Projet inter semestre 2017 Fablab

Membres du groupe : Hakim Belanouane, Teddy Turquet, Jennifer Abguillerm et Loïck Bouier.

Collaboration entre étudiants ingénieurs de l’IMT Atlantique et étudiants designers de l’EESAB du 19 au 27 janvier.

 

Etude du problème

 

Sujet 

Le centre vie de l’IMT Atlantique est un lieu où se rencontre étudiants, professeurs, associations, et entreprises. Le soir, ce site est occupé par des étudiants qui désirent travailler ou tout simplement se réunir. Mais nous constatons que le centre vie manque de lumière à partir d’une certaine heure. Notre rôle est donc de trouver une solution au manque de luminosité dans une démarche d’écoconception pour répondre à ce besoin.

 

Notre solution 

L’idée clef  de notre groupe est de faire une lampe interactive et portable.

L’utilisateur pourra donc transporter sa lampe, changer sa couleur et sa luminosité avec un mouvement simple, rapide et intuitif. Sa forme doit être maniable pour être positionné selon les goûts de l’utilisateur. Toutes ces options seront conçues afin que l’utilisateur puisse personnaliser au maximum l’éclairage de son espace de travail.

 

Analyse Fonctionnelle 

FP1	Eclairer suffisamment
FP2	Etre transportable et avoir une autonomie supérieure à 2h
FC1	Le réglage de l’intensité et de la couleur doit être interactif
FC2	La lampe peut se positionner de multiple façon
FC3	Ecologique et Econome

FP : Fonction principal

FC : Fonction complémentaire

 

Première réflexion 

1) Hardware

• Interactivité

Nous avons décidé de ne pas utiliser un écran tactile intégré à la lampe car le coût est bien trop élevé. Nous avons donc choisis d’utiliser des capteurs ultrasons pour avoir un retour d’information sur la décision de l’utilisateur. La lampe se contrôle grâce à la distance entre la lampe et  le premier obstacle que l’onde rencontre. Le passage d’une main peut donc être détecté.

• Système embarqué

Pour être transportable nous avons besoin d’intégrer tout le système électronique dans la lampe,

Pour l’alimentation on doit calculer le nombre de piles en fonction du nombre de Del, donc on doit connaitre la consommation par heure d’une Del.

Une carte Arduino nano suffira pour notre utilisation, son premier avantage est sa taille réduite comparé à une carte Arduino Uno.

2) Software

La programmation se fait donc en langage C via le logiciel Arduino. Nous avons séparé les tâches : Commandes des Del et détection des différents mouvements de main

Pour plus de simplicité nous avons créés des bibliothèques que vous retrouverez dans la dernière partie.

3) Design

Nous avons une contrainte sur la taille de l’objet, elle doit être de taille moyenne voir petite pour être transportable. Tous les composants électroniques doivent être cachés pour éviter de les abîmer en transportant l’objet.

La forme qui a été retenu en premier lieu est une lampe dépliable en forme de U fait de bois.

Et après réflexion, pour diminuer l’épaisseur de l’objet on s’est fixé un V comme forme finale.

 

Mise au point

 

Récapitulatif de notre solution 

FP1	Nombre importants de Del et une surface en plexi glace pour diffuser la lumière
FP2	Mise en place d’une alimentation adaptée au nombre de DEL
FC1	Réglable par le passage de la main au-dessus de la lampe
FC2	Une forme en V avec un pivot pour s’ouvrir et se refermer
FC3	Des composants électroniques low cost et des piles rechargeables

Description du matériel utilisé 

 Microcontrôleur : Arduino nano

Capteur ultrason : Modèle HC-SR04

DEL : Bande de led RGB

 

Réalisation du prototype 

 

Alimentation 

Une Del consomme 60mA Maximum

On a décidé de mettre 3 bandes de 10 Dels donc 30 Dels

Un banc de 4 piles AAA fait 1000mAh

On a décidé de mettre 2 bancs de piles en parallèle pour avoir 2000mAh

A la puissance maximum les Dels peuvent être alimentées pendant une heure mais on diminue la puissance max des led pour arriver à 2h-3h.

Schéma électrique de l’alimentation 

Le Data permet de commander la couleur des Dels RGB, elle se branche donc sur un pin qui est doté de l’option PWM (Power width modulation)

Dessin technique 

Vue du dessus

Vue de droite 

Ces dessins nous ont permit de couper précisément les planches de bois pour créer des emplacements pour chaque composant. Chaque planche a une épaisseur de 5 mm

Plan découpe laser : planche-du-prototipe-fini

Programme informatique 

On a décidé de mettre 3 commandes sur la lampe :

Passage à la couleur suivante : Il faut faire passer sa main de droite à gauche au-dessus des capteurs

Retour à la couleur précédente : Il faut faire passer sa main de gauche à droite au-dessus des capteurs

 Et réglage d’intensité : il faut rester 2 secondes à une distance inférieur à 5 cm au-dessus des capteurs pour actionner se mode ensuite l’intensité variera en fonction de la distance entre la main et les capteurs. Pour fixer l’intensité lumineuse choisie il faut immobiliser sa main 2 secondes.

  Les programmes sont disponible ici : lampws

Evaluation du coût des composants

Arduino nano : 4.5€

Bande de DEL : 10€

2 Capteurs : 14€

Interrupteur a contact : 2€

Piles : 10€

Prix total pour la partie électronique : 40,5€

Amélioration envisageable 

La possibilité de programmer plus de mouvements pour commander la lampe d’une différente façon. On pourra aussi sortir de la structure la partie Mini-B USB Jack de l’arduino nano pour pouvoir reprogrammer l’arduino et que cette lampe devienne un outil pédagogique de programmation en C.