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Groupe B2

Nom des participants :

  • Axelle Mano
  • Vangu Nlandu Vangu
  • Clémence Pereira
  • Ibtyssam Seddiki 

Groupe : CMI Physique B

Journal de bord : 

Séance 1 - 29/01/2024

Pour cette première séance de l’UE LU1SXPFL, nous avons commencé par une présentation de l’origine et du fonctionnement du Fablab mais aussi de l’objectif final de ce cours. Nous devrons donc documenter notre avancée sur le projet final à rendre et présenter en fin de semestre. Les valeurs fondamentales du Fablab sont le partage, l’ouverture et l’interdisciplinarité. Nous avons visionné un cours de la fabacademy enseigné par Neil Gershenfeld créateur du créateur du Fablab et du cours How to make (almost) anything. Nous avons également rencontré l’équipe des Fabmanagers.

Ensuite, nous avons visité le FabLab en commençant par la salle des imprimantes 3D. Nous avons pu y observer différents objets qui ont été imprimés avec ces imprimantes et tout le matériel utilisé. 

Salle d'impression 3D

Imprimante 3D

Après la salle d’impression 3D, nous avons visité la salle de découpe, dans laquelle nous avons pu découvrir des machines qui utilisaient différentes méthodes de découpe précises :  laser, jet d’eau, fil chaud, etc. 

 

                                                             Salle de découpe

Découpeuse à jet d'eau

Puis nous nous sommes rendus dans la salle d’électronique, où se trouvent les appareils à soudure et le matériel de protection (gants, masques, casques). 

Salle d'électronique Nous avons visité la salle de préproduction dans laquelle nous avons  découvert la fraiseuse. Puis nous avons eu accès à la salle de menuiserie dans laquelle nous avons découvert la fraiseuse à bois.

Troisièmement et dernièrement, nous avons formé nos groupes, Vincent Dupuis nous a présenté comment documenter notre Wiki et donc nous avons commencé notre documentation sur la première séance du projet FabLab. 

Séance 2 - 05/02/2024

Lors de cette seconde séance nous avons été initié au design 2D, 3D, à l'impression 3D et à la découpe laser.

Premièrement, nous avons découvert Inkscape, un logiciel qui permet de dessiner les modèles 2D que nous voulons obtenir à la découpeuse laser. Nous avons découvert les fonctionnalités du logiciel, par exemple les différentes couleurs à utiliser en fonction de si on veut graver ou découper le matériau, et puis nous les avons explorées et testées en dessinant un modèle précis indiqué  par monsieur Dupuis composé d'un rectangle et de 4 cercles situés à une distance précise des cotés du rectangle. Il a donc fallut calculer et régler les positions de chaque objet afin d'obtenir ce dessin : 

Screenshot 2024-02-05 095008.png

Ensuite, nous avons découvert OpenSCAD, un logiciel de modélisation pour les imprimantes 3D. Nous avons aussi pris en main le logiciel en explorant un maximum de ses fonctionnalités, notamment le codage. En effet, il faut utiliser un langage de code spécifique pour exprimé ce que nous souhaitons modéliser. Comme pour Inskape, notre professeur nous à donné un modèle à reproduire afin que l'on se familiarise avec le logiciel. Nous avons pu modélisé un cube avec des des trous sur chacune de ses faces. Aussi, nous avons découvert la "CheatSheet" d'OpenScad, page web sur laquelle est regroupé toutes les lignes de code et le langage à écrire pour modéliser.

Screenshot 2024-02-11 104110.png

Puis, nous avons découvert FreeCAD, un logiciel qui permet d'utiliser la modélisation volumique, la modélisation fonctionnelle, et la modélisation surfacique, trois types de modélisation entièrement paramétrables. Nous avons également pris en main le logiciel et explorer en modélisant un cube, puis en dessinant des cercles sur ses faces et en les extrudant, on obtenait des cylindres à l'intérieur du cube. Il suffisait de soustraire les cylindres au cube pour avoir un cube troué similaire à celui réalisé sur OpenScad.  Cependant, nous avons pu voir que ce logiciel n'étais pas le meilleur pour la modélisation 3D car pas très intuitif à l'utilisation.

