Projet Final - Minuteur lumineux

BARA Soumaila 
BUNTURI Polina 
SALEH Souad

L'Idée 

Pour notre projet final de prototypage, nous avons choisi de concevoir un minuteur. Un outil tout simple qu'on a choisit d'innover de notre manière. 

Comme tout minuteur, notre dispositif répond à un besoin simple mais essentiel : la gestion du temps. Il permet à l’utilisateur de visualiser une durée donnée afin de ne pas oublier une tâche ou de mieux organiser son activité.

Cependant, ce qui distingue notre minuteur des modèles classiques est son approche visuelle et sensorielle. Au lieu d’un affichage numérique, le temps est matérialisé par une illumination progressive de segments lumineux. Plus le temps s’écoule, plus le minuteur s’illumine, offrant ainsi une lecture intuitive, immédiate et esthétique du temps restant.

Concept général du dispositif

Le minuteur repose sur une logique simple :

• Le temps total est divisé en 10 segments
• Chaque segment correspond à un temps en fonction de la durée définie. 
• À mesure que le temps passe, les segments s’allument progressivement

Visuellement, cela se traduit par une montée en lumière à travers des tiges en plexiglas, comme on peut l’observer sur les photos. Ce choix rend l’objet à la fois fonctionnel et décoratif.

Pour mettre ce concept a vie Nous avons commencer par un simple croquis lors d'un brainstorming qui nous a permis d'aller plus loin que notre imagination

ci-dessous, nous décrivons la conception de l'outil en trois parties. 

1- Partie 3D - La base : 

Nous avons concever la base grace à Fusion 3D.

La base du minuteur a été conçue comme une structure rectangulaire creuse (assurant à la fois stabilité et légèreté.

Mesures : 215 mm de longueur, 40 mm de profondeur et 110 cm de largeur),largeur.

Elle se présente sous la forme d’un cadre allongé, avec une ouverture centrale qui permet d’intégrer les autres composants du dispositif.

La partie supérieure et la partie inférieure de la base comportent une série d’encoches régulièrement espacées (environ 1.5 cm ). Ces ouvertures ont un double rôle : elles permettent de laisser passer la lumière (notamment celle des LED), et servent également de repères visuels pour matérialiser l’écoulement du temps.

Sur les côtés, des ouvertures verticales ont été intégrées afin de faciliter l’insertion des éléments internes, comme le plexiglas ou les composants électroniques. Ces découpes permettent aussi d’accéder plus facilement à l’intérieur de la structure lors de l’assemblage ou de la maintenance.

Enfin, la géométrie globale a été pensée pour être facilement fabriquée, notamment via impression 3D ou découpe,3D, tout en garantissant une bonne rigidité de l’ensemble. Le design est volontairement épuré et fonctionnel, en cohérence avec l’objectif du minuteur : être à la fois pratique et esthétique.

Impression 3D

La base du minuteur a été réalisée par impression 3D à l’aide d’une imprimante Bambu Lab, en utilisant le logiciel Bambu Studio pour la préparation du fichier.

Le modèle 3D a d’abord été exporté depuis Fusion 3D au format STL, puis importé dans Bambu Studio afin de configurer les paramètres d’impression et générer le fichier G-code.

Nous avons utilisé des paramètres standards par défaut, adaptés à une impression de bonne qualité tout en limitant le temps d’impression. Le matériau utilisé est du PLA, un plastique couramment employé en impression 3D pour sa facilité d’utilisation et sa bonne rigidité.

Les principaux paramètres sont les suivants :

• Hauteur de couche : 0,2 mm, permettant un bon compromis entre précision et rapidité
• Taux de remplissage (infill) : environ 15 à 20 %, suffisant pour assurer la solidité de la structure tout en réduisant la consommation de matière
• Vitesse d’impression : réglage standard du logiciel
• Température d’extrusion : environ 200 °C (adaptée au PLA)
• Température du plateau : environ 60 °C pour assurer une bonne adhérence

Concernant l’orientation de la pièce, la base a été positionnée de manière à minimiser l’utilisation de supports et à garantir une bonne qualité des surfaces visibles. Grâce à sa forme simple et ouverte, peu de supports ont été nécessaires.

Une fois l’impression terminée, un post-traitement léger a été effectué : retrait des éventuels supports, nettoyage des surfaces et vérification des dimensions pour s’assurer de la bonne insertion des composants.

