FablabSU

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===== Élaboration d'un stroboscope éclairant une corde de Melde=====
  **Superviseur** : Lola Ciapa\\ [[lola.ciapa@espci.fr]]

====Équipe====
===Membre du groupe===

  * Ramy BOUDERBAL\\
[[ramy.bouderbal@etu.sorbonne-universite.fr]]

  * Ilayda SIMSEK\\
[[ilayda.simsek@etu.sorbonne-universite.fr]]\\

  * Balthazar HERNANDO \\
[[balthazar.hernando@etu.sorbonne-universite.fr]]\\

  * Thomas FIGUET \\
[[thomas.figuet@free.fr]]\\

  * Virgile DSB \\
[[virgile1er@yahoo.fr]]\\

----

====Introduction====
\\ ===Avant propos===
\\ Avant toute chose, il conviendrait de spécifier la nature de nos motivations.\\
Dans le cadre de notre UE "projet FabLab" et sous la supervision de Lola Ciapa, nous avons eu pour consigne de concevoir en complète autonomie, et par groupe de cinq, un projet qui servirait à mettre en lumière un concept physique de façon ludique et plutôt visuelle. C'est pour cette raison, qu'après deux semaines de délibérations quant au choix dudit projet; nous avons opté pour la réalisation d'un Stroboscope éclairant une corde de Melde. \\
Cette documentation, va permettre d'une part : de retracer notre avancé au cours du projet et ce, de façon chronologique et d'autre part de rendre accessible la reproduction de ce projet par d'éventuels intéressés.\\
Enfin, pour conserver et perpétuer l'esprit d'échange et de solidarité du FabLab de SU, tout apport, contribution, ou regard critique quant à notre travail sera le bienvenu.
\\ \\ === Présentation des objectifs et de la structure du Wiki ===
\\ Dans ce wiki, vous trouverez à la suite de cette introduction: \\

  * Une partie de présentation théorique des concepts abordés. \\

  * Une section "Journal de Bord" : qui permet de suivre de façon chronologique notre avancement, et nos choix en matière d'organisation. \\

  * Une partie "réalisations pratiques" : qui recensera l'ensemble des montages réalisés en séance de FabLab ou lors de nos nombreuses réunions. \\

  * Une partie "réalisations hypothétiques" : qui correspondrait à la notice de la continuité de notre projet si le confinement n'avait pas eu lieu. \\

  * Une partie "ressources" : qui fera l'inventaire de toutes les données bruts mobilisées lors de la conception de notre projet (code Arduino, OpenScad, plans de découpes ...). \\

=======Concepts et théorie=======
\\ Il existe trois notions essentiels à définir avant d'aller plus loin dans l'étude de la présente documentation : 

  * Le stroboscope. \\

  * L'effet stroboscopique. \\

  * La corde de Melde. \\

\\ ===Le stroboscope===
{{ :wiki:projet:cmi2020gr1:stroboscope-miniature-a-led-blanches-24-led.jpg?nolink&200|}}
\\ Du grec "//Strobos//" signifiant "//tourbillon//" et "//Skopein//" signifiant "//voir//", le terme de "stroboscope" fait référence à tout dispositif mécanique ou électronique, qui permettrait de produire une alternance plus ou moins rapide de phases lumineuses (//flashs//) et de phases obscures. Autrement dit, il peut s'agir d'une source de lumière intermittente. 
\\ Le premier stroboscope électrique est breveté en 1917 par l'ingénieur français Étienne Œhmichen. Cette découverte est à l'origine d'un bouleversement dans le monde de l'acquisition (photo et vidéo), avec la mise au point, peu de temps après, d'une caméra par Œhmichen capable de saisir 1 000 images par seconde. 
\\ Les clichés  mythiques du photographe américain Harold Edgerton sont pour la plupart réaliser avec un stroboscope éclairant le sujet. 
\\ \\ *__Notre objectif__* : 
\\ Concevoir un stroboscope électronique à l'aide d'une LED de puissance, dont la fréquence de clignotement serait commandé par un microcontrôleur Arduino.
\\ \\ ===L'effet stroboscopique===
\\
{{:wiki:projet:cmi2020gr1:pleasantfrankimpala-mobile.mp4 |}}
\\ La stroboscopie permet d'observer des phénomènes périodiques dont la fréquence est trop élevée pour l'œil qui ne perçoit pas la discontinuité.
\\ Si l'on règle la fréquence des flashs sur celle du phénomène, ce dernier apparaît alors comme fixe, ou ralenti (lorsque le phénomène n'est pas parfaitement périodique) et devient alors observable : c'est l'effet stroboscopique
\\ \\ *__Notre objectif__* : 

