RAPPORT DE PROJET - PEIP2 Projet serrure customisée

Réalisé par : Encadré par :

Mélinda FABIEN Alain GODON

Hugo LEGENDRE Rémy GUYONNEAU

Lino TOURET Sebastien LAGRANGE

Franck MERCIER

RAPPORT DE PROJET - PEIP2

Projet serrure customisée

Sommaire

1.Introduction

1.1 Contexte du Projet 1.2 Présentation du Projet 2.Travail Réalisé

2.1 Description du travail réalisé

2.1.1 Réflexion sur la création de la serrure 2.1.2 La conception et l’impression de la clé 2.1.3 La conception et la création de la boîte 2.1.4 Conception de la serrure

2.1.5 Mise en place des différents éléments dans la boîte 2.1.6 Tests loquets et capteurs

2.2 Problèmes rencontrés / solution apportées

2.2.2 Problème de matériel

2.2.3 Problème lors de la programmation des capteurs 2.2.4 Problème lors du montage final

2.2.5 Problème de temps/organisation

2.3 Organisation du travail / répartition des tâches 3.Conclusion

3.1 Critiques des résultats obtenus 3.2 Conclusions personnelles

M.Fabien H.Legendre L.Touret

4.Annexes

Annexe 1 : Etude des capteurs et des composants Annexe 2 : Branchements

Annexe 3 : Matériel et paiement Annexe 4 : Calendrier

Résumé en français

Abstract in English

1.Introduction

1.1 Contexte du projet

Dans le cadre d’un projet pédagogique, l’école a souhaité créer une « armoire à énigmes ». Elle consiste en un meuble comprenant un certain nombre de modules, chacun étant une énigme, un coffre, un distributeur de jetons… Parmi ces modules, l’école aimerait avoir un coffre avec une serrure customisée. C’était notre projet.

1.2 Présentation du Projet

Il faudrait imprimer la clé (à partir d’une imprimante 3D) pour pouvoir ouvrir le coffre.

Celle-ci doit être assez complexe pour ne pas permettre des solutions de type « force brute ». Il faut également que le système se paramètre facilement pour pouvoir changer la forme de la clé entre deux utilisations.

Notre projet consistait à créer une boîte/coffre ainsi que son système d’ouverture. Ce dernier impliquait la serrure, la programmation et l’invention de la clé. Mais nous devions nous adapter à plusieurs contraintes.

Premièrement la taille de la boîte devait s'adapter à celle de l’armoire et à l’alimentation donnée par celle-ci.

Deuxièmement, la clé devait être assez sophistiquée afin d’éviter que le joueur arrive à ouvrir la boîte grâce à un coup de chance. Nous avons donc choisi d’utiliser deux types de capteurs pour multiplier la complexité de notre système. L’utilisation de capteurs a impliqué de nouvelles contraintes comme l’utilisation d’une breadboard ou d’un shield à ajouter sur la carte arduino. Il était également nécessaire de respecter une distance minimum entre les différents capteurs (surtout pour les capteurs distances).

Troisièmement, il fallait que la serrure soit facilement programmable afin de pouvoir la réutiliser et aussi permettre de changer la forme de la clé. C’était l’un des plus gros défis du projet.

Diagramme pieuvre du système

FP1 : Ouvrir la boîte

FC1: Respecter les normes de sécurité FC2: S’intégrer à l’armoire

FC3: Être facile d’utilisation

FC4: Respecter les contraintes de taille FC5 : Être alimenté

FC6: Rendre la clé complexe

FC7: Être compatible avec une carte arduino

2.Travail réalisé

2.1 Description du travail réalisé

Réflexion sur la création de la serrure

La première étape de notre travail a été de débattre des moyens les plus efficaces pour créer une serrure customisable. On s’est donc intéressé au fonctionnement d’une serrure traditionnelle puis on a opté pour l’utilisation de capteurs. Cette alternative est celle qui offre le plus de possibilités. Elle est également la plus facile à mettre en place grâce à la programmation et moins compliquée d’un point de vue mécanique. Programmer des capteurs est une solution simple pour modifier les paramètres de validation de la clé, ainsi elle pourra prendre plusieurs formes.

