µF qui le lissera comme ci-dessous. La tension passera finalement par un régulateur 78L05, qui aura en sortie une tension de 5V, ce qui est légèrement plus bas que notre tension d’entrée, mais le courant est suffisamment continu pour être compatible avec un smartphone.

  • Partie informatique

 

A l’aide d’un Arduino, nous avons récupéré directement la tension sur un port analogique (car celle ci est inférieur à 5V). Le courant quant à lui sera récupéré via un capteur à effet hall qui convertit le courant en tension qui sera, elle, récupérable sur les port analogique de l’Arduino.

 

Il ne reste plus qu’à envoyer les informations numérique au raspi pour affichage

  • Utilisation de la bibliothèque wiring pi pour récupérer les infos des pins et GTK+ pour le GUI

 

Déclaration

Récupération de la tension par le Pin WiringPi 29

Récupération du courant sur le Pin WiringPi 28

Calcul de la puissance

Création de l’interface graphique

Main

         4. Fin du projet

  • Comparaison

Pour pouvoir comparer notre système avec le blender d’origine, nous avons à l’aide du diamètre et du périmètre de chaque roues calculés les vitesses de rotation de chacunes en fonction d’une vitesse de pédalage donnée. Nous pouvons ainsi constater en comparant notre vitesse de rotation de la roue entraînant l’axe du blender qu’elle est inférieur à la vitesse de rotation moyenne d’un blender à moteur électrique. Pour compenser cette différence d’environ 2000tr/min, le temps de mixage doit être allongé pour assurer un mélange homogène.  

 

          Petite roue

              (menée)

 

             D1 = 4 cm                                          

             P1 = 12.56 cm

                                                          

 avec P = 2πr P = périmètre (cm)  

  r = rayon (cm)

        Grande roue

           (menante)

 

          D2 = 34 cm

          P2 = 106.81 cm

 

 

 

Rapport = P2 / P1 = 8,5

Vitesse de rotation moyenne d’un Blender = 10 000 tr/min

 

Vitesse

( km/h )

Vitesse de rotation petite roue

( tr/min )

Vitesse de rotation grande roue

( tr/min )
10 1317 155
20 2580 310
30 3570 465
40 4560 620
50 6583 775
60 7900 930

Evolution des différents paramètres en fonction du temps

  • Divers

Durant toute la durée du projet nous avons sans cesse améliorer le vélo de différente manière pour le rendre plus attractif, le rendre plus simple d’utilisation,  en créant une interface avec des informations sur la tension et le courant que produit le vélo, nous avons aussi créés des pièces trois dimension pour un système d’embrayage du mixeur sur le vélo. La seule partie du vélo qui est restée au cours du temps est le corps et le système de transmission, sinon tout le reste a subi différentes modifications pour aller dans la continuité de la réalisation du projet.

  • Conclusion

Afin de mener ce projet à terme, nous pouvons en dire que c’était un projet intéressant qui traite plusieurs parties différentes qui nous a permis d’apprendre de nouvelles compétences.Vu la compléxité du projet nous sommes restés pour faire des heures supplémentaires de travail sur le vélo sinon nous aurions jamais fini a temps. Chaque membre du groupe à réussi à trouver sa place et à amener ses compétences personnelles. Cela nous a aussi permis de renforcer notre cohésion de groupe et notre organisation pour mener à bien le projet.

 

  • Remerciements

Nous tenons à remercier nos professeurs encadrants, Mr Bazeille et Mr Wira ainsi que Mr Colliccio , Mr De Sabbata et Mr Xu pour leur aide tout au long du projet qui ont permis de mener à bien nos travaux.

Liste du matériel utilisé:

Mécanique:

  • Vélo d’appartement
  • Peinture
  • Support en aluminium
  • Support pour guidon
  • Planche à découper
  • Blender
  • Tige filleté
  • Roulement à billes
  • Roue d’entraînement
  • Système d’embrayage en résine
  • Cale de maintient pour roulement

Electrique:

  • Dynamo
  • Câbles
  • Port USB
  • Batterie externe
  • Condensateur EEUFC1V102
  • Régulateur L7805ACV
  • Pont redresseur KBP10G
  • Capteur de courant ACS712 5A

Informatique:

  • Arduino uno rev3
  • Raspberry Pi3 model B
  • Ecran de supervision Raspberry Pi Touch Display
  • Logiciel arduino

 

Voici un aperçu du vélo avant et après modification.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


Chariot robotisé

Projet Robot Suiveur

Sommaire

I] Introduction

Présentation

Diagramme Bête à cornes

Diagramme Pieuvre  

II] Répartition des tâches

Valentin et Redwan : Partie Informatique

Bastien et Kyllian : Partie Mécanique

III] Tâches accomplies

Partie Informatique :

Logiciels utilisés

Photo de la carte 

Partie Mécanique :

Support de la carte et des roues

Tableau de bord

Câblage circuit de puissance

IV] Conclusion

Avis sur le Projet

 