  * Mettre en œuvre un effet stroboscopique en essayant de faire apparaître un message inscrit sur les pâles d'un ventilateur, ou plus simplement de ralentir ou d'arrêter le mouvement de ce dernier à l'aide d'un éclairage stroboscopique. 
  * Mettre en œuvre un effet stroboscopique couplé à une corde de Melde, afin de pouvoir mettre en évidence les positions successives de cette dernière. 

\\ \\ ===La Corde de Melde===
\\ {{ :wiki:projet:cmi2020gr1:corde_de_melde.jpg?nolink&700|}}
\\ L’expérience de Melde est une expérience scientifique réalisée au xixe siècle par le physicien allemand Franz Melde sur les ondes stationnaires produites sur une corde tendue reliée à un vibreur électrique.
\\ Les ondes mécaniques transversales produites sur la corde par un vibreur électrique se propagent jusqu'à une poulie. Là, une masse tend la corde, de sorte que l'onde incidente se réfléchit et repart dans le sens opposé. La rencontre et la superposition des ondes incidentes et réfléchies est à l'origine d'un phénomène d'interférence d'ondes. 
\\ En fixant la distance entre le vibreur et la poulie, on peut déterminer une tension appropriée pour laquelle apparaissent des ondes stationnaires. On distingue alors des points sur cette onde qui demeurent immobiles, appelés nœuds.

\\ \\ *__Notre objectif__* : 

  * Mettre au point un dispositif de corde de Melde
  * Faire varier les paramètres suivants (dans la mesure du possible) afin de réaliser des mesures et de les comparer aux résultats expérimentaux :
 - La fréquence du vibreur 
 - La masse disposée dans le plateau, ce qui permet de modifier la tension de la corde, donc la longueur d'onde (se référer au "point formules")
 - La longueur de la corde 

\\ \\ *__Quelques explications théoriques supplémentaires__* : 
\\ \\ L’expérience de la corde de Melde montre qu’une corde tendue entre deux points fixes et excitée sinusoïdalement vibre selon des fréquences particulières, appelées « modes propres de vibration ».
\\ Pour la plus basse de ces fréquences, notée $f_{0}$ , on parlera de mode « **fondamental** » et on observera que la corde présente un fuseau : entre deux points qui ne vibrent pas (les deux extrémités, appelés « nœuds de vibration »). La corde oscille, et certains points (au milieu de la corde, appelés « ventre de vibration ») ont une vibration d’amplitude maximale.
\\ Pour toute fréquence $f_{n}$ multiple de la fréquence propre, on observe à nouveau des oscillations de la corde présentant des nœuds et des ventres. Ce sont les **modes harmoniques**. Hors de ces fréquences harmoniques, la corde ne répond pas à l’excitation de la source.
\\ \\ <note> __Point formules :__ (//plus de détails dans la section "ressources"//)
\\ On dit que les fréquences propres sont quantifiées, ce qui signifie qu’elles ne prennent que certaines valeurs bien définies multiples de $f_{0}$ donc $f_{n} = n \times f_{0}$ ,avec n un entier positif.
 \\ Deux nœuds consécutifs, comme deux ventres consécutifs, sont séparés d’une distance :
 $d= {\frac {n}{L}}$ , avec L la longueur de la corde.
 \\  De plus, dans le cas de la corde de Melde, deux ventres consécutifs sont aussi séparés par une distance d égale à la moitié de la longueur d’onde de l’onde stationnaire : $d= {\frac {\lambda}{2}}$
\\ D'où $L=n \times {\frac {\lambda}{2}}$
\\ De plus $\lambda={\frac {v}{f}}$
\\ et : $v={\sqrt{\frac {T}{\mu}}}$
</note>
\\ \\ :!: **__Notre objectif devient désormais clair__** : :!:
\\ Nous allons **faire varier expérimentalement** la **longueur de la corde** L, sa **tension** T (en **changeant la masse de l'objet** suspendu car son poids = tension de la corde car il y a **équipartition des forces grâce à la poulie**), voire même si possible sa nature (donc **sa masse linéique** $\mu$), et l'on vérifiera que la **fréquence propre des oscillations** est bien donnée par la formule : 
\\ $f={\frac{n}{2L}}{\sqrt{\frac {T}{\mu}}}$





