Jeudi 10 septembre
Lors de cette première séance, nous avons eu une présentation du cours mécatronique ainsi que les deux projets à réaliser cette année. En fin de scéance, nous avions formé les équipes pour chaque projet.
Notre équipe se forme des 6 EMINEURS : Meriem MAATAOUI, Imane CHKIH, Mohammed Nour KITRI, Oussama MACHI, Yassine MANANE et Yassine EL BOUZKOURI.
Notre travail a débuté par une recherche de documentation. Nous cherchions à comprendre le fonctionnement du SCANNER 3D ainsi que les différentes méthodes de scan déjà existantes. Enfin, on a commencé à travailler sur le cahier des charges afin de bien comprendre ce qui nous est demandé
Jeudi 17 septembre
Durant cette semaine, nous avons désigné un chef de projet, un responsable de communication ainsi qu'un responsable d'achats.
En voici les résultats :
- Meriem MAATAOUI, Chef de projet.
- Yassine EL BOUZKOURI & Yassine MANANE Responsables de communication.
- Oussama MACHI, Responsable d'achats.
Nous avons commencé à avoir une idée générale sur le projet, en étudiant l'analyse fonctionnelle du projet.
Voici le schéma synoptique ainsi que les chaînes d'énergie et d'information du Scanner :
Jeudi 1er Octobre
Nous avons avancé dans la conception du scanner. Une réunion avec les clients, encadrants et le Boss était indispensable pour discuter les différents choix techniques proposés. Ces choix seront détaillés ci-après.
Afin d'assurer le scan de toute la partie apparente de l'objet, notre scanner devrait avoir deux degrés de liberté: assurer la rotation du plateau, de plus que la rotation de l'ensemble {Laser, Appareil photo} autour du plateau. Pour ce faire, on peut envisager 3 possibilités :
L'ensembe {L+C} se déplace par translation sur une coulisse sous forme d'un cercle.
Le bras tourne autour de du plateau , l'ensemble {L+C} est encastré sur un support perpendiculaire au bras.
Le bras tourne autour du plateau, l'ensemble {L+C} est directement encastré sur le bras
La 1ère possibilité n'a pas été validée par nos tuteurs, vu qu'elle était difficile à réaliser avec le matériel disponible au Fablab de notre école. La 2ème solution nous ajoutait des contraintes et des pièces en vain, du coup nous avons opté pour la 3ème.
A l'approche de la date prévue pour la première revue de projet ( 8 octobre), nous avons commencé à concevoir sur papier notre modèle mécanique pour le projet. Pour ce, nous avons établi le schéma cinématique du Scanner ainsi qu'un modèle approché en 3D sur SolidWorks.
Une fois notre modèle en tête, nous avons commencé à développer les solutions mécaniques pour le plateau et le bras.
Nous avons jugé bon de nous focaliser sur la conception de la partie assemblage moteur - plateau et des différentes pièces qui lui sont associées (notamment la tige sur laquelle se montera les roulements ), et ceci pour deux raisons :
Le travail sur cette partie est beaucoup plus facile (relativement à la partie des bras), vu que le tout tourne autour du même axe.
Une fois le moteur, accouplement, puis roulements (et éventuellement les pièces qui leurs permettent une fixation absolue) dessinés, la conception pourra être adaptée à la deuxième partie: assemblage moteur - bras. Chose qui nous fera gagner plus de temps.
Après avoir discuté plusieurs solutions , et en fonction du matériel et des dispositifs présents à l'école nous avons abouti à la solution suivante:
Jeudi 8 Octobre
C'est le jour de la présentation de notre première revue de projet. La présentation a eu lieu le matin, tout s'est bien passé. Nous avons continué à travailler durant toute l'après midi, en tenant compte des remarques et conseils dont nous ont fait preuve les tuteurs durant la revue de projet.
Le pôle mécanique s'est concentré sur la maquette SolidWorks, le pôle informatique sur le calcul des coordonnées des points et le pôle électronique devait choisir les servomoteurs avec lesquels nous allons travailler.
Le calcul des coordonnées et la précision liée au calcul de ces coordonnées sont disponibles ci-dessous:
La précision de la mesure des coordonnées d’un point
Voici une vue globale du système sur la maquette SolidWorks disponible jusqu'à présent:
Jeudi 22 Octobre
Nous avons, lors de cette séance, réalisé les calculs de l'encombrement du système et de la position de l'appareil photo et du Laser en fonction de la précision. Le calcul s'effectue par résolution d'un système d'équations sur Matlab jusqu'à l'obtention d'une solution. Le pôle mécanique n'a pu donc continuer à travailler sur la maquette qu'après avoir finalisé les calculs en question, chose qui a ralenti l’avancement vis à vis à la réalisation de la maquette ainsi qu'au calcul du couple nécessaire pour faire tourner les bras.