I] Introduction :

 

Ce projet consiste à suivre un guide réalisé par Niklas Fauth sur le site Github. Celui-ci peut être retrouvé à cette adresse : https://github.com/NiklasFauth/hoverboard-firmware-hack/wiki/Build-Instruction:-TranspOtter

 

Le but principal de ce projet est d’améliorer un chariot afin que celui-ci puisse être télécommandé localement grâce à un joystick, ainsi qu’à distance avec une manette. Ce chariot sera doté des options suivantes :

  • Système de navigation local et à distance
  • Système d’éclairage et de clignotants
  • Avertisseur sonore
  • Capteurs à ultrasons afin d’éviter les collisions
  • Arrêt d’urgence

 

 Tableau de Bord (Arrêt d’Urgence, bouton marche/arrêt, éclairage ON/OFF, Mode de marche, Klaxon)

Manette FlySky FSI6

 

 

Le chariot amélioré sera principalement utilisé afin de faciliter la conduite de celui-ci. L’utilisateur pourra l’utiliser pour transporter tout type de marchandises avec un effort moindre.

Diagramme Bête à Corne

Diagramme Pieuvre

 

II] Répartition des tâches :

Partie Informatique

 

Ubuntu est une machine virtuelle permettant de simuler l’OS Linux. Nous avons utilisé ce logiciel afin de compiler le programme C.

Le logiciel ARDUINO a été utilisé pour programmer les différentes fonctions que l’on voulait ajouter au Chariot, comme le Klaxon, l’éclairage ou encore le capteur à Ultrasons.

Afin d’implémenter le programme dans notre carte, nous avons utilisé le logiciel STLINK.

 

Partie Mécanique

Sur les photos ci-dessus, nous pouvons observer une vue d’ensemble de la partie Mécanique. Le support des roues a pu être réalisé grâce a une machine permettant d’usiner le support.

Le support de la carte a été réalisé grâce au logiciel CorelDraw.

 

III] Tâches accomplies

 

PARTIE MECANIQUE

            Support Roues :

 

                       

 

            Support Carte :

 

                        

           

            Eclairage:

 

                         Phares Arrière

 Phares Avant

 

            Tableau de bord :

 

                       

 

PARTIE INFORMATIQUE

            Flash Carte :                       

 

            Carte  :

 

                        

 

 IV] Conclusion :

Etudiants ayant participé à ce Projet :

HUSSER Valentin

 

PACOURET Kyllian

DARRAZ Redwan

 

JANEL Bastien

 Avis sur le Projet 

 

En conclusion, Ce projet nous a apporté énormément aussi bien sur plan social (travail en groupe) que technique.


Cafetière connectée

CAFETIERE CONNECTEE

 

IUT MULJOUSE

DUT GEII

ANNEE SCOLAIRE : 2018/2019

Sommaire

 

  • Présentation du projet
  • Présentation du matériel utilisé
  • Décomposition du programme
  • Analyse des informations obtenues
  • Conclusion
  • Remerciements

 

Présentation du projet

 

L’équipe est constituée de 3 étudiants qui travaille chacun sur une partie

  • Romain CLERBOUT
  • Domingos MAKIESSE
  • Lucas DE FINA

Ce projet à été réalisé dans le cadre du cours d’Etudes et Réalisation du second semestre du DUT GEII. Le but du projet est de passer d’une cafetière à une cafetière monitorée en y intégrant notamment divers capteurs tels que la caméra, le LDR 5516, ces deux capteurs étant mis en place grâce à une Raspberry Pi. Ces différents capteurs servent alors à surveiller l’évolution de la cafetière au cours de la journée. Mais il est possible d’adapter le projet à d’autre utilisations tel que la surveillance d’un capteur électrique.

 

Voici la bête à corne du projet.

Ainsi que l’agenda du projet.

 

Présentation du matériel utilisé

 

Pour ce projet nous avons utilisé différents composants. Nous avons tout d’abord utiliser une Raspberry Pi, qui est un micro-ordinateur intégrant des broches auxquelles nous pouvons brancher le capteur utilisé. Ce capteur est un module photo-diode appelé LDR5516. Le potentiomètre présent sur le module servant au réglage de la sensibilité du capteur.

Ci-dessu le LDR5516 et en dessous la Raspberry Pi avec les branchements effectués.

Nous avons aussi ajouté une caméra nous permettant de prendre des photos de la cafetière.

 

Décomposition du programme

 

Lien vers le programme (Google Drive) : https://drive.google.com/open?id=1ICigc688JOfYpXwxrQcMDWeMt8MrArfD

Détection :

Le capteur LDR5516 capte le niveau de lumière de la LED (1 ou 0) de la cafetière. La sensibilité a dû être réglé pour éviter que la LED s’allume en cas de forte lumière (lumière du jour ou lumière de la salle). Le capteur fonctionnant en logique négative (0 pour allumé et 1 pour éteind) il a fallu inverser l’état de cette sortie dans le programme. Grâce au capteur, nous mettons à jour un compteur lorsque la lumière s’allume pour connaître le nombre de fois que la cafetière à été allumée. Nous avons aussi mis en place un allumage différé de la LED car celle-ci est cachée par le capteur. Grâce à l’heure retournée par la Raspberry, nous connaissons aussi le temps d’allumage de la cafetière.