=======Journal de bord:=======
====Le 29/01/2020 :====
===CR 1ere séance de projet en présentiel : ===
  **L'essentiel** : \\

  * Présentation des objectifs de l'UE
  * Constitution des groupes
  * Premières discussions sur les principes physiques à traiter :
 - Radioactivité, désintégration
 - Dynamique des fluides : effet venturi 
 - Ondes et interférences 
  * Premières discussions quant au mode d'organisation :
 - **rétroplanning** ou **diagramme de Gantt**
 - Possibilités de répartition des tâches



====Le 04/02/2020 :====
===CR 2eme séance de projet en présentiel : ===
  **L'essentiel** : \\
  *Discussion quant aux différents projets proposés en première séance\\
    *Compteur Geiger\\
    *Plateau de Chladni\\
  *Apprentissage du fonctionnement des machines présentent au Fablab:\\
    *Imprimante 3D\\
    *Découpeuse Laser\\
  *Apprentissage du fonctionnement des cartes Arduino.\\
    *Familiarisation avec le codage 

  **Objectifs prochaine réunion** :\\
  *Choisir définitivement le projet à effectuer avant la prochaine semaine\\
  *Se mettre d'accord sur la loi physique utilisée pour le projet\\
  *Dresser la liste des éléments à utiliser pour le fonctionnement du projet pour pouvoir passer commande au plus tôt.\\

====Le 11/02/2020 :====
===CR 3eme séance de projet en présentiel : ===
  **L'essentiel** : \\
{{ :wiki:projet:cmi2020gr1:tinkercad_led_potentiometre_frequence_reglable.jpg?nolink700|}}
  *Délibération finale et prise de décision quant à la direction à donner au projet :\\
  *Choix du mode de fonctionnement et de la **nature du stroboscope** : tube flash ou LED
  *Réalisation de premiers tests sur breadboard
    * mise en place d'un modèle simple du stroboscope : LED bleue + potentiomètre 
    * Mise en place d'un programme arduino permettant de contrôler la fréquence de clignotement de la LED.
    * Transposition du modèle à une LED de puissance 1W :  HUW01B.\\
      *datasheet du composant : https://www.gotronic.fr/pj-704.pdf \\
  *Discussion quant à la liste des composants électroniques nécessaires 
  *Discussion quant à la nature du phénomène mis en exergue par notre effet stroboscopique.
    *Cuve à ondes 
    *Corde de Melde ?
    *A priori, la corde de Melde est retenue, mais en prévention d'un revirement soudain, la priorité demeure la réalisation d'un stroboscope.


