Groupe Feuille A4

Noms des participants : DERGHAL Sarah JUILLARD Luka MEIMOUN Samuel WOODHEAD WIlson

Journal de bord :

1ère séance : 30/01/2024

Nous avons lors de la première séance découvert le Fablab, un espace unique du campus. Comme son nom l'indique, le Fablab est un espace dans lequel étudiants et enseignants peuvent venir réaliser leurs projets académiques ou personnels. Pour se faire, ils peuvent compter sur un grand nombre de machines et d'outils différents, ainsi que sur l'aide de l'équipe d'ingénieurs du fablab. 

Lorsqu'on entre, la première chose qui nous saute aux yeux est l'espace de travail à notre disposition. Il est possible d'y retrouver tout le matériel électronique nécessaire pour, non seulement discuter et concevoir nos projets, mais aussi faire des prototypes. 

Les machines et matériels plus spécifiques sont divisés par salle. La première auquel on a accès est celle d'impression 3D :

Il s'y trouve une multitude d'imprimantes 3D pour réaliser tout type de projet, ainsi qu'un dispositif pour recycler le plastique inutilisé après impression.

La salle suivante est la salle de découpe :

Il est possible d'y trouve plusieurs découpeuses différentes (découpeuse laser, découpeuse à eau, découpeuse vinyle,...) permettant de découper en 2D et de graver dans toute sorte de matériaux, telle que le bois, le carton, le méta, le plexiglas... ainsi qu'une machine de découpe à fil chaud pour découper en 3D le polystyrène, une machine à coudre et une presse pour floquer les textiles. Les usages pour ces machines sont, pour ainsi dire, infinis, et on en retrouve quelques exemples disposés dans la salle : 

Gravure et objet de décoration de Noël en 3D réalisés à la découpeuse laser

Dans le fond du fablab, à coté des bureaux, se trouvent 3 autres salles. Deux d'entre elles sont réservés à des usages plus complexes : l'une est sert à la soudure tandis que la seconde permet de graver au laser ou à la fraiseuse des plaques de cuivre en vu de la fabrication de composants électroniques. La dernière salle du fablab que nous avons visité est la menuiserie. Elle contient plusieurs machines dont l'une servant à couper dans des surfaces planes de bois et une autre servant à découper dans le bois des formes à symétrie cylindrique, ainsi que tous les outils utiles à la fabrication d'objets en bois : perceuses, papier de verre, vis, etc.

C'est par cette salle que s'est achevé notre visite du fablab. Ce qu'il nous reste en tête en sortant alors, c'est l'impression qu'au fablab, il est possible de tout créer. Cela stimule grandement notre imagination et nous motive à revenir pour apprendre à utiliser tous les outils à notre disposition et réaliser tous les projets dont nous pourrions rêver. 

2e séance : 06/02/2024

Cette seconde séance était dédiée à la découverte et à l'explication de plusieurs logiciels de modélisation 2D et 3D open source. 

Dans un premier temps, nous avons observé l'utilisation du logiciel de modélisation 2D Inkscape et appris les outils de base du logiciel. Il a ensuite été temps pour nous d'appliquer ce que nous avions appris en reproduisant une figure rouge composée d'un rectangle et de cercles dont les mesures nous avaient été imposées au préalable.

Nous avons alors de la même manière découvert le logiciel Openscad qui permet de faire de la modélisation 3D en tapant des commandes dans l'interface du logiciel. Pour finaliser nos premiers pas sur le logiciel nous avons tenter de réaliser une figure formée d'un cube à l'intérieur duquel se trouve plusieurs trous cylindre. 

Le dernier logiciel qui nous a été présenté est Freecad. Il permet, tout comme Openscad, de réaliser de la modélisation 3D mais se distingue par le fait qu'il ne se base pas sur la rédaction de commandes mais sur l'utilisation du pointeur de la souris avec différent outil du logiciel pour tracer les figures. Notre découverte du logiciel s'est finalisé en réalisant la même figure qu'avec Openscad, ce qui nous a permis de réellement comprendre les différences entre chaque logiciel, et de trouver lequel des deux nous correspond le plus.

Pour finir la séance, la FabManageur Clara Devanz nous a expliqué le fonctionnement des imprimantes 3D et découpeuses laser, la manière de s'en servir ainsi que les règles de sécurité à respecter absolument. Elle nous a aussi donné des indications concernant certains détails techniques d'impression 3D comme le pourcentage de remplissage qui permet d'influer sur la solidité de l'objet :

ou l'épaisseur du plastique fondu utilisé lors de l'impression qui permet de modifier la précision :

Coronavirus imprimé en 3D avec une épaisseur de 0,4mm

Coronavirus imprimé en 3D avec une épaisseur de 0,1mm

Nous avons ainsi pu nous faire une meilleure idée de contraintes et conseils à prendre en compte lors de la conception et réalisation de nos projets personnels et du projet de l'UE. 