 

Envoi au serveur :

Après la réception de toutes ces données, nous les envoyons sur un serveur, ce qui nous permet de garder une trace de ces informations. La création de l’URL permettant l’envoi au serveur se fait par concaténation (on met bout à bout les bouts de l’URL) dans un fichier texte, puis une requête est envoyée avec l’URL complet.

URL de serveur : http://www.mmi.iutmulhouse.uha.fr/eread.php?ba=actualiser&idd=7777&iddd=&ppi=

URL formé:

Les données sont enregistrées sous l’id 7777 qui nous permet de facilement les retrouvées.

 

Photo :

Grâce à l’installation d’une caméra, nous prenons aussi des photos de la cafetière. Ces photos sont traitées comme suit:

  • La photo de base :

  • Rognage en bâtonnet  :

  • Passage en noir et blanc :

Le passage en noir et blanc se faisant en testant les valeurs Rouge Vert Bleu de chaque pixels et en les comparant à un seuil qui change selon l’heure (avant et après 8h) pour palier au changement de luminosité.

Ce traitement nous permet ensuite de compter le nombre de pixels noirs (qui correspondent au café) et par une simple règle de 3, nous obtenons le nombre de tasses restantes dans la cafetière (3400 pixels correspondant à environ une tasse).  Les seuls inconvénients de cette technique étant le fait de ne pas pouvoir bouger la cafetière et devoir trouver le seuil de changement de couleur.

 

Analyse des informations obtenues

 

Les informations obtenues sont donc envoyées sur un serveur où il est possible de les récupérer sous forme de tableau. Durant notre dernière semaine de projet, nous avons pris ces informations et nous les avons analysées. Voici le lien vers le tableau que nous avons créé pour les données :

https://docs.google.com/spreadsheets/d/16Q4xIeYBIWt5oUDXNoHIP3cxdUjt-CjoEHxvqPg5m2k/edit?usp=sharing

Nous en avons tiré les conclusions suivantes :

  • Le temps d’allumage maximum de la cafetière est de 40 min.
  • La cafetière est allumée environ 6 fois par jours.
  • Le temps d’allumage moyen est de 28 min.
  • Chaque jour, une quarantaine de tasses sont coulées.
  • La cafetière est allumée entre 7h30 et 18h.

 

Conclusion

 

En conclusion ce projet a été le moyen de découvrir un langage de programmation et un support qui ne nous étaient pas familiers : Python et la Rapsberry Pi. Ce fut aussi un moyen de mettre en pratique les cours de l’année et de mettre en place quelque chose de concret.

 

Remerciements

 

Nous tenons particulièrement à remercier nos tuteurs :

Mr BAZEILLE Stéphane

Mr WIRA Patrice

Mr ROTH Jean-Francois

ainsi que l’IUT LAB qui nous a prêté le matériel.


Sonde pour la mesure de courant

 

 

 

 

SONDE DE MESURE DE COURANT

 

 

 

 

 

Année scolaire 2018/2019

Projet encadré par M. COLICCHIO et M. STRAFELLA

 

MERIMECHE Bilal

RAMESH Thanush

 

Sommaire:

  • Présentation du projet
  • Analyse fonctionnelle

-Diagramme bête à cornes

                     -Mindmap

                     -Diagramme de Gantt prévisionnelle

  • Choix des matériaux et composants utilisés
  • Conception du circuit

                     -Réalisation du Eeschema et PcbNew

                     -Réalisation du typon

  • Réalisation de la boîte
  • Phase de test
  • Coût du projet
  • Conclusion et bilan du projet
  • Remerciements

 

 

  • Présentation du projet:

Notre projet consiste à réaliser une sonde de mesure de courant avec un capteur de courant LEM. Nous étions encadrés par deux professeurs, M. Colicchio et M. Strafella et notre groupe était composé de :

–MERIMECHE Bilal , réalisation du circuit sur Kicad

–RAMESH Thanush, choix des matériaux et composants

La sonde doit mesurer un courant dans un circuit avec une isolation galvanique, c’est-à-dire sans contact direct avec le circuit électrique. Cette sonde sera équipée d’un capteur LEM qui permettra la mesure du courant électrique.

 

  • Analyse fonctionnelle:

 

  • Diagramme bête à cornes:

-Mindmap:

-Diagramme de Gantt prévisionnelle:

A partir du Mindmap nous avons réalisé un diagramme de Gantt prévisionnelle qui nous permet de fixer l’avancement de notre projet jusqu’au jour de la soutenance finale.