  **Objectifs prochaine réunion** :\\
  *Planification de la réunion à venir
    *Diagramme de Gantt ? (ou autre ?)
  *Répartition claire des tâches de chacun
  *Conception d'une ébauche de boîtier pour le stroboscope
  *Discussion quant au choix de la LED de puissance
    *Quelle puissance ?
    *Quelle résistance associée ?
    *Comment outrepasser la limite des 500mA (via alim USB de l’Arduino UNO)
  *Établissement d'un premier croquis de la motorisation de la Corde de Melde
  *Réflexion quant à la fréquence/vitesse de rotation du moteur rapportée à la longueur de la corde (cf. docu wikipedia) afin de produire l'effet d'oscillation harmonique


====Le 18/02/2020 :====
===CR 4eme séance de projet en présentiel : ===
  **L'essentiel** : \\

  *Codage Arduino qui permet de faire clignoter la LED\\

  void setup() {pinMode(13, OUTPUT);Serial.begin(9600);}
  the loop routine runs over and over again forever:
  void loop() {int sensorValue = analogRead(A0); //sensorValue: 0~1023
  int delay_time = map(sensorValue, 0, 1023, 5, 1000);
  if(500/delay_time==0) Serial.print("0.5");
  else Serial.print(500/delay_time);
  Serial.println(" Hz");
  digitalWrite(13, HIGH);    
  delay(delay_time);              
  digitalWrite(13, LOW);    
  delay(delay_time);}              

====Le 25/02/2020 :====
===CR 5ème séance de projet en présentiel : ===
{{ :wiki:projet:cmi2020gr1:inspiration.png?nolink&500|}}
  **L'essentiel** : \\
  *Réalisation de tests avec une alimentation de 12volts
  *N'ayant toujours pas reçu notre LED de puissance, réalisation de tests avec 3 LED de 3W chacune mise en série
  *Documentation de la corde de melde
    * Réalisation d'une première modélisation de la corde de melde
  * Prise de mesure de la fréquence de clignotement avec l'oscilloscope
  * Recherche d'inspiration pour le boitier du stroboscope
  * Questionnement quant au matériau utilisé
  * Questionnement relatif à la nature des jointures des différentes faces du boitier :
    - Emboîtement (façon maquette, sans utiliser de colle)
    - Colle à bois ? 
    - Compromis entre les deux précédentes options ?
  * Etudes des différentes options pour l'agitateur de Melde : 
    - Utilisation de celui des appariteurs ?
    - Utilisation d'un moteur brushless (pour imprimer un mouvement rotatif qui sera converti en mouvement transversal haut/bas) ?
    - Utilisation d'un vibreur électrique (type VM1201 ou VPM2 sur Gotronic.fr) \\

  **Objectifs prochaine réunion** :\\

  * Réception de la commande
  * Tests avec le vibreur miniature 
  * Préparation de la soutenance de mi-parcours
  * Découpe des différentes pièces du boitier à la fraiseuse laser
  * Réalisation d'un système de poulie sur OpenScad et impression (si possible) 





====Le 03/03/2020 :====
===CR 6ème séance de projet en présentiel : ===
  **L'essentiel** : \\

{{ :wiki:projet:cmi2020gr1:patron_boitier_strobe.jpg?nolink&400|}}

  * Présentation de la soutenance de mi-parcours
  * Réception de notre commande 
  * Essai des vibreurs électriques avec un lacet en guise de corde :
  - Peu concluant, oscillation impossible à contrôler de façon précise
  - Mouvement difficilement imprimé à la corde en raison d'une perte des vibrations à travers la pince en métal joignant les deux
  * Essai de la LED de puissance (qui dispose d'une tension de seuil BEAUCOUP plus importante que celle que l'on avait initialement commandé) 
  - Test sur alimentation 30 V 
  - Réflexion quant à la nécessité d'utilisation d'un transistor au vu de la tension d'allumage de la LED et de la nécessité de la contrôler avec l'arduino qui délivre une tension de 5V max  \\
  - Choix du transistor à utiliser


  * Découpe du boitier et montage de ce dernier en suivant le plan précédemment établi
  * Formulation d'une demande pour utiliser le vibreur de Melde des préparateurs de mécaniques
  * Réalisation d'une poulie sur OpenScad (en changeant les dimensions des poulies réalisées par les contributeurs GitHub) pour qu'elle convienne à notre utilisation