Screenshot 2024-02-11 110427.png

Enfin, en fin de séance, une Fabmanager nous a monter en détails comment faire une impression 3D en nous montrant comment utiliser les imprimantes, et aussi comment faire de la gravure et de la découpe laser. Nous avons ainsi été informés de toutes les étapes à réaliser avant de laisser une imprimante 3D ou une découpeuse laser, comme régler les paramètres de structure interne ou la présence de support pour une impression 3D et le réglage de la focale pour la découpeuse laser qui est automatique sur certaines machines. Nous nous avons également été avertis des précautions à prendre afin d'avoir une utilisation responsable des machines mises à notre de disposition mais aussi pour notre sécurité. 

Séance 3 - 12/02/2024

Cette troisième séance a été une initiation au prototypage électronique avec l’aide d’arduino.
L'Arduino UNO est une plateforme électronique de prototypage rapide qui offre la possibilité de connecter facilement des capteurs en tant qu'entrées et des actionneurs en tant que sorties. Elle intègre divers composants électroniques, dont son élément central, un microcontrôleur capable de stocker et d'exécuter des programmes informatiques.
L’arduino permet des tests rapides de prototypes d’appareils électroniques.

La première étape est de créer un programme dans un environnement de développement (Integrated Development Environment), c'est-à-dire une application sur laquelle on code. L’ide Arduino permet de créer du code puis de compiler ce code en un fichier compréhensible par le microcontrôleur (langage binaire) en le téléversant. Le language utilisé est le C. Il existe trois parties essentielles à un programme : 

  • commence par include → permet d’inclure du code dans le code/réutiliser du code déjà existant, les fonctions associées au capteur sont empaquetées dans une bibliothèque et pour parler avec le capteur il faut inclure du code externe
  • fonction setup → permet d'initialiser le code et il sera exécuté 1 seule fois
  • fonction loop → exécute une action en boucle 

Blink.ino sur arduino est équivalent au Hello world utilisé dans les autres langages informatiques tels que Python pour démontrer leur fonctionnement de manière simple et rapide.

Après cette introduction théorique sur le fonctionnement d'Arduino, nous nous sommes mis en binômes afin de faire une première prise en mains d'un capteur. Le premier exercice consistait à brancher une LED rouge et une résistance en série et de télécharger un programme disponible dans la base de donnée de l'ide Arduino pour faire clignoter la LED (allumée 1 seconde, éteinte 1 seconde). En connectant la Breadboard, l'Arduino Uno et l'ordinateur nous avons téléversé le programme afin qu'il soit exécuté :

 20240212_100630.jpg

20240212_100631.jpg

Le programme utilisé était un des exemples dans les programmes basiquesde l'IDE et s'appelait "Blink" : 

void setup() {
  pinMode(LED_BUILTIN, OUTPUT);
}

void loop() {
  digitalWrite(LED_BUILTIN, HIGH);  
  delay(1000);                      
  digitalWrite(LED_BUILTIN, LOW);   
  delay(1000);                      
}

Puis nous avons réalisé un deuxième circuit comportant un capteur d'humidité et de température. Pour obtenir les informations voulues du capteur, nous avons téléchargé une bibliothèque disponible du site du fabriquant et nous l'avons  inclue dans l'IDE : 

A la fin de la séance, nous avons pu découvrir tous les capteurs disponibles pour notre projet final et réfléchir à ce que l'on voudrait faire. 
Séance 4 - 26/02/2024

Lors de cette quatrième séance, nous avons débutécommencer notre projet de l’UE.groupe.

NousL'objectif devonsest concevoir un système usant d’au moins un détecteurtecteur/ capteur, d'effectuer une expérience physique avec et de sesréaliser une série de mesures. Le reste est en roue libre.

 

NotreNous groupeavons est partie d’une sortedécider de concevoir un détecteur d’intensité sonoresonore. afinLe principe est de mesurer l’atténuation sonore d’un matériau et de vérifier la formule liantmesurer l’intensité et le volume sonore selon l’endroit et les matériaux présents dans ces endroits, mesurer l’atténuation de chaque matériau (verre, bois, plexiglas) et vérifier la puissanceloi sonore:physique sur le niveau d'intensité sonore :  L = 10log(II/I0o).