 

 

  • Choix des matériaux et composants utilisés:

Pour choisir les composants nécessaires à la réalisation de la sonde de mesure de courant, nous avons dus nous chercher et vérifier si les composants correspondaient au circuit.

Après avoir fait une liste de composants, nous avons vérifié si les composants étaient disponibles à l’IUT ou si il fallait les commander auprès des professeurs.

Nous avons finis par établir la liste ci-dessous:

 

  • Conception du circuit:

-Réalisation du Eeschema et PcbNew:

Eeschema est conçu pour fonctionner avec PcbNew, le logiciel d’édition de circuit imprimés de KiCad. Il permet aussi d’exporter des fichiers Netlistes listant toutes les connexions électriques, pour d’autres logiciels. Cette application permet aussi la vérification des règles électriques ou ERC (Electrical Rules Check), pour le contrôle des connexions manquantes ou incorrectes.

Nous avons utilisé le circuit pour le capteur LEM en ajoutant des connecteurs à 2 bornes qui permettent de connecter des fils au circuits tels que le porte-fusible, la sortie BNC ainsi que le bouton switch.

-Réalisation du typon:

Cette étape consiste à charger les empreintes de la Netlist dans le PCB et d’effectuer le routage entres les composants ; c’est-à-dire, le chemin que va emprunter le courant dans l’alimentation. Les pastilles jaunes correspondent aux emplacements de perçage.

A partir de la schématisation électronique nous avons pu réaliser  le circuit PCBnew.

Ensuite, il faut réaliser le plan de masse qui permet d’avoir une masse commune aux composants. La masse est un potentiel qui vaut 0 V. C’est la dernière étape à la conception de l’alimentation sur logiciel.

 

La première étape consiste à découper une plaque de cuivre simple face, aux dimensions qui correspondent à notre circuit (90 x 150 mm) avec la découpeuse hydraulique. Ensuite il faut décoller le filme apposé sur la plaque.

Ensuite, nous allons déposer le calque sur la plaque découpée (côté cuivre) et la placer sous UV. Cela va permettre de transmettre l’encre noir sur la plaque (pas visible à l’œil nu).

nous allons la plonger dans un liquide révélateur afin de voir le circuit sur la plaque.

 

 

 

 

 

 

On place maintenant la plaque dans la machine à graver. Cette machine comporte un compartiment avec des bains de gravure thermostaté ainsi que du perchlorure de fer suractivé et un compartiment de rinçage. Cette opération dure environ 5 min.

A la sortie de la machine, on sèche la plaque pour la repasser aux UV. Puis, on place la plaque dans de l’étain chimique afin que les pistes et le plan de masse deviennent conducteur.

Il faut ensuite percer la plaque et souder les composants.

 

  • Réalisation de la boîte

A partir des dimensions de la plaque nous pouvons désormais créer un support pour notre sonde, nous avons décidé de réaliser une boite à l’IUT Lab.

                 

  • Phase de test

Lors de la première phase de test, nous avons branché notre sonde sur un oscilloscope à partir de la sortie BNC, relier en série à un ampèremètre et le tout alimenté en 220V alternatif.

Nous avons également brancher une autre sonde de mesure de courant fonctionnelle pour comparer le résultat sur l’oscilloscope. Notre sonde fonctionne et fournit un rapport de 300mV/A.

Nous avons ensuite ajouter le bouton switch qui permet d’allumer ou d’éteindre la sonde.

  • Coût du projet

Le coût du projet à été calculer à partir de chaque composants ou objets utiliser dans la sonde.

Le prix final du projet s’élève à environ 60€, nous avons 40€ de frais pour l’ensemble des composants utilisés dans le circuit et 20€ pour la réalisation de la boite ainsi que la plaque PCB utilisée pour imprimer le circuit.

  • Conclusion et bilan du projet

Le projet que nous avons réalisé depuis le 27/05 jusqu’au 20/06 nous a permis d’approfondir nos connaissances dans la mesure de courant dans un circuit, que ce soit une tension alternative ou continue. Nous avons mené à bien notre projet malgré les difficultés rencontrées lors de son avancement et nous avons également appris à trouver des alternatives aux problèmes rencontrées, c’est ainsi que notre sonde s’est révélée opérationnelle.

Le point qu’il reste à approfondir sur la sonde de mesure de courant est:

-l’installation d’une LED qui permettra de montrer lorsque la sonde est allumée.

 

  • Remerciements

Nous tenions également à remercier M. COLICCHIO ainsi que M. STRAFELLA pour leurs aides durant toute la durée du projet, ainsi qu’à M. DE SABBATA qui nous a permis de créer un support pour la sonde. Nous remercions également M. ROTH pour nous avoir aider lors des soutenances.