\\ \\ **Objectifs prochaine réunion** :\\

  * finalisation du stroboscope 
  * placement des différents composants et réalisation des soudures et des fixations à faire sur ce dernier (LED, breadboard et câblage notamment) 
  * Finalisation de la poulie et impression si possible 
  * Choix d'une corde, et détermination de sa masse linéique avec balance de précision si possible


====Le 10/03/2020 :====
===CR 7ème séance de projet en présentiel : ===
  **L'essentiel** : \\

  * Finalisation du montage du stroboscope 
  -Soudure de la LED
  -Câblage définitif de la breadboard et fixation au sein du boitier
  -Configuration et branchement de l'Arduino
  -fermeture du boitier (désormais scellé) 


  * Réalisation du montage permettant la **visualisation d'un effet stroboscopique sur un ventilateur en marche** 

  * Révision et modification du code de notre stroboscope 

\\ \\ **Objectifs prochaine réunion** :\\

  * Réalisation des expériences avec le vibreur de Melde des préparateurs (moyen le plus simple) 
  * Ou réalisation d'un système à bielle pour convertir le mouvement rotatif d'un moteur brushless en un mouvement de haut en bas (trop fastidieux)

=======Réalisations pratiques=======
 Ce volet regroupe l'intégralité des réalisations, montages et expériences ayant été réalisés en séance de projet FabLab ou durant une des nombreuses réunions supplémentaires organisées par nos soins
====Le stroboscope à LED====
  *__Rappel des objectifs__* 
\\ Conception d'un **stroboscope à LED**, dont la **fréquence de clignotement** sera contrôlé par un **potentiomètre** et un microcontrôleur **Arduino**.

\\ \\ *__Matériel utilisé__* :

  * Carte Arduino Uno 
  * Breadboard
  * Jumper Wires
  * Potentiomètre Linéaire (200 $\Omega$)
  * Mosfet (transistor) IRF540N 
  * LED de puissance (20W) L20WFS
  * Résistance 1k $\Omega$
  * Alimentation continue 32 V
  * Refroidisseur
  * Colle thermique 
\\ \\
//__facultatif__// :

  * Ecran LCD Blue Backlight 16x2
  * De préférence avec un shield compatible pour faciliter le câblage 

\\ \\ *__Schéma du montage final__* : //(initialement prévu pour une LED de 10W avec tension d'allumage 12V)// \\
{{ :wiki:projet:cmi2020gr1:schema_strobe_led.jpg?nolink&800|}}
\\ <code C>
// CONSTANTS
const byte potPin = A0;
const byte strobePin = 3;

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

void loop() {
  // Analog red gives a value between 0-1023
  int potValue = analogRead(potPin);
  // Convert this to a sensible range of values for the strobe delay
  // 50Hz = 20ms between flashes
  int refreshRate = map(potValue, 0, 1023, 100, 1);
  
  // Turn the strobe LED on
  digitalWrite(strobePin, HIGH);
  delay(refreshRate);
  // Turn it off again
  digitalWrite(strobePin, LOW);
  delay(refreshRate);
}
</code>

<note> Bien évidemment la conception de notre stroboscope n'a pas été aussi simple, et nous avons été confrontés à un certain nombre de difficulté notamment sur le choix du mosfet et l'affichage des valeurs du moniteur série sur notre LCD. \\
:!: Le code et le schéma  présentés ci-dessus correspondent à la version finale que nous avons retenus après un certains nombres de modifications et de correctifs apportés à des versions antérieures moins performantes :!: </note>