 

Pour Lenos premiers tests, nous avons eu besoin d'un capteur de son et d'une carte Arduino Uno.

 

Tout d'abord, nous avons tester le détecteur estde unson, soit le Grove - Sound Sensor:

 

 

LeAinsi, nous avons dû calibrer le débuttecteur pour pouvoir tester ses fonctionnalités.

 

Nous avons utilisé un code qui permettait de laprendre séancedes estmesures surtoutdu niveau sonore, nous avons pris ce code sur le calibrage et le test de ce détecteur. C’est une tâche ardue.:

https://sensorkit.arduino.cc/sensorkit/module/lessons/lesson/06-the-sound-sensor

int sound_sensor = A2; //assign to pin A2



void setup()

{

Serial.begin(9600); //begin Serial Communication

}



void loop()

{

int soundValue = 0; //create variable to store many different readings

for (int i = 0; i < 32; i++) //create a for loop to read

{ soundValue += analogRead(sound_sensor);  } //read the sound sensor



soundValue >>= 5; //bitshift operation

Serial.println(soundValue); //print the value of sound sensor





//if a value higher than 500 is registered, we will print the following

//this is done so that we can clearly see if the threshold is met

if (soundValue > 500) {

  Serial.println("         ||        ");

  Serial.println("       ||||||      ");

  Serial.println("     |||||||||     ");

  Serial.println("   |||||||||||||   ");

  Serial.println(" ||||||||||||||||| ");

  Serial.println("   |||||||||||||   ");

  Serial.println("     |||||||||     ");

  Serial.println("       ||||||      ");

  Serial.println("         ||        ");

}

delay(50); //a shorter delay between readings

}

Résultat du test:

Observation d’un graphe de valeurs (unités des axes encore pas très claires pour nous : peut-être des Volts)

Le

reste

Cela nous confirme que notre capteur focntionne !

 

La prochaine étape est de la séance a été passéréfléchir à définircomment lesmodifier prochainesle étapescode depour notreavoir projet:

  • Nous prévoyons d’obtenir lesdes résultats en dB.

    Nous

     allons

    user

    Objectifs pour les prochaines séances :


    Il faut prendre un certains nombre de phyphoxmesures (échantillonnage) à  intervalle régulier (idée du forum : arduino decibel meter)


    OU 


    Faire un échantillonnage nous-même : on prend une mesure en envoyant une certaine valeur en dB ensuite on observe le signal en Volts que l’on reçoit, on trace une courbe sur Regressi pour avoir la fonction correspondante et dudonc détecteurpouvoir pourpar la suite passer de Volt à décibel.dB.  C'est une bonne piste pour la prise de mesure.


  • Etalonner phyphox

  • Créer un dispositifPuis pour concentrertester lel’atténuation son

    on

  • Réfléchir auxprendra différents matériaux àet testeron voit si l’atténuation est linéaire/continue/autre et fonction des dB de la source. Il est nécessaire de connaître les caractéristiques des matériaux que l’on utilise.


Pour la source sonore, on prendra un bruit blanc (par exemple) qu’on trouve sur Youtube dont on connaît le niveau sonore, on mesurera son volume sonore avec Phyphox (sur un autre téléphone) et on le laissera le son en continu lors de notre expérience afin d’avoir un résultat cohérent. Pour utiliser Phyphox on procèdera à un étalonnage grâce à un sonomètre et une source afin de connaître la valeur précise du son pour avoir une valeur de référence.

 

On relèvera ensuite les sons selon les matériaux en comparant avec le son initial et on calculera l’atténuation sonore.

 

On répète la même expérience pour tous les matériaux. 

 

Pour vérifier nos résultats, on regardera sur internet les atténuations des différents matériaux afin d’avoir un ordre de grandeur pour nos mesures. Aussi, il faut qu’on choisisse des matériaux avec des valeurs d’atténuation assez différentes.

 

Enfin, il faut comparer nos mesures aux mesures connues et discuter de la fiabilité et de la précision de notre dispositif.

 

Idées de matériaux :

 

Verre 

BOIS

PVC

LIEGE

 

 

 

Projets personnels
Axelle

 

Vangu

 

Clémence

 

Ibtyssam

 

 

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