Détecteur de champs électromagnétiques

Maquette détecteur de champs électromagnétiques

Projet Geii

BIGLER Rémi | DUDENHOEFFER Maxime | HAGER Honoré | SCHNEIDER Mathieu

 

Lien pour la vidéo : https://youtu.be/Ha1hLxbQvDY

 

 

 

PREAMBULE

 

Dans le cadre de notre projet d’étude et réalisation, nous avons comme travail la conception et la réalisation d’un détecteur de champs électromagnétiques.

Dans un seul boitier, cet appareil aura la capacité d’effectuer différentes mesures. Des mesures de champs électriques basse fréquence, des champs magnétiques basse fréquence et des champs électromagnétiques radiofréquence.

Ce cahier des charges fait part de toutes les analyses, tous les travaux de réalisation et de production de ce projet.

 

SOMMAIRE

 

  1. Contexte et définition du projet
    1. Contexte
    2. Objectif
    3. Périmètre
    4. Description de l’existant
    5. Critères d’acceptabilité du produit

 

  1. Expression du besoin

2.1         Besoins fonctionnels

2.2        Besoins non fonctionnels

 

  1. Contraintes

3.1         Coûts

3.2        Délais

3.3        Autres contraintes

 

  1. Déroulement du projet

 

 

  • CONTEXTE ET DÉFINITION DU PROJET

 

 

Contexte

Ce projet d’étude et réalisation permettra l’étude et la production d’un détecteur de champs électromagnétiques. Ce détecteur s’inscrit donc comme étant un appareil de mesures mais aussi un avertisseur au taux d’exposition des ondes.

La stratégie étant d’étudier le système électrique et son schéma avant de commencer sa réalisation via un logiciel. Puis de produire ce système et l’implanter dans son boitier pour pouvoir finir par le tester.

 

Objectifs

 

 

Ce projet a pour objectif la réalisation d’un détecteur de champs électromagnétiques après différentes étapes préliminaires. Il y aura pour but le bon fonctionnement de celui-ci ainsi que la bonne mise aux normes de celui-ci.

Ce produit servira donc à son utilisateur ou client pour y mesurer des champs électromagnétiques, qu’ils soient électriques de basse fréquence, magnétiques de basse fréquence ou encore de champs radiofréquence.

 

Périmètre

Ce projet a pour limites son analyse fonctionnelle, sa réalisation sur logiciel, sa production et sa bonne conformité aux attentes.

Sur ce projet, nous serons 4 à y travailler : Mathieu Schneider, Honoré Hager, Maxime Dudenhoeffer et Rémi Bigler.

  • Mathieu : Création sur Kicad + Boîtier du détecteur
  • Honoré : Production de la plaque
  • Maxime : Production de la plaque + Présentation du projet
  • Rémi : Création sur Kicad + Présentation du projet

 

 

 

Description de l’existant

 

Environnement logiciel : Pour la réalisation logiciel, nous allons utiliser le logiciel mis à disposition par l’IUT qui est Kicad. Ce logiciel nous permettra d’avoir accès à Kicad : le gestionnaire de projets, eeschema : l’éditeur des schémas, pcbew : l’éditeur de circuits imprimés, cvpcb : l’utilitaire de sélection des empreintes physiques des composants, gerbview : le visualiseur de fichier et pcbcaculator.

De plus, pour notre organisation et présentation, nous utiliserons Mind View, Word et PowerPoint.

 

 

Environnement matériel : Pour la production, nous avons à disposition toutes les machines de l’IUT ainsi que les composants qui sont fournis. Il s’agit de :

  • L’étameuse :
  • La cisaille
  • L’insoleuse à UV :
  • Le mélange révélateur
  • La machine à perchlorure de fer

De plus, pour la production du boitier, nous pourrons utiliser une imprimante 3D.

 

Critères d’acceptabilité du produit

Ce produit comporte plusieurs critères d’acceptabilités. Tout d’abord, il faut que le détecteur de champs soit simple d’utilisation tout en ayant un aspect esthétique par son poids et sa taille. Il va devoir permettre le choix entre différents modes. Ce produit permettra de mesurer la valeur du champ, il faudra une marge d’erreur minimum. Enfin, il faudra respecter un budget établi.

 

  • EXPRESSION DU BESOIN

 

 

 

  • CONTRAINTES

 

 

3.1 Coûts

 

Pour la production de ce produit, nous avons un budget établi par l’IUT et nos professeurs qui s’occupent de celui-ci. Les composants étant déjà été acheté et le matériel mit à disposition dans les locaux, le budget ne devrait pas être dépassé.

Le budget alloué pour ce projet est de : 200€.

 

3.2 Délais

Les composants ont été commandés pour la date de début du projet, c’est-à-dire pour le Mardi 28 mai 2019. Il convient de respecter différentes échéances intermédiaires pour la bonne avancée du projet. Il conviendra de choisir la date où la partie réalisation sur logiciel soit terminée pour commencer la production. La production étant plus rapide, il faudra faire attention au temps restant pour la partie test et validation du produit.

Le projet devant être fini pour le : Jeudi 20 Juin 2019.