3ème séance : 13/02/2024 

La troisième séance était dédiée à la présentation des microcontrôleurs Arduino, à l'apprentissage des bases nécessaires à leur utilisation, et au brainstorming de notre projet de groupe.

Dans un premier temps, nous avons découvert les microcontrôleurs Arduino, quelques événements important de l'histoire de l'électronique qui en ont permis l'existence, ainsi que le langage de programmation qui y est associé. Nous avons alors fait nos premiers pas avec ce langage de programmation en utilisant le logiciel Arduino. Comme il est coutume lors de l'apprentissage d'un nouveau langage de programmation, nous avons réalisé l'équivalent d'un Hello World (programme qui consiste à afficher "Hello World" sur un écran) pour Arduino, le Blink (programme qui consiste à faire clignoter la LED intégrée au microcontrôleur, étant donné qu'il ne contient pas d'écran). 

Une fois le Blink réalisé, nous avons essayé de reproduire le même résultat en modifiant légèrement le programme pour cette fois  faire clignoter une LED externe au microcontrôleur, en utilisant une BreadBoard, des fils électriques et une LED rouge.

Ayant rapidement réussi l'exercice, nous avons voulu aller un peu plus loin et avons tenté de réaliser un message en morse, avec succès : 

Ensuite, nous avons continué notre expérimentation de la programmation Arduino avec un module utile pour notre projet : un capteur, ici d'humidité et de température. 

Nous avons alors cherché le wiki du capteur, fournit par le fabriquant et disponible sur internet, à partir des informations notées sur le capteur, et avons pu y récupérer les instructions d'utilisation, ainsi que la bibliothèque et le programme à utiliser avec Arduino. Il suffisait ensuite d'importer la bibliothèque sur le logiciel et de coller le programme du wiki pour directement pouvoir mesurer l'humidité et la température de la classe avec le capteur et retrouver ces informations en temps réel sur l'interface du logiciel :

Une fois nos premiers pas faits avec le microcontrôleur Arduino Uno, nous avons eu le reste de la séance pour rassembler nos idées pour notre projet et expérimenter plus le fonctionnement du microcontrôleur et des capteurs.

4ème séance : 28/02/2024

Nous sommes arrivés au Fablab, avec une annonce frappante, aujourd'hui aller être la première séance de notre projet de groupe. Plusieurs éléments ont ainsi étaient disposé sur notre table a notre dès notre arrivé, un Arduino et un Base Shield pour notre Arduino, qui permettra plus de branchement a celui-ci.

Avec ces deux outils qui servirons de base pour notre projet. Nous avons discuté de ce que nous voulions créer, Sarah a proposé a que ce projet ai pour but de créer un boitier portable avec un écran intégré (ou connecté a distance si nous avons le temps) pour informer directement l'utilisateur de la température, les rayons UV et l'humidité d'une façon plus précise que la météorologie générale. Un consensus c'est formé et nous avons décider que cet outils sera le plus pertinent que nous pourrions créer ensemble car quand il sera finaliser, il permettra a des personnes a risques d'avoir des informations directement accessible pour éviter ce qui donc nous avons nous allons crée ce boitier avec 2 capteurs différents, un capteur d'UV, de température/humidité. 

Ces capteurs ont été retrouvées plutôt facilement, nous les avons ensuite testé en les connectant a l'Arduino qui était lui connecté a l'ordinateur dont le logiciel Arduino. Ide a été installé.  Le premier capteur température/humidité a bien été vérifié en le comparant a la température de la pièce et vérifiant le pourcentage d'humidité dans l'air qui correspondais bien au niveau normal, nous avons aussi constater une augmentation de la température et de l'humidité lorsque nous avions le capteur dans notre main ce qui était un résultat logique et cohérent mais pour tester le capteur UV, nous avons été confronté a une panoplie de problème, pour vérifié son fonctionnement, le capteur  a été submergé dans une machine qui envoyé un ensemble de rayon UV pour tester ces réponses on été utilisé mais ce premier capteur été bloqué a 3,5UV. Nous l'avons remplacé avec un deuxième capteur mais encore une fois ce capteur ne fonctionnait pas. 