Ce procédé de fabrication permet d’obtenir une pièce précise, légère et suffisamment résistante pour accueillir les différents éléments du minuteur.

2- Partie 2D- Les Plexiglass : 

Les éléments en plexiglas constituent la partie visible du minuteur et jouent un rôle essentiel dans la restitution visuelle du temps.

Nous avons conçu ces éléments sous forme de tiges rectangulaires à l’aide du logiciel Inkscape, puis nous les avons découpés au laser dans des plaques de plexiglas.

Caractéristiques :

• Nombre : 10 tiges
• Dimensions :
  • Longueur : 15 cm
  • Largeur : 4 cm
  • Épaisseur : 5 mm

Grâce à la transparence du matériau, la lumière émise par les LED situées en dessous se diffuse à l’intérieur de chaque tige.

Le plexiglas agit ainsi comme un guide de lumière, permettant de transformer une source lumineuse ponctuelle en une surface éclairée homogène. Cela crée un effet visuel progressif : à mesure que les LED s’allument, les tiges s’illuminent les unes après les autres, matérialisant l’écoulement du temps.

Enfin, le choix du plexiglas répond à plusieurs critères : il est à la fois léger, résistant, facile à usiner et permet une diffusion lumineuse. Il contribue ainsi à l’aspect esthétique et fonctionnel du minuteur.

Découpe 2D Laser Trotec :

La découpe des tiges en plexiglas a été réalisée à l’aide d’une machine de découpe laser Trotec.

Après leur conception sur Inkscape, les fichiers ont été exportés en format vectoriel (SVG ou PDF), puis importés dans le logiciel de la machine pour lancer la découpe.

Le plexiglas utilisé a une épaisseur de 5 mm. La plaque a été placée sur le plateau, puis les paramètres ont été réglés de manière standard : une puissance élevée et une vitesse modérée pour obtenir une découpe propre et précise.

Le laser permet de découper la matière avec une grande précision en la chauffant localement. Cela donne des bords nets et légèrement lisses, ce qui améliore la diffusion de la lumière dans les tiges.

Après la découpe, les pièces ont été récupérées et nettoyées, puis le film de protection a été retiré.

Cette technique permet d’obtenir des pièces précises, propres et adaptées au fonctionnement du minuteur.

3- Programmation du code : 

Le fonctionnement du minuteur repose sur un système électronique permettant de contrôler l’allumage progressif des LED en fonction du temps.

Nous avons utilisé une carte Arduino (UnoR3) afin de programmer et piloter le dispositif. Celle-ci est reliée à un ruban de LED adressables de type WS2812B (NeoPixel), qui permet de contrôler individuellement chaque LED.

Le programme utilise la fonction millis() de l’Arduino, qui permet de mesurer le temps écoulé depuis le démarrage. À chaque intervalle de temps atteint, un nouveau segment de LED est activé.
Les LED correspondantes s’allument alors progressivement, ce qui crée une visualisation directe de l’avancement du temps.

Le principe de fonctionnement est basé sur une division du temps en segments.

Exemple : 

Pour 10 minutes → 10 segments s’allument progressivement
donc 1 segment = 1 minute

• Temps total = 10 min = 600 000 ms
• Nombre de segments = 10
• Intervalle = 600 000 / 10 = 60 000 ms (1 min)

Les LED sont positionnées sous les tiges en plexiglas, ce qui permet une diffusion verticale de la lumière. Ce positionnement a été pensé pour maximiser l’effet visuel et assurer une bonne répartition lumineuse.

Le code repose sur une boucle principale qui vérifie en continu le temps écoulé et met à jour l’affichage en conséquence. Une structure conditionnelle permet de déclencher l’allumage des segments au bon moment, tandis qu’une boucle interne active les LED correspondant à chaque segment.

Enfin, plusieurs choix techniques ont été faits pour garantir la fiabilité du système. L’utilisation d’une alimentation externe permet d’éviter toute surcharge de l’Arduino. De plus, la librairie Adafruit NeoPixel simplifie la gestion des LED et assure un contrôle précis de leur comportement.

L’ensemble du système permet ainsi d’obtenir un minuteur fonctionnel, évolutif et facilement paramétrable selon la durée souhaitée.

Code :