Suivie d’une soutenance le : Vendredi 21 Juin 2019. Elle permettra la présentation du projet et du produit fini avec tout ce qu’il comporte.

 

3.3 Autres contraintes

 

Le produit comporte différentes contraintes que l’on doit prendre en compte et qui peuvent être très importantes pour le bon fonctionnement du produit.

Il convient de prendre en compte :

 

  • Différentes fonctionnalités : Il faut que l’on puisse choisir le type de champs que l’on veut mesurer. Que ce soit les mesures de champs électriques basse fréquence, des champs magnétiques basse fréquence et des champs électromagnétiques radiofréquence.
  • Normes : il faut que le détecteur puisse alerter l’utilisateur de la limite d’exposition.
  • Esthétiques : il faut pouvoir intégrer la plaque du circuit imprimé dans un boitier tout en faisant attention au poids et à la taille du produit.
  • Plage d’erreur : Le plus important étant la valeur de la mesure, il faut que cette valeur soit la plus exact possible. C’est pour cela que la marge d’erreur doit être de maximum de 5%.
  • Coût : voir partie 3.1

 

  • DEROULEMENT DU PROJET

 

 

Nous avons séparé le groupe en 2.

D’un côté Mathieu et Rémi s’occupent de la partie réalisation du projet sur le logiciel Kicad.

Et de l’autre côté, Maxime et Honoré s’occupent de la partie réalisation de la maquette physique.

 

  • Réalisation de la maquette sur PC

 

 

Tout d’abord il faut réaliser l’eeschéma, l’éditeur de schéma, où il faut placer tous les composants et les composants modifiés.

Ensuite, il faut créer la netlist afin de faire l’utilitaire de sélection des empreintes physiques des composants utilisés dans le schéma.

 

 

Pour finir il faut faire le pcb, qui est l’éditeur de circuits imprimés, il sert à faire le circuit imprimé qu’on imprimera par la suite et à faire les liaisons.

 

 

  • Réalisation de la maquette physique

 

 

Etape 1 : Mettre ses EPI.

Il faut également mettre les ventilations de la salle en route ainsi que la machine à perchlorure de fer.

 

Etape 2 : Il faut choisir une plaque en fonctions des besoins (dimensions et type). Pour ce projet nous avons eu besoin de plaque double face avec comme dimensions du 170*100mm. Si la plaque n’était pas immédiatement de la bonne taille nous pouvons la couper à l’aide de la cisaille.

 

Etape 3 : Il faut mettre la feuille de calque dans la machine d’insoleuse à UV avec le côté imprimé vers le haut, ensuite il faut poser notre plaque avec le cuivre sur la feuille de calque et remettre au-dessus une feuille de calque côté imprimé pour faire l’autre face. Ensuite il faut régler la minuterie à 1 minute 30 secondes fermer la machine et lancer le cycle.

 

Etape 4 : Quand l’insoleuse à UV a fini son cycle il faut sortir la plaque et la mettre dans un mélange de révélateur pendant environ 45 secondes et agiter délicatement le bac jusqu’à voir des couleurs violettes. Ensuite il faut sortir la plaque du liquide et la rincer sous l’eau.

 

Etape 5 :  Il faut faire passer la plaque dans la machine a perchlorure de fer afin de faire le tirage du circuit.

 

Etape 6 : Il faut remettre la plaque dans l’insoleuse à UV puis la refaire passer dans le liquide révélateur.

 

Etape 7 : Il faut faire passer la plaque dans l’etamage pendant 2-3 minutes

 

Maintenant que la plaque est fabriquée, il faut percer des trous dedans afin de pouvoir placer des composants par la suite.

Quand ces trous sont placés nous pouvons commencer la soudure et souder nos composants sur la plaque.

Quand on soude les composants il faut faire attention à la polarité des composants.

 

TEST

 

Nous avons effectués des test avec Monsieur Xu et nous pouvons conclure que la maquette marche plus ou moins même s’il reste des points de mesure à rajouter, ce que nous avons pas pu faire.

 

 


Haut-parleur ultra-directionnel

Sommaire

 

I – Présentation du projet

1 – Projet
2 – Membres

II – Analyse fonctionnelle

1 – Bête à cornes
2 – Diagramme pieuvre
3 – Mindmap
4 – Diagramme de GANTT prévisionnel/réel

III – Etude

1 – Principes de fonctionnement
2 – Design de la maquette
3 – Sécurité
4 – Budget

IV – Réalisation

1 – Circuit imprimé PWM
3 – Circuit imprimé émetteur
4 – Arduino
5 – CAO
6 – Tests

V – Conclusion

1 – Difficultés rencontrées
2 – Bilan du projet
3 – Remerciements

 

 

 

I – Présentation du projet

1 – Projet

Pour ce projet, nous avons repris le travail réalisé par le japonnais Kazunori Miura rédigé dans l’article « Ultrasonic Directive Speaker » datant de mars 2011. C’est grâce au schéma électrique de son enceinte ultradirectionnel que nous avons su quels composants étaient nécessaire, comment les relier entre eux et comment cela fonctionne.
Cette enceinte atypique ne diffuse pas le son dans toute les directions comme un haut-parleur classique, mais dans un direction précise. En effet, lorsque l’auditeur se trouve en face de l’enceinte il entendra le son émit, en dehors il ne percevra rien.