\\ *__Premiers tests de clignotement avec LED de puissance 1W __* : // (avant livraison de notre commande) //
\\ \\ Premier montage réalisé (rudimentaire) cf. CR Séance 3-4 \\
{{:wiki:projet:cmi2020gr1:img_20200211_112219.jpg?nolink&600|}}
{{     :wiki:projet:cmi2020gr1:img_20200218_111916.jpg?nolink&600|          }}
\\ <note> L'objectif de ce montage a été dans un premier temps de réalisé un test de notre stroboscope à une **échelle réduite**. Ici, la tension d'allumage de la LED correspond a peu près à la tension de sortie de notre Arduino (5V), donc pas besoin de transistor. 
\\ :!: Le principe de fonctionnement du montage repose sur l'attribution d'une valeur analogique (de 0 à 1023) grâce au potentiomètre (en le réglant à notre convenance), cette valeur est lue par notre carte Arduino (fonction analogRead), puis cette valeur sera convertie en un temps de rafraîchissement (refreshRate), qui va correspondre au temps d'allumage puis temps d'extinction.
\\  On attribue le temps de rafraîchissement 0 ms à la valeur analogique 0, et le temps de rafraîchissement maximum (donc fréquence min) à la valeur 1023, disons 1000 ms dans notre exemple
\\ Le temps de rafraîchissement est inversement proportionnel à la fréquence de clignotement, on obtient ainsi un intervalle de temps d'allumage et d'extinction et donc de fréquence dépendant des valeurs analogiques prises par le potentiomètre. :!:  </note>

\\ \\ *__Exemple vidéos du fonctionnement de notre 1er montage __* : // (avant livraison de notre commande) //
\\ {{:wiki:projet:cmi2020gr1:montage_1.mp4 |}}
{{ :wiki:projet:cmi2020gr1:montage_1_vid_2.mp4 |}}

\\ \\  *__ Test du montage définitif avec LED 20 W __* : // (après livraison de notre commande) //

<note> Ici, le principe d'attribution d'une valeur analogique via le potentiomètre qui sera convertie en fréquence de clignotement (comme précédemment évoqué) est le même.
\\ :!: La seule nouveauté réside dans l'utilisation d'une LED qui nécessite une tension d'allumage 30 V environ, dès lors il devient nécessaire d'utiliser un mosfet pour la controler via la carte arduino, sans endommager cette dernière (//cf. "ressources" pour le fonctionnement du mosfet//) :!: 
\\ Nous avons également disposé cette LED sur un dispositif refroidisseur (pas encore fixé à la colle thermique à ce stade, car il ne s'agit que d'un test), car cette dernière **chauffe beaucoup** en raison de la puissance dissipée </note>  
{{ :wiki:projet:cmi2020gr1:montage_2_vid_1.mp4 |}}
====Expérience 1 : Effet stroboscopique avec pâles de ventilateur====
{{ :wiki:projet:cmi2020gr1:vid_20200310_113355_0_.mp4 |}}{{ :wiki:projet:cmi2020gr1:vid_20200310_114346_0_.mp4 |}}
<note> Cette expérience est d'une **importance majeure** car elle constitue l'unique preuve de viabilité de notre stroboscope (car la seconde n'a pas pu être réalisée en raison du confinement) 
\\ Elle met en lumière un **cas classique d'effet stroboscopique** qui consiste à donner l'impression de ralentir, voire d'arrêter la rotation des pâles, ou de l'inverser, en réglant la fréquence de clignotement sur celle de la rotation des pâles du ventilateur. 
\\ La rotation n'étant pas parfaitement périodique, nous n'avons réussi, qu'à ralentir, inverser et rendre visibles les pâles qui, pourtant, tournent à grande vitesse et sont normalement indiscernables. 
\\ Le carton placé à l'arrière permet grâce aux ombres projetées à sa surface de mieux rendre compte du phénomène. </note>




====Poulie====

{{ :wiki:projet:cmi2020gr1:poulie_2.jpg?nolink&700|}}
\\ \\ :!: *__Objectif__* : :!:
\\ Concevoir un système de poulie pour garantir l'équipartition des forces de sorte qu'en y suspendant un objet de masse "m", son poids est égale à la tension du fil (paramètre que l'on souhaiterait faire varier pour vérifier expérimentalement la formule précédemment évoqué) 

