Vie du projet

Journal de bord

Première semaine

L'équipe s'est naturellement rassemblée autour de ce projet. Nous l'avons choisi car il nous paraissait proposer un bon équilibre entre informatique, mécanique et robotique pouvant mettre à profit nos compétences et capacités. Notre première tâche a été de nettoyer le potager, qui n'avait pas reçu d'entretien pendant l'été, et de planter des nouveaux légumes afin de pouvoir effectuer des tests dans des conditions réelles. Nous avons choisi le chou et le radis car ce sont des légumes qui peuvent être plantés en septembre et à croissance rapide (et parce que les radis sont bons ;) ).

L'équipe mécanique a commencé à travailler sur les méthodes permettant d'éliminer les mauvaises plantes. Nous avons d'abord testé la masse maximale pouvant être supportée par la tête du robot: elle est de 470 g. C'est cette masse maximale, relativement faible, qui nous a principalement détournés des solutions consistant à arracher la plante à l'aide d'une tête en pince ou d'un tire-bouchon.

D'autres solutions, comme l'utilisation de sel ou vinaigre, entrainent à terme une dégradation du sol. Nous nous sommes donc orientés vers deux techniques thermiques : l'utilisation d'eau bouillante et la brûlure de la plante grâce à une lumière puissante focalisée ou un chalumeau.

Quelques tests préliminaires ont été menés : les tests en utilisant une lampe et une loupe se sont révélés peu concluants mais ceux avec l'eau bouillante ont bien fonctionné ! La plupart des plantes arrosées ont jauni/noirci quelques jours après.

L'équipe informatique a fait des recherches sur les techniques de reconnaissance des adventices et les algorithmes existants. Elle s'est aussi lancée sur la prise en main de l'interface du Farmbot. Après cette étape préliminaire, le pôle info a pu commencer à constituer la librairie (ensemble d'algorithmes) de reconnaissance des herbes et des plantes, basée sur de l'analyse morphologique.

Deuxième semaine

Notre projet se concrétise peu à peu. La semaine débute par la revue de projet, plutôt positive.

Trois objectifs sont fixés à l'issue de cette revue:

explorer non seulement l’efficacité de la solution d'élimination mais aussi son coût énergétique, aspect important dans un projet à visée écologique.
commencer la conception électromécanique de la solution.
intégrer la librairie de détection.

Nous avons tout d'abord effectué des tests pour voir à partir de quelle température l'eau chaude est une solution efficace. Pour cela nous utilisons des mauvaises herbes déjà présentes dans le jardin de l'École des Mines. Après avoir été aspergées avec de l'eau chaude à différentes températures (entre 70ºC et 95 ºC) nous concluons que l'eau à 85ºC suffit pour avoir une élimination efficace. Des tests sur le volume nécessaire à l'élimination sont aussi faits : on conclut que 5 cl suffisent à tuer une mauvaise herbe de taille standard.

Thomas, Anaëlle et Sarah se lancent dans des calculs de thermodynamique pour étudier l'aspect énergétique (voir recueil technique).

Nous choisissons donc de nous orienter sur la méthode de l'eau chaude car en plus de son coût énergétique relativement faible elle est la technique qui permet d'attaquer les racines de façon plus efficace (l'eau pénètre relativement chaude dans la terre).

Il faut donc réfléchir à intégrer dans le farmbot un circuit permettant de chauffer l'eau de façon rapide et efficace, et de la verser sur les plantes à une température de 85ºC. Nous nous orientons vers l'utilisation d'un corps de chauffe, un élément présent sur les cafetières à capsules, permettant de chauffer l'eau de façon très rapide.

Nous concevons donc un système utilisant une électrovanne et un distributeur permettant d'orienter l'eau froide en entrée, soit vers le circuit de chauffe, soit vers le circuit déjà présent; le tout étant contrôlé par une carte Arduino et un Raspberry Pi. Le circuit de chauffe lui même est composé d'un réducteur de débit et d'un corps de chauffe intégré dans un boitier isolant. Après avoir été chauffée, l'eau "rejoint" le circuit déjà présent dans le Farmbot et est versée par la tête d'arrosage existante. La réflexion pour modifier (ou non) cette tête en réduisant le diamètre d'aspersion est en cours.

L'équipe informatique requiert une nouvelle caméra, plus performante. Les images fournies par la caméra actuelle ne sont pas de suffisamment bonne qualité pour que les algorithmes de détection de mauvaises herbes soient efficaces. Le pôle info se lance par ailleurs sur la constitution d'une librairie de connexion avec le Farmbot ainsi qu'une nouvelle interface graphique permettant de le contrôler facilement.

On choisit d'utiliser une webcam haute résolution (720 p) et de la réglerà hauteur fixe (la caméra intégrée dans le Farmbot est solidaire de la tête, qui peut se translater verticalement) afin de faciliter la calibration. Pour cela un développe un nouveau cache (à partir du cache du moteur disponible sur le site Onshape) sur SolidWorks, imprimé en 3D.

Troisième semaine

La troisième semaine commence avec la revue de projet, dans laquelle on présente l'objectif pour la semaine : finir le projet, tant la partie mécanique que la partie informatique, ainsi que l'ensemble des livrables (site web, vidéo, plaquettes, guide d'utilisation).

Du côté du pôle mécanique, nous avons finalisé la conception du cache du moteur de translation vertical et de la webcam. Un boîtier permettant de protéger le corps de chauffe a aussi été conçu et construit en fin de semaine. L'ensemble de la fabrication du circuit "eau chaude" est finalisé durant cette dernière semaine. On a prêté une attention spéciale à la manipulation du corps de chauffe par des raisons de sécurité car celui-ci utilise un courant de 230V.

Le tournage de la vidéo est aussi mené dans ces derniers jours. Il est filmé et monté par André.

Le pôle info conçoit finalement le code pour les Arduinos qui contrôlent l'électrovanne et le corps de chauffe, ainsi qu'une librairie de contrôle.

Les livrables de l'équipe marketing (plaquette, guide d'utilisation, site web) sont achevés en toute fin de semaine par Nicolas et Baptiste.

Dernier jour

Dernier jour de projet. Tout est finalisé dans la matinée précédant la présentation finale de l'après-midi.

Google Sites

Report abuse