Nous avons ensuite cherché des solutions techniques pour résoudre notre problématique. On s’est documenté sur les divers types de capteurs (infrarouge / optique / distances) et nous avons fait une étude de ces derniers. Par la suite, nous avons créé un document comparant les prix et les caractéristiques de chacun (cf annexe 1). Finalement, nous avons choisi quatre capteurs infrarouges et quatre capteurs distances. Ces différents types permettent une plus grande pluralité de formes de clé. D’une part les infrarouges, pour repérer les trous et d’autre part les capteurs distances capables de déterminer la longueur séparant la clé et lui-même.

Nous avons longuement hésité entre deux types de loquet: un électromagnétique et un mécanique. Le premier s’ouvre quand l’électricité est arrêtée tandis que le second s’ouvre lorsque le courant passe. On a choisi le deuxième type car s'il y a une panne d'électricité ou un problème électrique, le loquet pourrait s’ouvrir.

Nous avons commandé les différents éléments via le siteGotronic(cfannexe 2).

Ensuite, nous avons créé plusieurs prototypes de boîte et de clé à l’aide du site Onshape. Celui-ci a l’avantage d’être accessible en ligne contrairement à Solidworks. On peut donc travailler à la maison et à plusieurs sur le même fichier.

La conception et l’impression de la clé

La conception de la clé a été une étape cruciale pour notre projet. C’est elle qui définit le placement des capteurs. La moindre erreur peut empêcher l’ouverture entraînant l'échec de notre projet. Nous avons donc réfléchi à plusieurs prototypes de clé.

Nous avons tout d’abord hésité sur le placement des capteurs infrarouges comme on peut le voir sur les premiers prototypes. Nous voulions les mettre au-dessus, pour ne pas avoir à tourner la clé. Pour qu’elle soit placée au bon endroit nous avions également mis un cylindre à l’avant de la clé pour l’imbriquer dans la serrure. Il s'avérera plus tard que ce gros cylindre n’était pas optimisé pour l’impression 3D.

Un enseignant nous a ensuite dit qu'il était frustrant de ne pas pouvoir tourner la clé.

Il nous a conseillé de changer notre design afin de pouvoir faire comme une vraie serrure et faire pivoter la clé. Pour palier à ce problème, nous avons mis un cylindre pour les capteurs infrarouges. Celui-ci devait être assez petit pour passer à travers l’espacement des capteurs infrarouges (10mm). Cependant, pour l’impression d’un cylindre de si petite taille, il est nécessaire d’avoir une imprimante 3D très précise ce qui n’est pas forcément le cas à Polytech.

Nous avons finalement opté pour ce dernier prototype. Nous avons abandonné l’idée du petit cylindre avec les trous car il était trop petit pour être assez résistant. Ce modèle est aussi plus avantageux avec un temps d’impression beaucoup plus court que les autres clés. Nous avons également retiré le cylindre au début de la clé. Sans ce dernier, il n’y a plus besoin d’imprimer des supports et l'impression se fait en seulement 2 heures contre 19 heures avec les premiers modèles. Nous avons mis les trous pour les capteurs infrarouges dans le tronc de la clé pour faire pivoter cette dernière. Étant plus grande, elle est plus résistante et ne risque pas de se casser.

Elle est d’ailleurs tombée de nombreuses fois par terre sans s’abîmer.

Impression du prototype final

Nous avons ensuite réutiliser l’imprimante 3D pour imprimer une glissière afin d’y imbriquer les capteurs infrarouges et faire coulisser la clé dedans.

Glissière sur Onshape Glissière imprimée

La conception et la création de la boîte

La conception de la boîte a été plus facile que celle de la clé. Nous nous sommes rapidement mis d’accord et nous avons créé 2 prototypes.

Nous avons finalement choisi le second prototype. Il a plus de place pour les capteurs, la carte arduino, … et l’idée d’un deuxième étage facilite l’ouverture de la porte avec un loquet. Cependant, certaines modifications sont arrivées plus tard.

Par exemple, le remplacement du trou central sur la face avant par une “serrure”. Au départ, il devait servir à imbriquer la clé dans la boîte. Mais en créant le dernier prototype de clé, nous avons dû le modifier.