2 – Membres

Initialement nous sommes 3 équipes de projet distincts, mais ces 3 équipes ont été affectés au même projet suite à un quiproquo administratif, en voici la liste :

Equipe 1

Equipe 2

Equipe 3

AMIAR Yassine

KHALFALLAH Farès

BERTRAND Clovis

JEZIORNY Thomas

CAUVEZ Thibaut

RIETVELD Ruben

SAFRI Ashraf

Malgré que nous étions nombreux, chacun d’entre nous a pu « apporté sa pierre à l’édifice ». Et force est de constater que le fait que nous étions nombreux, a été bénéfique car cela a permis d’alléger la charge de travail de chacun d’entre-nous.

 

II – Analyse fonctionnelle

1 – Bête à cornes

L’émetteur audio ultradirectionnel rend service à l’auditeur en agissant sur la diffusion du son dans le but de cibler la diffusion du son.

 

2 – Diagramme pieuvre

La fonction principale de l’enceinte est de diffuser une onde sonore, cependant notre projet comporte aussi des contraintes: notamment budgétaire car il ne faut pas que le coût dépasse 350 euros; de sécurité car il ne faut pas blesser l’auditeur; environnementale car le produit doit pouvoir fonctionner dans un milieu sec, chaud,froid et humide; et enfin il faut que l’onde sonore soit audible par l’auditeur, la plus clair possible et agréable a l’écoute.

 

 

3 – Mindmap

 

4 – Diagramme de GANTT prévisionnel/réel

 

Planning prévisionnel:

Planning réel:

 

 

 

III – Etude

1 – Principes de fonctionnement

L’enceinte est composé de piézos électrique, qui de par leurs vibrations émettent des ultrasons (très directionnels). Mais les ultrasons ne sont pas audible par l’homme car leurs fréquences est supérieur au domaine audible qui va de 20Hz a 20kHz pour l’homme. Pour que ces ultrasons deviennent audible, ce qui est tout de même nécessaire pour un haut-parleur, on effectue une modulation d’amplitude avec un PWM (Pulse Width Modulation).

2 – Design de la maquette

Nous nous étions concertés pour se mettre d’accord sur la disposition des piézo-electriques

3 – Sécurité
4 – Budget

 

Composants Quantitée Prix unitaire (en euros) Prix total (en euros)
IRF 540 6 0.70€ 4.20€
IR2111 4 2.31€ 9.24€
TL494 1 0.74€ 0.74€
Résistance potentiométrique 2 0.76€ 1.52€
Alimentation 12V 2 18.00€ 36.00€
Adaptateur jack 2 3.75€ 7.50€
Arduino UNO 1 3.00€ 3.00€
Piézoelectrique 110 2.00€ 220.00€
Total 282.20€

 

IV – Réalisation

1 – Circuit imprimé PWM

3 – Circuit imprimé émetteur

4 – Arduino

Arduino est une carte électronique qui comporte un microcontrôleur programmable. Dans notre cas, nous l’utilisons d’une part pour implémenter la fonctionnalité du module PWM, et d’autre part, pour envoyer le signal aux émetteurs .La programmation de la carte Arduino est l’une des étapes les plus importantes de notre projet. La difficulté aura été de trouver, d’adapter et comprendre les bouts de code que l’on a pu trouver sur internet en rapport avec notre projet. De plus, il était difficile de comprendre comment gérer les timers du microcontrôleur Arduino. L’image ci-dessous montre a quoi cette carte ressemble. Nous voyons le câble noir d’alimentation de la carte a droite,a gauche on a l’entrée analogique(ce qui permet de moduler le signale),en bas on a un câble GND et un sortie PWM sur le pin 3(ce qui permet de débiter les 40kHz) .
Ce programme permet d’envoyer grâce a l’entrée analogique ( A0 sur la carte Arduino) un signal carré de 40kHz sur la sortie PWM (pin 3 sur la carte Arduino). Ce signal est modulable grâce a la sortie PWM (PulseWidth Modulation).