\\ \\ En reprenant le code OpenScad d'un contributeur Github : qui permet de générer une poulie dont les dimensions peuvent être définis par l'utilisateur, nous avons modifier ces dernières pour qu'elles correspondent à notre usage

\\ \\ *__Dimensions__* : 


  * Diamètre extérieur : 40.2357 mm
  * Nombre de dents : 64 
  * Belt type : GT2 (2 mm)
  * Diamètre intérieur : 5 mm

<note warning>Malheureusement nous n'avons pas eu l'occasion de lancer l'impression de notre poulie avant le début du confinement, nous disposons cela dit du fichier en STL </note>


=======Réalisations hypothétiques=======

// // Cette partie regroupe l'intégralité des travaux prévus pour les deux séances restantes du projet fablab.

  *__Travaux restants__* : 

  * Impression Poulie 
  * Impression engrenage et dispositif à bielle (facultatif, car le vibreur de Melde allait être emprunté auprès des préparateurs de mécanique)
  * Expérience avec corde de Melde (vérification de la formule) 
====Vibreur de Melde====

  *__Remarques__* : 

  - Il a été particulièrement difficile pour nous de concevoir un système permettant de reproduire le mouvement de translation (de bas en haut) du vibreur de Melde.
  -  Nous avons dans un premier temps, commandé un vibreur électrique miniature (VM1201), mais la fréquence des impulsions n'étant pas réglable de façon efficace, nous avons dû abandonner cette piste.
  -  Nous avons ensuite envisager de modifier la nature des oscillations en reliant simplement une corde à un moteur rotatif brushless et à une extrémité fixe 
  *  Problème : Cela dénaturait l'objet de notre projet. 

  * Nous avons ensuite envisagé de commander un vibreur de Melde mais les coûts importants nous en avait dissuadé
  * Seul solution restante : emprunter un vibreur de Melde auprès des préparateurs de mécanique pour mener à bien notre expérience
  * Alternative : Contraints à une solution peu créative ... Nous avons cependant réfléchi au moyen de convertir le mouvement rotatif du moteur brushless en un mouvement de translation en utilisant un système bielle-manivelle, la prochaine section est consacrée à cette piste supplémentaire.

  *__Piste explorée : Système à bielle-manivelle__* : 
\\ \\ *__Intérêt :__* \\ 

  * Convertir un mouvement rotatif en un mouvement de translation haut-bas 


  *__Limites :__* {{ :wiki:projet:cmi2020gr1:bielle_manivelle.jpg?nolink&400|}}


  * Conception fastidieuse, surtout compte tenu du temps restant 
  * Nécessite l'utilisation de pièce peu ou difficilement usinables (maneton) 
  * Certaines pièces dont le maneton assurent des liaisons pivots : particulièrement soumises à des contraintes de frottements (entre autres) et doit être par conséquent très résistants
  - donc : conception à l'imprimante 3D difficile. 
  * Risque de rupture du système en raison de la vitesse du moteur qui est très élevée 
  * Perte potentielle du contrôle sur la fréquence du mouvement que l'on désire réalisé en raison des saccades 

\\ \\ 
  *__ :!: Conclusion : :!: __*

\\ Par manque de temps, et notamment à cause du confinement, nous n'avons pas été en mesure d'exploiter cette voie (ou piste) de façon effective. 
\\ Cela dit, nous aurions au moins pu être en mesure de réaliser des tests, en imprimant des pièces du système-bielle manivelle que l'on a pu trouver sur github et dont les dimensions ont été réajustées (cf. "ressources")



====Expérience 2 : Effet stroboscopique avec corde de Melde====

<note warning> Bien que cette partie corresponde à la pièce maîtresse de notre projet, nous n'avons pas eu l'occasion de la mener à bien et nous ne disposons donc, à notre plus grande frustration, d'aucune donnée expérimentale, cette partie va donc expliciter le protocole expérimentale qui aurait dû avoir lieu </note>