Une fois la conception terminée, nous avons créé la boîte à partir de planches de bois. Celles-ci prêtes, nous les avons assemblées au FabLab de polytech.

Conception de la serrure

Nous avions prévu à la base une très grande serrure mais après les nouvelles études (sur la clé notamment), nous avons décidé de changer sa forme. Celle-ci fonctionnerait plus comme un “module” à rajouter dans le grand trou. Cela permettra également aux futurs groupes qui voudront travailler sur le projet, de faire rajouter la serrure qu’ils souhaitent, sans avoir à refaire la boîte

Mise en place des différents éléments dans la boîte

Nous avons refermé le trou sur la face puis nous avons monté la porte. Nous avons fixé une surélévation pour le loquet afin qu’il puisse verrouiller la porte.

On a positionné la glissière devant le trou de la serrure afin de guider la clé dans la boîte. Nous avons également réalisé tous les branchements des capteurs infrarouges. Il ne manque plus qu’à les connecter à l’alimentation afin qu'ils fonctionnent.

Ensuite, nous avons placé les capteurs distances. Ce fut une manipulation difficile et minutieuse. Si ils étaient placés au mauvais endroit, le capteur ne pourrait pas voir la clé et donc serait incapable de mesurer la distance.

Tests loquets et capteurs

Une fois le loquet et les différents capteurs reçus, nous les avons testés pour vérifier qu’ils marchaient bien. Grâce au matériel de Hugo et de Polytech, nous avons pu commencer dès début février.

Tout d’abord, nous nous sommes documentés sur les branchements et l'alimentation nécessaire. Certaines documentations ont été plus difficiles à trouver comme les branchements pour les capteurs infrarouges.

Le premier test que nous avons effectué était sur un capteur de distance. Cela a été assez long car c’était la première fois que nous utilisions une carte Arduino. De plus, nous n’avions pas suffisamment enfoncé les capteurs donc ils n’étaient pas alimentés. Nous avons tout de même réussi à les faire marcher grâce aux programmes trouvés sur Internet.

Branchements pour deux capteurs distances

Comme on peut le voir ci-dessus, nous avons ensuite branché deux capteurs distances à la carte arduino. Nous avons eu quelques difficultés à les faire marcher car ces derniers fonctionnent par communication I2C ( voir partie sur les problèmes pour plus d’informations).

Après, nous sommes passés aux branchements des capteurs infrarouges. Cela a été assez facile car nous avions la documentation nécessaire. Nous avons testé tous les capteurs, allant jusqu’à 3 en même temps.

Par la suite nous avons associé les 2 types de capteurs. Les branchements sont devenus plus complexes mais nous avons tout de même réussi. Les tests et les branchements finis, nous avons pu nous intéresser au loquet. Son câblage électrique est spécial car il exige un relais afin d'avoir le voltage nécessaire. En effet, ce dernier a besoin de 12V pour fonctionner alors que la carte arduino a seulement besoin de 5V. Pour le tester, on a donc dû aller en 214 et utiliser une alimentation adaptée. (Cf Annexe 2 pour le branchement général)

Branchement du loquet

2.2 Problèmes rencontrés / solutions apportées

Problème d’impression

Parmi les problèmes que nous avons rencontrés, l’impression de la première clé était l’un des plus importants. N’ayant pas d’expérience en impression 3D, nous n’avions pas pensé que la clé aurait été mieux reproduite si elle était “à plat”.

L’imprimante a dû faire des supports pour la soutenir, ce qui a augmenté le temps d’impression. Notre mauvaise visualisation de la pièce, et surtout du cylindre troué, nous a forcés à repenser le design de celle-ci. Le cylindre étant trop peu épais, la clé se cassait très facilement.

On a donc modifié la configuration de la clé. On a agrandi le cylindre pour permettre une plus grande résistance. On a repensé la forme de la serrure afin de l’adapter à la nouvelle clé. L’imprimante n’ayant plus de support à créer, le temps d’impression a été réduit.

Problème de matériel

Nous avons eu certains problèmes techniques liés au loquet et aux capteurs infrarouge. Des faux-contacts ou mauvais branchements, lors des tests, ont conduit à la dégradation d’un capteur infrarouge et du loquet. Ces derniers ne marchaient plus correctement. Le loquet ne s’ouvrait plus et chauffait énormément. Lors d’un test, nous avons probablement causé un court-circuit.

