Groupe B3

Membre du groupe:

Clément BAILLY, Pierre BERNARDE, Leeloo BLEYNIE, Vitaly POPOFF

Séance 1

Présentation globale de l'UE : M. Dupuis nous a montré les attendus de l'UE,, les projets à réaliser :
1 projet scientifique à réaliser en 10 séances, en se servant de la base de données du réseau FabLab et de son outillage disponible.
Cours sur l'histoire des FabLab, de leur création à leur utilité aujourd'hui. Nous avons appris pourquoi ils étaient autant pratiques pour la communauté scientifique.
Visite des locaux du FabLab : imprimantes 3D, machines de découpe, de gravure, fraiseuses, labo d'assemblage électronique.

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Séance 2

Cours magistral de 3h sur :

les composants électroniques, le prototypage, les transistors, etc..
la carte Arduino. Il s'agit d'une carte connectable à la fois à un ordinateur et à différents modules (gazomètre, thermomètre, écran, haut-parleur, détecteur de CO2, etc).

Elle est très polyvalente, et en utilisant son logiciel associé, on peut télécharger les lignes de codes associées directement depuis une bibliothèque en ligne. Nous avons donc réalisé le montage pour un capteur d'humidité, avec le code suivant :
Nous avons donc obtenu nos résultats sur la console de l'ordinateur.

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Séance 3

Lors de cette séance nous avons appris à utiliser le logiciel de dessin 2D Inkscape ainsi que les logiciels de modélisation 3D OpenSCAD et FreeCAD. Ces logiciels sont très pratiques car ils sont gratuits et opensource.

Inkscape :

Ce logiciel peut être utilisé pour faire du graphisme mais nous l'utilisons sutout pour faire de la découpe au laser ainsi que de la gravure sur bois (max 5mm d'épaisseur). Pour que la découpeuse laser fonctionne, il faut que le document soit en format SVG. Il faut aussi que les traits soient d'un pixel d'épaisseur de couleur rouge pour la découpe et noir pour la gravure.

outils :

Découper un chemin : chemin -> objet en chemin -> rajouter noeuds -> sélectionner 2 noeuds -> supprimer segment

Logiciels de 3D :

Ces logiciels permettent de réaliser des formes en 3D que l'on peut imprimer par la suite. Les machines utilisées au Fablab n'acceptent que des formats STL. Ces documents doivent ensuite être traités avec le logiciel Ideamaker nous permettant de programmer les conditions d'impression (taille du fil, remplissage, supports...)

outils :

fn f5/ fn F6

en bas à droite changer mouse -> Touchepad

alt/tab : rotation/translation

Nous avons donc réaliser ces dessin/modélisations pendant la scéance afin de s'approprier les logiciels.

images

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Séance 4

Nous avons étudié l'utilisation de la carte m5stack, et son logiciel.
Cette carte permet tout comme la carte Arduino, de connecter différents modules à un ordinateur, mais a beaucoup plus d'options (ordinateurs, boutons...).
Nous avons téléchargé les modules depuis M5stack GitHub, et essayé plusieurs programmes de base, comme "HelloWord", qui a fonctionné avec ce code

#include <M5Stack.h>
void setup() {
    M5.begin();
    M5.Power.begin();
    M5.Lcd.print("Hello World");
}
void loop() {
}

Nous avons ensuite essayé de connecter le module "capteur d'humidité" de la dernière fois avec la carte M5stack. Il fallait donc modifier le code qu'on avait pour l'adapter, ce que nous n'avons pas reussi.
Puis nous avons essayé le module "Tetris" (permettant normalement de jouer au jeu sur la carte M5stack). Cela n'a pas marché.
Nous avons ensuite pendant le temps qu'il nous restait utilisé le logiciel FreeCad et les imprimantes 3D pour modéliser un dé.

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Séance 5

Cette séance était la 1ère entièrement en autonomie, ou nous avons commencé à réfléchir au projet que nous allons réaliser.

Pour cela, M.Dupuis nous a conseillé 3 sites proposant des méthodes d'assemblage et de codes pour différents appareils:

hackster.io
instructables
hackaday

Ce sont des sites ouverts au public, des banques de données de passionnés qui partagent des montages d'appareils en tout genre.

Nous avons convenu de créer une station météo multifonction, avec haut parleur. Pour cela nous nous sommes basés sur un modèle m5stack de station déjà existante sur internet. On va donc d'abord la recréer avec le matériel disponible avant d'innover pour arriver au résultat souhaité.

