Voici un diagramme de fonctionnement général de notre système
Moniteur tactile capacitif IPS HDMI de 7 pouces
Écran LCD 1024*600 HD (système Rasbian pris en charge)
https://www.amazon.fr/Raspberry-Moniteur-Tactile-capacitif-Pouces/dp/B07PKLGMSY
Il s'agit d'un modèle Mugast HD Camera, avec une webcam HD 12.0 MB Clip-on USB.
Cette webcam offre une vision idéale avec son support rotatif à 360°.
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Raspberry Pi 3B
CPU 1,2 GW
1 GB de RAM
45,5 grammes
https://www.amazon.fr/Raspberry-Pi-Carte-Mère-Model/dp/B01CD5VC92
Kit constitué de 3 composants:
Arduino Mega 2560 R3 16U2
Calcul des caractéristiques nécessaires
La batterie externe doit alimenter les composants suivants :
Puissance Totale = 17.25 W + 10% marge = 18,975 W , on veut une autonomie minimale de 5 heures de fonctionnement. Ce qui donne environ 95 Wh.
Les caractéristiques de la batterie choisie sont :
HETP Batterie externe 25800mah Power Ban- Charge rapide, chargeur portable 2 ports USB Sortie Batt
120 pcs, assortiment de nappes, fils mâle-mâle, femelle-femelle, mâle-femelle
Il s'agit de fils de connexions (normale pas de restriction) pour relier l'Arduino, la Raspberry Pi, les drivers et les capteurs. En bref, ils relient tout sauf les phases des moteurs et les drivers pour lesquels nous avons utilisé des fils de connexion plus épais pour supporter une grande intensité.
Calcul de la puissance nécessaire des moteurs :
3 forces s'exercent sur le moteur :
On a donc : Pm=(F1+F2+F3)*V, de plus le rendement du moteur est de 90% (Brushless)
On veut donc une puissance électrique pour chaque moteur: Pmot=Pm/(2*rend)= 300W
Pourquoi avoir choisit un hoverboard ?
1. Le fauteuil a besoin d’au moins 600 Watts, et les paramètres des moteurs du hoverboard correspondent bien à notre demande.
2. Cela coûte moins cher que la somme des coûts des moteurs et de la batterie. En effet, le coût des moteurs et de la batterie est de 2*75.99€+58.20€=210.18€, et le coût de l'hoverboard est de 133.99€.
3. Il y a déjà les recherches sur l’utilisation des hoverboards avec les fauteuils.
Voici les caractéristiques du moteur :
Moteur : 700 W (350 W*2)
Vitesse Maximale : 12 km / heure
Pente Maximale : 15 degrés
Charge Max : 130 kg ; Charge Min : 20 kg
Poids du produit : 10.2 kg
On utilise une batterie Lithium-ion 36V, qui fait initialement partie de l'hoverboard et est donc adaptée au fonctionnement des moteurs.
Les avantages sont donc :
1. Capacité utile et durée de vie largement supérieure.
2. Efficacité énergétique.
3. Résistance climatique.
Voici donc les caractéristiques de cette batterie :
Autonomie Maximale : 10-15km en plein charge
Capacité de la batterie : 4000mah powered lithium batterie
Puissance de la batteri : 36V/2.0Ah
Tension d'entrée : 100-240V 50hz ou 60hz worldwide;Tension au départ : 42V/1.5A
Le temps de recharge : 90-120min
Nous avions initialement des drivers dans l'hoverboard, mais ceux-ci ont été abîmés suites à une erreur d'utilisation. Nous en avons donc racheté deux avec exactement les mêmes caractéristiques.
Caractéristiques des drivers :
TECNOIOT DC 12V-36V 500W PWM Brushless Motor Controller Balanced BLDC Car Driver Board
Nous avons récupéré les roues en démontant l'hoverboard, en même temps que la batterie et le moteur
Caractéristiques:
Diamètre du pneu: 6.5 pouces
Pneus en plein en caoutchouc anti-glissement
Il y a deux tiges pour notre support, ce qui permettent de créer trois combinaisons de longueurs différentes. Les deux tiges sont de longueur totale 84 cm ou 110 cm. La rotation 360° de la tige de ce support Ipad pliable permet de régler le dispositif à la position optimale pour une vue parfaite. Il faut un peu de force pour le plier, mais la tige flexible peut maintenir l'appareil dans une position bien précise, ne bougeant pas une fois positionné.
https://www.amazon.fr/Téléphone-Myguru-Ajustables-daluminium-Smartphones/dp/B078X6BC65
Nous avons imprimé en 3D notre système de suspension pour que les roues de l'hoverboard soient fixées au fauteuil et puissent entraîner son mouvement.
Les modélisations ont été réalisées avec le logiciel de modélisation 3D Catia. L'impression a eu lieu au labo de l'école.
Nous allons imprimer en 3D cette plateforme, de la même manière que le système de suspension des roues. Elle servira de support pour les drivers, batteries, Raspberry Pi et Arduino.
Nous avons installé un système d'exploitation appelé Raspbian, qui ressemble à Linux. Puis nous avons téléchargé tous les librairies nécessaires et le logiciel Arduino.
Ensuite, nous avons installer nos deux codes :
Nous pouvons installer sans problèmes des algorithmes codés en Python : le Raspberry Pi agit comme un mini ordinateur et lit tous les langages de programmation.
Tout est codé en langage Arduino, qui est un langage très proche du C ou du C++.
L'arduino prend des commandes du code installé sur le Raspberry Pi.
Il s'agit d'un algorithme codé en Python.
Le fichier principal de l’algorithme reçoit pour chaque image de la vidéo de la webcam la direction du regard (droite, gauche, haut, bas, clignement des yeux). Si la direction est la même sur 5 images d’affilée, le mouvement associé est commandé au moteur et est affichée par-dessus la vidéo de l’avant du fauteuil. L’affichage dure 20 secondes, ou jusqu’à ce qu’une autre commande oculaire soit détectée.
Voici l'algorigramme de l'algorithme d'eye-tracking
Dans ces deux vidéos, Ali vous explique comment sont branchés tous les composants et vous fait une démonstration de nos algorithmes !