Nous avons été contraints d’en racheter d'autres. Heureusement, le temps de livraison étant rapide chez Gotronic, nous avons reçu les nouveaux éléments moins d’une semaine après.

L’un des autres problèmes majeurs a été l’impression en 3D. Les deux imprimantes 3D du fablab ont été en panne durant une longue période, ce qui a fortement ralenti notre progression.

Problème lors de la programmation des capteurs

Un des principaux problèmes auquel on a dû faire pendant ce projet concerne les capteurs distances. En effet, lors de la réception de ces derniers nous avons réalisé les premiers tests en essayant les branchements et le programme Arduino pour un seul capteur. Mais lorsque l’on passait à 2 capteurs, le premier problème est apparu.

Les capteurs distances fonctionnent ensemble par la communication I2C, pour Inter

Integrated Circuit. Ce dernier est un protocole de communication basé sur un bus de communication sériel, ce qui signifie qu’un seul câble est utilisé pour le transfert de données.

En pratique, le bus I2C est constitué de deux câbles, un pour les données, nommé SDA (Serial Data) et l’autre faisant office d’horloge pour déterminer la fréquence de la communication, nommé SCL (Serial Clock). Ainsi, il fallait relier les deux capteurs sur les 2 ports SCL et SDA de l’Arduino. Mais pour que tout ceci fonctionne parfaitement il fallait passer à une étape d’initialisation en définissant l’adresse de chacun des capteurs. Cette étape a été difficile car il fallait trouver comment résoudre les erreurs et après plusieurs heures à chercher on a enfin trouver la solution : il fallait à chaque fois importer la librairie du programme pour que chaque capteur fonctionne.

Ensuite, un nouveau problème s’est créé quelques semaines plus tard lorsque l’on a voulu tester pour les 4 capteurs. En effet, lorsque l’on adapte le programme de base pour 4 capteurs, il faut importer 4 fois la librairie, ce qui prenait beaucoup trop de place dans la mémoire de l’Arduino, ne pouvant ainsi faire fonctionner le programme final de notre système. Après consultation avec M.Guyonneau, nous avons essayé plusieurs hypothèses pour résoudre le problème, en vain. Nous avons ainsi pris la décision de ne choisir que 3 capteurs pour notre version finale.

Problème lors du montage final

Pendant les dernières séances de projet, nous avons enfin pu passer au montage final de la boîte, mais quelques problèmes sont apparus:

● Le premier problème concernait la glissière, en effet lors de la CAO, on n'avait pas pris en compte l’écartement nécessaire pour que la clé puisse glisser et que les capteur IR puissent rentrer sans problème.

Ainsi, nous avons d’abord essayé de limer la clé pour qu’elle coulisse mais sans grands résultats. On a donc décidé de réimprimer une deuxième version de la glissière qui après quelques tests fonctionnait beaucoup mieux.

● Ensuite, un second problème est apparu concernant la glissière et la serrure. En effet, cette dernière étant située à moins de 10 cm du bas de la boîte, il fallait surélever la breadboard supportant la glissière.

Nous avons donc, à partir de chutes de bois, construit un support en bois permettant une parfaite insertion de la clé dans la serrure.

● Le dernier problème, le plus important, concernait les branchements entre les différents composants, les breadboards et la carte Arduino.

En effet, comme vous pouvez le voir sur certaines photos, il y a beaucoup de câbles dans notre boîte, provoquant ainsi l'impossibilité de tourner la clé et la bonne détection des capteurs. Ainsi, la solution était de construire un shield et de souder nos composants, malheureusement par manque de temps cette dernière solution n’a pas pu voir le jour.

Problème de temps/organisation

Nous avons rencontré ce problème à partir du mois d’avril. Tout d’abord, les différentes pannes des imprimantes 3D du FabLab nous ont beaucoup ralentis.

Nous avons attendu plus de 3 semaines pour avoir des pièces cruciales pour nos tests. Nous sommes allés très tard au fablab pour la mise en place de tous les éléments, la finition de la boîte et les tests finaux. Nous avons manqué de temps pour trouver des solutions au montage final. Pour finir, la mauvaise organisation des séances dans la semaine (Par exemple, Hugo a eu un tp pendant que le reste du groupe avait projet) nous a retardé.