Pour cela il nous faut :

une carte M5STACK (faisait également office d'écran)
un capteur de lumière
un capteur thermique
un capteur de pression

Pour améliorer nos compétences en design 3D, on a aussi en parallèle décidé de créer un jeu "Puissance 4" grâce aux imprimantes 3D. En voici le croquis :

Pour finir, nous avons commencé à manipuler le code informatique relatif aux différents composants pour pouvoir tous les utiliser sur la carte M5stack, en voici une esquisse :

import math
import sys
import time
from grove.adc import ADC
 
 
class GroveLightSensor:
 
    def __init__(self, channel):
        self.channel = channel
        self.adc = ADC()
 
    @property
    def light(self):
        value = self.adc.read(self.channel)
        return value
 
Grove = GroveLightSensor
 
 
def main():
    if len(sys.argv) < 2:
        print('Usage: {} adc_channel'.format(sys.argv[0]))
        sys.exit(1)
 
    sensor = GroveLightSensor(int(sys.argv[1]))
 
    print('Detecting light...')
    while True:
        print('Light value: {0}'.format(sensor.light))
        time.sleep(1)
 
if __name__ == '__main__':
    main()




/*
 * bme280_example.ino
 * Example sketch for bme280
 *
 * Copyright (c) 2016 seeed technology inc.
 * Website    : www.seeedstudio.com
 * Author     : Lambor
 * Create Time:
 * Change Log :
 *
 * The MIT License (MIT)
 *
 * Permission is hereby granted, free of charge, to any person obtaining a copy
 * of this software and associated documentation files (the "Software"), to deal
 * in the Software without restriction, including without limitation the rights
 * to use, copy, modify, merge, publish, distribute, sublicense, and/or sell
 * copies of the Software, and to permit persons to whom the Software is
 * furnished to do so, subject to the following conditions:
 *
 * The above copyright notice and this permission notice shall be included in
 * all copies or substantial portions of the Software.
 *
 * THE SOFTWARE IS PROVIDED "AS IS", WITHOUT WARRANTY OF ANY KIND, EXPRESS OR
 * IMPLIED, INCLUDING BUT NOT LIMITED TO THE WARRANTIES OF MERCHANTABILITY,
 * FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE AND NONINFRINGEMENT. IN NO EVENT SHALL THE
 * AUTHORS OR COPYRIGHT HOLDERS BE LIABLE FOR ANY CLAIM, DAMAGES OR OTHER
 * LIABILITY, WHETHER IN AN ACTION OF CONTRACT, TORT OR OTHERWISE, ARISING FROM,
 * OUT OF OR IN CONNECTION WITH THE SOFTWARE OR THE USE OR OTHER DEALINGS IN
 * THE SOFTWARE.
 */
#include "Seeed_BME280.h"
#include <Wire.h>
 
BME280 bme280;
 
void setup()
{
  Serial.begin(9600);
  if(!bme280.init()){
    Serial.println("Device error!");
  }
}
 
void loop()
{
  float pressure;
 
  //get and print temperatures
  Serial.print("Temp: ");
  Serial.print(bme280.getTemperature());
  Serial.println("C");//The unit for  Celsius because original arduino don't support speical symbols
 
  //get and print atmospheric pressure data
  Serial.print("Pressure: ");
  Serial.print(pressure = bme280.getPressure());
  Serial.println("Pa");
 
  //get and print altitude data
  Serial.print("Altitude: ");
  Serial.print(bme280.calcAltitude(pressure));
  Serial.println("m");
 
  //get and print humidity data
  Serial.print("Humidity: ");
  Serial.print(bme280.getHumidity());
  Serial.println("%");
 
  delay(5000);
}


#include <Arduino.h>
#include <Wire.h>
#include "SHT31.h"
 
SHT31 sht31 = SHT31();
 
void setup() {  
  Serial.begin(9600);
  while(!Serial);
  Serial.println("begin...");  
  sht31.begin();  
}
 
void loop() {
  float temp = sht31.getTemperature();
  float hum = sht31.getHumidity();
  Serial.print("Temp = ");
  Serial.print(temp);
  Serial.println(" C"); //The unit for  Celsius because original arduino don't support speical symbols
  Serial.print("Hum = ");
  Serial.print(hum);
  Serial.println("%");
  Serial.println();
  delay(5000);

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Séance 6

:/ :/

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Séance 7

Nous avons durant cette séance, fini la réalisation technique du dispositif :

Nous avons connecté la carte M5stack (en haut à droite) à un hub I2C (en bas à droite). Vu que la majorité de nos modules sont dans ce format, c'est la manière la plus compacte à notre disposition que l'on peut utiliser pour réaliser ce projet. Nous y avons ajouté les composants suivants :

Capteur de lumière (light sensor v.1.2) + convertisseur analogique

Toute station météo doit être capable de capter et donner un indice de la lumière ambiante. Cependant, nous avons utilisé un hub I2C, et notre light sensor (à gauche) n'était pas compatible. Il a donc fallu ajouter un convertisseur analogique (à droite) capable de transformer le signal d'origine en format I2C.

Baromètre

Ecran affichant l'heure

Capteur d'humidité et thermomètre

4 écrans LCD

Ils vont servir à afficher les valeurs des 4 modules. Nous nous sommes demandés par quel moyen nous allions faire ça. Nous avons opté pour un système de graduation, avec l'échelle indiquée sous chaque écran, plutôt qu'un nombre directement affiché sur dessus.

Enfin, nous nous sommes penchés sur la structure du code informatique. Dans un premier temps, comme nous voulons utiliser une carte M5stack, nous avons commencé à élaborer le code à partir de cela. Le montage étant assez compliqué, on a opté, avec la concertation du prof, pour utiliser d'abord la carte Arduino. C'est plus simple d'utilisation, et on pourra ensuite l'adapter à la carte M5stack.