5ème séance : 05/03/2024

Lors de cette séance nous avons essayé de refaire fonctionner les capteurs UV à notre disposition cependant les résultats furent les mêmes, les capteurs continuèrent de donner des valeurs incohérentes avec toutes les mesures qu'on a essayé. On a donc décidé de revoir notre objectif principal et de s'attarder uniquement sur l'humidité et la température. Néanmoins on a voulu aller un peu plus loin que mesurer la température de l'air, en effet pour un usage tel que prévenir en cas de danger pour l'être humain, la température de surface serait plus adapté. On peut observer facilement dans plusieurs régions du monde que la température ressentit par le corps humain est souvent bien plus élevée que la température de l'air, cette grande différence est causée par les différents rayonnements réfléchis sur toutes les surfaces du milieu ainsi que le niveau d'humidité.

En fin de séance nous avons essayé de configurer, de programmer et de récolter des informations sur le Grove Infrared Temperature Sensor et nous avons aussi commencer à réfléchir à comment on pourrait faire des test de mesures pour s'assurer de son bon fonctionnement et de la cohérence de ses résultats. Enfin nous avons récupéré des alarmes sonores ainsi qu'un écran pour pouvoir retranscrire les résultats à l'utilisateur de notre projet, l'alarme se mettra en route lorsque l'humidité et la température de surface sera trop élevée et l'écran qui affichera continuellement la température de l'air.

6ème séance : 12/03/2024

Lors de cette séance nous avons configuré non sans difficulté le Infrared Temperature Sensor et pendant ce temps l'autre partie du groupe a continué les recherches sur ce capteur. Nous avons appris que le capteur avait une distance de mesure nominale représentée ici par la distance D :

Le constructeur a estimé que la distance de mesure nominale était de 9cm cependant ils ne peuvent le garantir précisément pour chaque capteur. Ainsi nous avons décidé de suivre la procédure pour trouver la distance D de notre capteur de manière précise. Cela consiste à mettre dans des récipients de couleur sombre de l'eau à 0°C et attendre que la surface du récipient ait la même température. Une fois s'être assuré de cela avec un thermomètre de surface, on mesure la température avec notre capteur. On mesurera la distance entre le capteur et la surface du récipient lorsqu'on obtient la valeur de 0°C. On refera exactement la même expérience mais pour de l'eau à 100°C. On obtiendra alors notre distance de mesure optimale précise pour ce capteur là. N'ayant pas le matériel nécessaire à notre disposition, on décide qu'on fera cette mesure chez nous, une fois qu'on aura un programme complet fonctionnel.

En terme de programmation, notre défi est de faire un programme contenant 4 éléments : 2 entrées (capteur d'humidité/température, et capteur de température infrarouge) et 2 sorties (buzzer et écran). Pour se faire, n'ayant que peu expérimenté la programmation en C++, nous nous basons sur les différents programmes donnés sur le wiki de chaque appareil et essayons de les modifier et assembler pour obtenir un programme fonctionnel. Cependant nous nous heurtons rapidement à un problème, en faisant un programme avec le capteur temp/hum et l'écran, nous nous rendons compte que les bibliothèques de chacun sont très lourdes, et qu'il ne reste que très peu de place ensuite dans l'Arduino Uno, et nous n'avons alors  pas encore les bibliothèques et les variables associées aux deux autres éléments dans le programme. Nous décidons de passer à l'Arduino Mega qui contient une plus grande mémoire.

7ème séance : 19/03/2024

- programme avec capteur de température infrarouge et buzzer opérationnel sur arduino mega

- écran seul et capteur temp/hum fonctionnant seuls, mais pas ensemble, sur aduino mega 

8ème séance : 26/03/2024

• le problème empechant la réussite du programme avec écran et capteur de température et d'humidité enfin trouvé : le capteur et l'écran ont la meme adresse, ce qui ne permet pas de les faire fonctionner ensemble.
• 2 solutions alors envisagées : changer d'écran, utiliser un dispositif permettant de changer l'adresse de l'un des deux. ->  malgré qu'on ait choisi cet écran par soucis esthétique, notre choix se porte d'abord sur le changement d'écran car plus rapide, plus simple, et nous permettant d'avoir rapidement un résultat satisfaisant. On pense dans un premier temps à essayer la 2nde possibilité, mais une fois le 2nd écran essayé, on se rend compte que l'affichage qu'il propose est finalement très bien, et que la taille des caractères étant plus grande, il correspond finalement mieux que l'ancien écran à l'usage qu'on souhaite.
• Une fois le 2nd écran essayé avec un Hello World, on réussit finalement à faire un programme permettant d'afficher température et humidité sur l'écran.
• Il nous reste plus qu'à rassembler le programme avec temp/hum sur écran et celui avec capteur infrarouge et buzzer, pour enfin obtenir notre programme final, après quelque ajustement