Projet 4 : Maquette et Prototypage

Composantes de la phase 4 :

  • Durée allouée : 20 heures
  • Objectif global : Fabriquer un prototype fonctionnel en intégrant le programme, le câblage et l’assemblage mécanique, puis valider son fonctionnement de base.

1. Réalisation du Programme

  • Durée estimée : 6h
  • Responsable : Responsable Technique + Scrib (documentation)
Tâches à réaliser
  1. Définir l’architecture logicielle :

    • Décomposer le programme en modules (ex. :

      • Module 1 : Lecture des capteurs.

      • Module 2 : Traitement des données (filtrage, seuils).

      • Module 3 : Commande des actionneurs (ventilateur, LED).

      • Module 4 : Interface utilisateur (écran LCD, série).

    • Outils : Diagramme de flux (draw.io) ou pseudocode.

  2. Écrire le code :

    • Langage : Arduino (C++), Python (Raspberry Pi), ou Blockly (pour les débutants).

    • Bonnes pratiques :

      • Commenter chaque fonction (ex. : /* Fonction : Lit la température du LM35 et retourne la valeur en °C */).

      • Utiliser des noms de variables clairs (ex. : float temperatureAmbiante au lieu de float t).

      • Structurer le code en fonctions (ex. : void lireCapteur(), void commanderVentilateur()).

    • Exemple de structure :

      // Bibliothèques
      #include <LiquidCrystal.h>
      
      // Brochages
      const int pinLM35 = A0;
      const int pinVentilateur = 9;
      
      void setup() {
        pinMode(pinVentilateur, OUTPUT);
        Serial.begin(9600);
      }
      
      void loop() {
        float temp = lireTemperature();
        if (temp > 25.0) {
          digitalWrite(pinVentilateur, HIGH);
        } else {
          digitalWrite(pinVentilateur, LOW);
        }
        delay(1000);
      }
      
      float lireTemperature() {
        // Code pour lire le LM35
      }
  3. Tester le code par étapes :

    • Simuler avant de brancher :

    • Valider chaque module :

      • Tester la lecture du capteur seul (affichage série).

      • Tester la commande du ventilateur seul (avec un LED en remplacement).

    • Outils : Moniteur série Arduino (Tools > Serial Monitor).

  4. Gérer les erreurs :

    • Ajouter des messages de debug (ex. : Serial.println("Erreur : Capteur non détecté");).

    • Prévoir des sécurités (ex. : « Si la température dépasse 50°C, couper le système. »).

Livrables :

  • Code source commenté (fichier .ino ou .py).

  • Diagramme de flux du programme (PDF ou image).

  • Compte-rendu de tests (tableau des essais et résultats) :

2. Réalisation du Câblage

  • Durée estimée : 5h
  • Responsable : Responsable Technique + Logistique
Tâches à réaliser
  1. Préparer les composants :

    • Vérifier que tous les éléments sont disponibles (liste de matériels de l’étape 3).

    • Étiqueter les câbles (ex. : « Fil rouge = +12V », « Fil noir = GND »).

    • Outils : Pince à dénuder, fer à souder, gaines thermorétractables.

  2. Suivre le schéma électrique :

    • Respecter les couleurs des fils (norme :

      • Rouge = +Vcc.

      • Noir = GND.

      • Autres couleurs pour les signaux).

    • Vérifier les polarités (ex. : « Le LM35 a une broche +5V, une broche GND, et une broche OUT. »).

    • Astuce : Utiliser un testeur de continuité pour repérer les courts-circuits.

  3. Assembler par étapes :

    • Étape 1 : Alimentation (12V/5V) + fusible.

    • Étape 2 : Capteurs (ex. : LM35, boutons).

    • Étape 3 : Actionneurs (ventilateur, LED).

    • Étape 4 : Microcontrôleur (Arduino/Raspberry Pi).

    • Exemple de photo annotée : Exemple de câblage Légende : « Branchement du LM35 sur A0, avec résistance de pull-up. »

  4. Tester le câblage :

    • Vérifications visuelles :

      • Pas de fils dénudés qui se touchent.

      • Composants bien fixés (pas de faux contacts).

    • Tests électriques :

      • Mesurer les tensions avec un multimètre (ex. : « 12V entre Vcc et GND. »).

      • Vérifier la continuité des masses.

    • Outils : Multimètre, oscilloscope (si disponible).

Livrables :

  • Photos du câblage (avec annotations).

  • Schéma de câblage réel (mis à jour si modifications).

  • Rapport de tests électriques (tableau des mesures) :

3. Réalisation du Prototype

  • Durée estimée : 9h
  • Responsable : Toute l’équipe (répartition des tâches)
Tâches à réaliser
  1. Fabriquer la structure mécanique :

    • Découper/imprimer les pièces :

      • Utiliser la modélisation 3D de l’étape 3 (fichiers STL/DXF).

      • Outils :

        • Imprimante 3D (pour les pièces plastiques).

        • Découpeuse laser (pour le bois/acrylique).

        • Perceuse, scie (pour les ajustements manuels).

    • Assembler les éléments :

      • Coller, visser, ou emboîter les pièces (selon le design).

      • Exemple : « Fixation du ventilateur avec 4 vis M3. »

  2. Intégrer l’électronique :

    • Placer les composants dans la structure (ex. : « Carte Arduino fixée avec des entretoises. »).

    • Protéger les câbles (gainage, attaches plastiques).

    • Astuce : Prévoir des trappe d’accès pour les réglages futurs.

  3. Premiers tests fonctionnels :

    • Test 1 : Alimentation :

      • Brancher le prototype et vérifier que :

        • Aucune fumée/odeur de brûlé.

        • Les LED s’allument (si présentes).

    • Test 2 : Capteurs :

      • Vérifier que les valeurs lues sont cohérentes (ex. : « Le LM35 affiche 20°C dans une pièce à 20°C. »).

    • Test 3 : Actionneurs :

      • Commander manuellement le ventilateur (ex. : « Envoyer un signal HIGH sur la broche 9. »).

    • Outils : Alimentation stabilisée, multimètre.

  4. Résoudre les problèmes :

    • Diagnostic :

      • « Le ventilateur ne tourne pas » → Vérifier :

        • Alimentation (12V présents ?).

        • Câblage (fil bien branché ?).

        • Code (broche correcte dans digitalWrite?).

    • Solutions :

      • Documenter les correctifs appliqués (ex. : « Inversion des fils + et – sur le ventilateur. »).

Livrables :

  • Prototype assemblé (photos sous tous les angles).

  • Rapport d’assemblage :

    • Étapes suivies (avec photos).

    • Problèmes rencontrés et solutions.

  • Vidéo courte (30 sec max) :

    • Montrer le prototype en fonctionnement (ex. : « Ventilateur qui s’active quand on chauffe le capteur. »).