2.3 Organisation du temps de travail/répartition des tâches

Nous avons répartis les 100h de projet en 4 parties : La documentation, l’étude, le développement et la rédaction. Nous nous sommes documentés au départ pour comprendre le problème et proposer des solutions.

Nous avons ensuite étudié le placement des capteurs, la forme de la clé, la forme de la boîte, le fonctionnement de la serrure, … Nous avons passé la majeure partie du temps de l’étude à concevoir/reconcevoir la clé en fonction des nouvelles contraintes. Hugo et Lino travaillaient sur le dimensionnement et la forme des différents composants pour qu’ensuite Mélinda puisse s’occuper de la partie C.A.O.

La partie développement était travaillée en parallèle via les différents tests liés aux capteurs. Nous avons tous participé aux essais mais Hugo s’occupait plus particulièrement des programmes arduino. C’est Lino qui s’est chargé au départ de la conception de la boîte et de la fabrication de celle-ci. Nous avons assemblé la boîte tous ensemble au FabLab à polytech.

Pour finir, nous avons commencé le travail de rédaction en attendant la fin de l’impression des composants. Une fois les pièces imprimées, nous avons pu

3.Conclusion

3.1 Critique des résultats obtenus

Nous n’avons pas fait le test final car le groupe qui s’est occupé de l'armoire n’a pas eu le temps d’installer l’alimentation. N’ayant pas d’alimentation pour le loquet, celui-ci ne pouvait pas marcher. Cependant, nous avons testé tous les capteurs et le programme général a fonctionné.

Nous avons manqué de temps pour la mise en place de tous les éléments. Nous n’avions pas pris en compte le placement des fils qui nous ont beaucoup gênés par la suite. Nous avons dû improviser des solutions pour que le résultat final soit cohérent avec notre objectif.

3.2 Conclusion personnelle

Mélinda

Ce projet m’a vraiment beaucoup apporté en termes de connaissance. J’ai particulièrement apprécié la diversité de ce dernier. Il y a à la fois de la programmation, du bricolage, de la CAO et de l’électricité.

Étant en charge de la modélisation 3D des pièces, j’ai vraiment pu apprendre à utiliser Solidwork et Onshape. Je n’en avais quasiment jamais fait avant car, à cause du covid, les cours de technologie de construction ont été annulé. C’était aussi la première fois que j'utilisais une imprimante 3D d’où les déconvenues lors de l’impression du premier modèle de clé.

C’est vraiment dommage que le manque de temps nous ait empêché de finir notre projet . Je pense qu’on a passé trop de temps sur le développement de la serrure alors qu’on aurait dû se concentrer sur la conception. Ce problème d’organisation a causé un “rush” en juin et nous n’avons pas pu faire les tests finaux.

Lino

J’ai aimé travailler sur ce projet. Les différentes phases de réflexion et de création m’ont beaucoup plu. C’est très motivant de créer un projet de A à Z en partant de rien. La diversité des tâches a rendu le travail bien plus facile et moins monotone.

J’ai pu faire de la CAO, de la programmation arduino, de l’électronique, … Mais la partie que j’ai le plus apprécié est la création de la boîte. En effet, j’étais chargé de cette partie et j’ai beaucoup appris en la faisant. Réfléchir, faire les plans, découper, visser, … sont des choses que je maîtrise aujourd’hui.

La liberté de notre projet aussi bien dans sa réflexion que sa création a vraiment été très appréciable. Je garde tout de même une certaine frustration quant au fait de ne pas avoir pu finir en entier ce projet. Nous avons manqué de temps et nous avons dû nous dépêcher sur la fin. J’aurais aimé avoir le temps de trouver les solutions parfaites et d’effectuer les tests finaux.

Hugo

J’ai beaucoup apprécié travailler sur ce projet, même si j’avais déjà réalisé des projets pendant mes années de lycée, celui-ci était complètement différent puisqu'il regroupait plein de domaines différents: la CAO , l’électronique, l’informatique et des tâches manuelles. J’ai trouvé ce projet intéressant dans sa réflexion puisque l'on partait au départ sans aucune connaissance et après réflexion et plusieurs tests nous avons pu en accumuler assez pour pouvoir trouver notre modèle final.