6 – CAO
7 – Tests

Les tests se partagent entre deux circuits, les circuits de commandes et les circuits de puissance. L’ensemble des tests se déroulent de la même manière. Ils consistent à relever la tension de sorties d’un circuit et de contrôler ce qu’on envoie en entré de ce circuit à l’aide d’un générateur. On peut ainsi aisément tester l’ensemble des composants, il est également nécessaire d’alimenter ces circuits en 12V à l’aide d’une alimentation adapté.
Le circuit de commande est composé d’une plaque ayant le rôle d’une PWM cette plaque à donc été fabriqué spécifiquement pour les besoins de ce projet. Les tests portés sur cette plaque ont révélés son non fonctionnement ; pour autant aucun défaut n’a été remarqué, il ne semble pas y avoir de court circuit ou de pistes coupées et aucune malfonction n’a été relevé sur les composants.
Une alternative à été pensé pour remplacer la plaque réalisant la PWM. On programma une Arduino UNO pour réaliser une PWM. Les tests révélèrent cette fois le bon fonctionnement de l’Arduino UNO. Mais malgré le fait que la PWM était réalisée sur l’Arduino, d’autre problèmes se présentaient. En effet, l’Arduino UNO délivre une tension de sortie de seulement 5V alors que l’entré à laquelle elle doit être connecté exige une tension de 12V. Ce problème pouvait être réglé à l’aide d’un convertisseur. On a alors réalisé un convertisseur mais malheureusement les composants ne pouvaient pas fonctionner à la fréquence de 40kHz. Le circuit de commande n’a donc pas été réalisé avec succès.
Le circuit de puissance est composé d’un hacheur ainsi que d’une plaque regroupant des émetteurs audios ultrasonores ( des piézos électrique). Les tests ont démontrés le bon fonctionnement de ces deux circuits. Il est tout de même notable que le driver utilisé pour le hacheur sembler chauffer relativement vite et avait la fâcheuse tendance de surchauffer.

V – Conclusion

1 – Difficultés rencontrées
2 – Bilan du projet
3 – Remerciements

Rewamping modules asservissement

Projet Revamping Asservissement

 

I. Présentation du projet

II.Présentation des composants

III.Présentation de l’aspect théorique du projet

  • Les raisons
  • La procédure de réalisation des plans

IV. Présentation de l’aspect technique du projet

V. Conclusion

VI. Remerciements

I) Présentation du projet

Le projet consiste à réaliser à l’identiques des boîtiers permettant de comprendre l’asservissement en 2eme années de DUT génie électrique et informatique industrielle. De ce fait, la réalisation de schémas à la bonne réalisation du projet nous était donc indispensable. La mise en place des schémas sur Kicad étant fait, nous avons dû concevoir notre produit.
Nous avons donc réaliser tout son aspect théorique, puis tout son aspect pratique qui consiste donc à réaliser la plaquette, jusqu’à au montage final qui comprenait divers soudures.

II) Présentation des composants

Un trie des matériaux a été fait, le but étant de nous familiariser avec les composants, mais aussi de les comparer avec les boîtiers originaux. Cette étape cruciale de notre projet nous a permis de mieux trouver les composants sur Kicad, mais aussi de savoir si des composants manquait. Le fait est que nous devons aussi faire le montage des boîtiers, si il manquait des composants, il nous était impossible de finaliser notre projet.

 

III) Présentation de l’aspect théorique du projet

  • Kicad a été notre logiciel de conception des plans pour réaliser le montage de la plaquette présente dans le boitier. La conception de ces plans a plusieurs raisons d’exister : lorsque les schémas sont prêt, il suffit de suivre au pied et à la lettre ces dits plans pour pouvoir effectuer une production parfaite de la plaquette.
    L’autre raison est que si un jour, un boitier venait à être endommager, la conception d’un nouveau boitier d’asservissement serait beaucoup plus facile à mettre en place à travers les plans.

 

  • La conception des plans c’est effectuer en plusieurs étapes. Dans un premier temps il s’agissait de créer le schéma avec les composants présents dessus. Il a ensuite fallut trouver la référence de chaque composants sur la Netlist : le fait est qu’une famille de composant peut avoir plusieurs références de composants et donc plusieurs formes. Connaître ces formes est indispensable à la bonne réalisation de l’aspect théorique du projet. En finalité, la réalisation du schéma de la plaquette sur PCBnew avec les bonne dimensions et références faisait partie de la finalité du projet.

 

IV) Présentation de l’aspect technique du projet

Ce projet était autant théorique que technique. Il a en effet fallu en plus de la réalisation des plans, mettre en état les composants qui nous ont été mis à disposition.
Les boîtiers reçu ont donc dû être percer et préparer à l’acceptation des plaquettes.
La conception des plaquettes fait aussi partie de l’aspect technique du projet : nous avons dû préparer la plaquette, puis y souder dessus les composants.

V)  Conclusion

Le projet consistait donc à reproduire à l’identique 7 boîtiers d’asservissement différents mais ayant tous le même mode de conception. Il ne s’agissait pas de comprendre comment ces boîtiers fonctionnait, mais de créer ces boîtiers de A à Z.

 

VI) Remerciements

Nous tenions à remercier

 Monsieur Haultcoeur et Monsieur XU, nos tuteurs de projet

Monsieur De Sabbata, de votre aide technique très précieuse

Monsieur Colichio et Monsieur Roth-Schmit, de vos conseils