Position de l'appareil photo et le Laser
Conditions pour que la plateforme tourne sans que le bras l’encombre
Nous avons aussi discuté de la problématique de la lumière . Comment homogénéiser l'éclairage et améliorer donc la qualité de la photo prise par l'appareil? Si l'objet que l'on souhaite scanner n'est guère soumis à un éclairage uniforme, nous risquons d'avoir des images erronées. Pour éviter tout problème d'acquisition des différentes images de l'objet, nous avons donc besoin d'une lumière uniforme, homogène et blanche de préférence. Pour ce faire, il va falloir mettre d'abord l'objet à scanner dans une obscurité totale, puis ensuite l'éclairer de manière uniforme, tout en utilisant une source de lumière diffuse. La plus simple solution, est d'utiliser une lampe LED avec du papier calque pour la diffusion. Vous trouverez plus de détails sur le document ci-dessous:
Concernant le choix du matériel, nous avons abouti à deux choix :
Appareil photo:
Nous avons choisi SONY ALPHA ILCE-5000 qui possède de nombreux avantages:
- Le nombre de pixels est 20.1 Mpx. Cette donnée nous sera utile, vu que la taille du pixel influe la précision de l'image et que le cahier des charges nous impose une grande précision pour le système.
- Elle possède un kit de développement qui permet de la piloter
- Elle offre un meilleur rapport qualité-prix.
Laser:
Nous avons cherché un laser plan avec un angle d'ouverture le plus large possible. Nous en avons trouvé un avec une ouverture de 120°.
Jeudi 29 Octobre
Pôle informatique:
Aujourd'hui, le pôle informatique a travaillé sur les différentes possibilités d’enchaînement des mouvements du bras et du plateau pour effectuer le scan. Ci-dessous un document expliquant ces différentes possibilités:
Enchaînement des mouvements du bras et du plateau pour effectuer le scan
La première possibilité répond le plus au besoin des clients en terme de précision car plus en s'éloigne de la position initiale plus notre erreur augmente et s'accumule.
Pôle électronique:
Sous l'aide des tuteurs, nous avons pu enfin choisir les moteurs que nous allions utiliser. Notre plus grande contrainte était une meilleure précision, du coup nous avons abouti au choix des Dynamixels qui sont connus pour leur grande précision.
Nous avons trouvé deux dynamixels, qui correspondent aux calculs de couples que nous avons effectués:
Le servomoteur Dynamixel MX-12W pour le plateau;
Et le servomoteur Dynamixel MX-28T pour le bras
Après avoir choisi nos dynamixels, nous avons commencé à chercher la documentation sur les bibliothèques des Dynamixels, puisque nous étions débutants dans ce genre de programmation.
Jeudi 5 Novembre
Nous avons commencé à travailler sur l'algorithme de la programmation de la caméra, vous trouverez plus de détail dans le document ci-dessous:
La programmation de la carte Arduino nous posait problème. Nous avons trouvé plusieurs Bibliothèques du Dynamixel, nous avons fait des programmes d'essai pour chaque biblio en vain aucune ne marchait. Les Dynamixels sont des nouveaux servomoteurs leur documentation n'est pas aussi disponible que les autres servo. Cela nous posait problème et nous demandait plus d'efforts dans la compréhension du fonctionnement des Dynamixels.
Jeudi 19 Novembre
Aujourd'hui est notre dernière séance avant la soutenance, nous devons compléter la liste d'achat et chercher tous les fournisseurs disponibles au Maroc. Nous devons penser aussi au traitement des images, ainsi qu'aux éventuelles contraintes dont on pourrait faire face. Voici une piste de réflexion sur le traitement des images:
Pour finir la maquette SolidWorks, il ne reste qu'à placer la caméra et le laser.
Nous avons toujours le problème de la programmation de la carte Arduino, cette fois-ci le programme se compile, la lampe LED du Dynamixel s'allume mais le servomoteur ne marche pas.
Jeudi 3 Décembre
La soutenance !
Apres avoir présenté notre avancement sur le projet, l'équipe scanner 3D a reçu deux remarques principales qui nous ont obligé à revoir notre méthode de travail ainsi que les solutions techniques envisagées :
En effet,et d'une part, l'algorithme de capture des cordonnées des différents points de l'objet a été fortement critiquées par le boss, chose qui a obligé le pôle informatique à revoir ses calculs et donc ses solutions . D'autre part, la solution mécanique pour la rotation du bras a été jugée insatisfaisante, et le schéma synoptique comportait aussi plusieurs erreurs .
Dans la journée ,chacun dans son coin, a essayé de remédier aux différentes critiques et de préparer des solutions beaucoup plus rigoureuses .
Le pôle électronique, quant à lui , a continué à chercher des bibliothèques de Dynamixels et à essayer de comprendre leurs fonctionnements
Jeudi 10 Décembre
Chaque acteur a présenté, ce jour là, son avancement au tuteur concerné . Les différentes images représentent les solutions mécaniques proposés dans la maquette Solidworks, le nouveau schéma synoptique et électrique ainsi que le nouvel algorithme de capture de coordonnées .
Jeudi 17 Décembre
Jour de revue de projet , l'équipe a présenté son avancement encore une fois, et pour ne pas perdre de temps pendant les "vacances" qui tapaient à la porte, nous nous sommes répartis les taches comme suit :
Jeudi 07 Janvier
Reprise des cours, et présentation de l'avancement des taches pendant les vacances .
Début de la fabrication .
Quelques photos de la maquette finale du scanner , ainsi que les différents achats ou prototypes 3d faits pendant les vacances ou lors de la séance du jeudi 07 janvier .
Jeudi 14 janvier
On fabrique ...!
RDV à la soutenance !