Ayant déjà des bases en informatique et électronique, je me suis essentiellement chargé de ces parties, j’ai ainsi pu approfondir mes connaissances pendant les séances. Mais grâce à la diversité des tâches, j’ai apprécié découvrir les autres domaines qui composent notre projet rendant ainsi les séances plus attractives. Ce projet m’a donc beaucoup apporté en matière de connaissances même si comme mes camarades une certaine frustration est apparue lors des dernières séances. En effet, nous étions dans l’obligation de respecter les délais et avec les problèmes de livraisons, d’impressions et d’organisation nous avons manqué de temps et n’avons pas pu faire les tests finaux afin d’observer notre modèle final en condition réelle.

4.Annexes

Annexe 1 : Etudes des capteurs et des composants

1) Capteurs Infrarouges (IR)

Lien Prix Caractéristiques Photos

https://www.gotro nic.fr/art-capteur- ir-reglable-50nk- 22708.htm#com plte_desc

8.20 € Alimentation à prévoir: 5 Vcc Consommation: 25 mA maxi

Courant de sortie: 100 mA Temps de réponse: 2 ms maxi

Angle: 15°

Portée: 3 à 50 cm (réglable) Dimensions: 31 x 25 x 14 mm

Longueur cordon: 40 cm Nécessite une résistance

https://www.gotro nic.fr/art-capteur- infrarouge-reglab le-mc005-12405.

htm

8.35 € ^● Alimentation à prévoir: 5 Vcc

● Pouvoir de coupure: 100 mA maxi

● Sortie digitale:

- haute (5 Vcc) sans obstacle - basse (0 Vcc) en cas d'obstacle

● Portée de détection: 3 à 80 cm

● Dimensions: Ø18 x 44 mm (hors écrous) Livré avec 20 cm de câble.

https://www.gotro nic.fr/art-interrupt eur-optique-gp1a 57hrj00f-21001.h

tm

http://hmcbee.blo gspot.com/2014/

08/photogate-tut orial-part-2-basic

.html

1.90 € Alimentation : 5 VCC Intensité: 7 mA Ouverture: 10 mm

2) Shield

Lien Prix Caractéristiques Photos

https://www.go tronic.fr/art-shi eld-e-s-gravity -v7-dfr0265-19 268.htm

10 € ^● Toutes les E/S digitales et analogiques.

● Un connecteur alimentation sur bornier à vis pour le shield et la carte compatible Arduino®.

● Un connecteur d'alimentation sur bornier pour servomoteurs.

● Une liaison TTL/RS485.

● Un port I2C.

● Un connecteur pour module Xbee ou compatible.

● Un connecteur pour module carte SD.

● Alimentation: via carte compatible Arduino®

ou bornier

● Dimensions: 58 x 54 x 21 mm

3) Capteurs Distance

Lien Prix Caractéristiques Photos

https://www.go tronic.fr/art-ca pteur-de-dista nce-10cm-gp2 y0d810z0f-21 730.htm

7.60 € Alimentation: 2,7 à 6,2 Vcc Consommation: 5 mA

Sortie: digitale Détection: 20 à 100 mm Dimensions: 22 x 11 x 9 mm

Référence fabricant:1134

https://www.go tronic.fr/art-ca pteur-de-dista nce-10-a-80-c m-101020042- 20860.htm#co mplte_desc

16.80 € Interface: compatible Grove Alimentation: 2,5 à 7 Vcc Consommation: 33 mA (50 mA maxi)

Portée: 10 à 80 mm Capteur Sharp GP2Y0A21YK Dimensions: 45 x 20 x 14 mm

https://www.ad afruit.com/pro duct/3317

13 € ● The schematic is the same, only the mechanical shape has changed, we also removed the 2.8V output pin.