  **__Expérience préliminaire : détermination de la masse linéique de plusieurs cordes__** : 

  **__matériel nécessaire__** : 

  * Cordes de natures différentes 
  * Balance de précision 
  * Mètre ruban 

<note important> **__Formule de la masse linéique__**
\\ $ \mu={\frac{m}{L}}$ ,
\\  avec m la masse (en kg) 
\\ et L la longueur de la corde (en m) </note>

\\ \\ **__Protocole expérimental__** : 

  * Il convient d'abord de tarer la balance avant chaque pesée
  * Puis l'on procède à la pesée de chaque corde 
  * On mesure ensuite chacune d'entres elles à l'aide d'un mètre ruban 
  * Enfin, on applique la formule du calcul de la masse linéique en effectuant le rapport des deux

\\ \\ **__L'expérience en question__** : 

<note> **__Objectif__** : 

  * Le but de cet expérience et de démontrer la validité de la formule précédemment énoncé et ce d'une façon ludique, et en utilisant notre stroboscope.
  * Rappel formule :
\\ $f={\frac{n}{2L}}{\sqrt{\frac {T}{\mu}}}$

</note>

  **__matériel nécessaire__** :  


  * L'ensemble des cordes de longueurs et de masses linéiques connues 
  * Un générateur de vibration de fréquence réglable (ou vibreur de Melde) 
  * Des poids de masses différentes (quelques grammes) maximum 50g (masse conseillée pour les vibreur de Melde)
  * Une potence 
  * Une poulie 
  * Notre stroboscope 

  **__Protocole expérimental__** :  


  * Choisir une corde : 
 - De longueur L 
 - De masse linéique $\mu$
  * Choisir un poids de masse M (et procéder au calcul de son poids, qui correspond à T)
  * modifier **à l'aveugle** la fréquence de vibration jusqu'à l'obtention de fuseaux (ventres) bien saillants, et de nœuds bien distincts

:!: L’Objectif est désormais de déterminer la fréquence du vibreur par le calcul à l'aide de la formule précédemment énoncée :!: 


  * Le nombre de ventres visibles correspondant à n, il suffit à présent de faire une simple **application numérique de la formule** 

  * Une fois la fréquence trouvée, régler le stroboscope à ladite fréquence
  * On observera un effet stroboscopique 
  * Réitérer l'expérience avec plusieurs poids, longueurs de corde et masses linéiques différentes




=======Ressources=======
  **__Codes__**


\\ *__Clignotement de la LED à fréquence réglable__*
\\ \\ <code C>
// CONSTANTS
const byte potPin = A0;
const byte strobePin = 3;

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

void loop() {
  // Analog red gives a value between 0-1023
  int potValue = analogRead(potPin);
  // Convert this to a sensible range of values for the strobe delay
  // 50Hz = 20ms between flashes
  int refreshRate = map(potValue, 0, 1023, 100, 1);
  
  // Turn the strobe LED on
  digitalWrite(strobePin, HIGH);
  delay(refreshRate);
  // Turn it off again
  digitalWrite(strobePin, LOW);
  delay(refreshRate);
}
</code>

\\ \\ *__Affichage du moniteur série (lecture de la fréquence du stroboscope)__*
\\ \\ <code C> #include <Wire.h>
#include "rgb_lcd.h"

rgb_lcd lcd;

void setup() {
    // set up the LCD's number of columns and rows:
    lcd.begin(16, 2);
    // initialize the serial communications:
    Serial.begin(9600);
}

void loop() {
    // when characters arrive over the serial port...
    if (Serial.available()) {
        // wait a bit for the entire message to arrive
        delay(100);
        // clear the screen
        lcd.clear();
        // read all the available characters
        while (Serial.available() > 0) {
            // display each character to the LCD
            lcd.write(Serial.read());
        }
    }
}
</code>

\\ *__Bielle et manivelle (objet 3D)__*
\\ \\
{{:wiki:projet:cmi2020gr1:bielle_stl_2.jpg?nolink&600|}}
{{:wiki:projet:cmi2020gr1:villebrequin_stl.jpg?nolink&600 |}}
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