Product Dimensions: 20.5mm x 18.0mm x 3.0mm / 0.8" x 0.7" x 0.1"

4) Serrure électrique et relais

Lien Prix Caractéristiques Photos

https://www.go tronic.fr/art-ser rure-a-solenoi de-fit0620-301 27.htm#complt e_desc

7.90 € ^● Alimentation: 9 à 12 Vcc

● Consommation: 1,5 A

● Cycle de vie: 500 000

● Force de maintien: 75 kg

● Dimensions serrure: 73 x 58 x 13,3 mm

● Dimensions loquet: 34,5 x 20 x 28 mm

https://www.go tronic.fr/art-mo dule-relais-gra vity-dfr0017-1 9260.htm#co mplte_desc

3.40 € ^● Alimentation: 5 Vcc

● Sortie: 1 RT 5 A/150 Vac

● Raccordement des sorties sur borniers à vis

● Dimensions: 36 x 23 x 19 mm

Annexe 2: Branchements

1) Branchement général

Annexe 3: Matériel et paiement

1) Matériel

Matériel Quantité

Carte Arduino Uno 1

Shield 1

Capteur infrarouge 4

Capteur distance 4

Alimentation 1

Serrure électrique 1

Relais 1

Câbles > 30

Matériel déjà présent à Polytech 2) Matériel commandé

Annexe 4: Calendrier

Date

Travail e ectué durant la séance Choses à faire pour la prochaine séance

28 Janvier 2021 - Recherche sur les différents capteurs :

infrarouge, optique, distance …

- Première modélisation (maquette 3D de la boîte)

- Recherche sur le mécanisme d'ouverture et les moyens techniques possibles.

- Continuation des recherches sur les capteurs

- Modélisation de la clé - Etude des contraintes

- Début de la rédaction du cahier des charges

04 Février 2021 - Test sur les capteurs distances vl53loX

- Création du programme Arduino

- Branchement Arduino (quelques difficultés)

- Rédaction du cahier des charges

- Recherches sur les capteurs infrarouges

- Remodélisation de la boîte en fonction des contraintes de l’armoire - Nouvelles recherches sur la clé 11 Février 2021

- Etude des capteurs infrarouges - Adaptation de la boîte en fonction de l'armoire (nouveau modèle de boîte avec un étage pour le mécanisme et un autre pour le contenu)

- Recherche sur le mécanisme de loquet

- Dernières recherches sur les capteurs infrarouges et début des commandes

18 Février 2021 - Commande du loquet et des capteurs

infrarouges

- Finalisation du modèle 3D de la boîte - Etudes sur les branchements des différents composant

- Recherche sur les branchements et un possible “shield”

- Refaire la clé en fonction de nos capteurs

25 Février 2021 - Finalisation du modèle de la clé

- Recherches sur le shield

- Ajout de catégories dans le cahier des

- Test des capteurs à Polytech - Recherches sur les branchements - Recherches sur les programmes

charges Arduino

- Test sur précision des capteurs 09 Mars 2021

- Test des capteurs, du loquet et du relais.

- Recherche programme arduino pour capteur optique

- Test loquet avec double capteurs optiques

- Rédaction du programme Arduino

11 Mars 2021 - Réussite test loquet et test double

capteurs optiques

- Programme Arduino réussite

- Test loquet avec capteurs infrarouges - Test loquet avec capteurs IR et distance

18 Mars 2021 - Réussite loquet avec capteurs IR

- Difficulté avec les doubles capteurs. Le loquet ne s’ouvre pas

- Trouver une solution au problème des deux capteurs (Branchements / code / Alimentation , ….)

24 Mars 2021 - Finir le design de la clé

- Recommander un loquet - Problème avec loquet (court circuit probablement)

- Design de la clé 1 avril 2021

-Travailler les dimensions de la boîte à partir du schéma 3D

- Anticiper la forme de la boîte en fonction de ses besoins

- Nouveau loquet - Design de la clé (fini)

8 avril 2021 - Design clé sur onshape

- Finir plan boîte

- Tester nouveau loquet avec capteurs - Dimensionner la clé (partir en impression / demander pour le shield) - Penser au blog

- Calcul des distances de la boîte - Test avec le nouveau loquet - Discussion avec Mr Godon

- Objectif : Essayer de faire tourner la clé en mettant des capteurs distances sur chaques côtés de la boîte

- S’adapter au capteur U qui empêche la clé de tourner

- Ajouter une fin de course 15 avril 2021

- Définition des dimensions de la boîte - Discussion avec Mr. Guyonneau

pièce 3D boîte (dans le schéma 3D) 22 avril 2021

- Fabrication de la boîte (manque juste l’assemblage)

- Nouvelle réflexion sur la clé après la discussion avec Mr. Guyonneau

- Réfléchir au programme final

- Discussion avec Mr. Mercier pour le shield

- Finir et imprimer le modèle 34 de la clé

- Placer les capteurs dans la boîte (dans le schéma 3D)

28 avril 2021 - Finition du modèle 3D de la clé

- Réflexion sur l’ouverture la boîte avec le loquet (placement du loquet)

- Rédaction du rapport

- Rédaction programme arduino

- Finir diagramme pieuvre

- Discussion avec Mr. Mercier pour le shield

- Continuer la rédaction du rapport - Continuer la rédaction du programme - Réfléchir sur la glissière

12 mai 2021 - Impression de la clé

- Nouveau modèle de clé

- Rédaction programme arduino - Rédaction du rapport

- Finition diagramme pieuvre

- Discussion avec Mr. Mercier pour le shield

- Continuer la rédaction du rapport - Continuer la rédaction du programme - Réfléchir sur la glissière

- Réfléchir sur le programme et comment l’améliorer

- Réfléchir sur la serrure 18 mai 2021

- Récupération de la clé

- Discuté avec Mr.Godon/ Mr. Guyonneau - Dessiner la glissière en 3D

- Rédaction programme et rapport - Réflexion sur la serrure et l’ouverture - Test capteurs avec la clé

- Rédaction programme et rapport - Dessin serrure

- Impression glissière

- Réfléchir à l’assemblage de la boîte - Réflexion sur l’ouverture de la porte (placement du loquet)

20 mai 2021 - Rédaction du rapport

- Modélisation de la glissière

- Programme Capteur à distance - Monter la boîte

27 Mai 2021 - Rédaction du rapport : ajout des

annexes

- Ajouter les tasseaux pour mettre le tiroir

- Montage de la boîte - Résoudre le problème du programme - Impression de la glissière

03 Juin 2021 - Rédaction du blog

- Rédaction du rapport : ajout d’annexes et des résumés

- Finir le blog

- Résoudre le problème des capteurs distances

- Imprimer la glissière

- Trouver le matériel manquant (breadboard/fils)

- Placer les capteurs

Résumé en français :

Dans le cadre d’un projet pédagogique, l’école a souhaité créer une « armoire à énigmes ». Parmi celles-ci, une serrure customisée était demandée. Notre groupe composé de Mélinda Fabien, Hugo Legendre et Lino Touret devait s’en occuper.

Nous avons étudié les différents systèmes de serrure afin de comprendre et apprendre les techniques pour ouvrir une porte. A la fin de ces études, nous avons choisi d’utiliser des capteurs pour faire une clé 2.0. Pour augmenter la difficulté, nous avons choisis 2 types de capteurs : Capteurs Infrarouges (IR) et Capteurs Distances. Nous avons également utilisé un loquet électrique pour ouvrir la porte.

Notre système est le suivant. L’utilisateur insère une clé spéciale, créée via une imprimante 3D, dans la serrure. Ensuite 4 capteurs infrarouges et 3 capteurs distances détectent, au fur et à mesure que l'utilisateur tourne la clé, si la clé est la bonne. Une fois celle-ci vérifiée, le programme arduino autorise le loquet à déverrouiller la porte et le trésor est à vous !

Abstract in English :

As part of an educational project, the school wanted to create a "puzzle cabinet". Among these, a customised lock was required. Our group, composed of Mélinda Fabien, Hugo Legendre and Lino Touret, had to do it.

We studied the different lock systems in order to understand and learn the techniques to open a door. At the end of these studies, we chose to use sensors to make a 2.0 key. To increase the difficulty, we chose 2 types of sensors: Infrared (IR) and Distance sensors. We also used an electric latch to open the door.

Our system is as follows : the user inserts a special key, created via a 3D printer, into the lock. Then 4 infrared sensors and 3 distance sensors detect, as the user turns the key, whether the key is the right one. Once the key is verified, the arduino program authorises the latch to unlock the door and the treasure is yours !