IMA4 2016/2017 P39

Cahier des charges

Contexte

Le laser est une technologie largement utilisé de nos jours dans de diverses applications. En effet, on retrouve cette technologie dans le domaine médical notamment pour la chirurgie oculaire ou encore dans industrie avec la découpe laser ou la soudure au laser.

Le laser est une émission de photons produit par excitation d'un milieu amplificateur (ex : CO2), le rayonnement produit est unidirectionnel et monochromatique. Ce sont ces propriétés que nous allons exploiter afin réaliser un projecteur laser qui mis en mouvement est capable de dessiner des formes sur une surface à l'instar de systèmes existants utilisés pour des effets lumineux lors de festivités.

Objectif du projet

L'objectif du projet est de créer un système de projection laser à plusieurs couleurs (au minimum deux) avec une application web pour programmer les formes à dessiner afin d'agrémenter des compétitions de gymnastique rythmique.

Description du projet

Le projet consiste à réaliser avec des lasers des figures géométriques par l'intermédiaire d'un système galvanométrique.

Notre premier travail sera de concevoir la partie projection. Pour cela, nous devrons aligner les lasers et les galvanomètres. En effet, ces derniers posséderont des miroirs à l'extrémité, ainsi les miroirs changeront d'inclinaison suivant le courant traversant les galvanomètres (similaire à l'image ci-contre). Il nous faudra également créer un système d'alimentation qui à partir d'une même source (réseau 230 V) sera capable d'alimenter les lasers et les galvanomètres ainsi qu'une Arduino et une Raspberry Pi.

Ensuite nous nous intéresserons à l'utilisation d'un système embarqué pour contrôler les galvanomètres et donc dessiner avec les lasers sur un plan 2D. En effet, le laser restera toujours fixe, seuls les galvanomètres, et donc les miroirs bougeront. Les galvanomètres étant contrôlés en courant il faudra réaliser une interface électronique pour convertir une commande en tension en commande de courant. La commande en tension sera assuré par une carte Arduino. La programmation des formes à effectuer, se fera par l'intermédiaire d'une application web PHP hébergée sur une RaspberryPi qui permettra de récupérer une image, d'y appliquer divers traitements et filtres afin d'en extraire les contours, et de calculer les commandes pour positionner les galvanomètres. Un serveur WebSocket également hébergé sur la RaspberryPi servira d'interface entre l'application web et L'arduino qui sera connecté via une liaison série sur la raspberryPI.

Comme animation de test, nous dessinerons le contour d'une gymnaste avec une couleur et son ballon d'une autre couleur. La gymnaste devra lancer son ballon, réaliser quelques difficultés et récupérer son ballon.

Choix techniques : matériel et logiciel

Nous utiliserons comme matériels :

• Deux lasers de différentes couleurs
• Une paire de galvanomètres à miroir
• Arduino Nano
• Raspberry Pi
• Clé wifi
• Alimentation 230V/5V 1A
• Quatre régulateurs courant en fonction de tension d'entrée
• Alimentation laser
• Afficheur LCD

Logiciel :

• Serveur web : Apache2, HTML5, PHP5, CSS
• Base de donnée : MySQL
• Serveur WebSocket : JQuerry, websocket
• Arduino : IDE Arduino

Calendrier prévisionnel

Liste des tâches à effectuer

Les différentes tâches à effectuer sont :

• Partie projection
  • Fixer les lasers
  • Aligner les lasers et les galvanomètres
  • Créer le système d'alimentation
  • Création d'un boitier
• Partie système embarqué
  • Asservissement des galvanomètres avec l'Arduino
  • Système électronique de commande en courant pour les galvanomètres
• Interface Web
  • Installation et configuration Apache2
  • Création d'une interface graphique simple
  • Implémentation d'algorithmes de traitement d'image
  • Mise en forme avec des CSS
  • Sytème d'authentification avec mot de passe
  • Utilisation d'une base de données pour enregistrer toutes les images déjà utilisés afin de les réutiliser
• Serveur Web Socket
  • Récupération des données de l'interface web
  • Mise en place de la liaison série avec l'Arduino

Calendrier

Répartition du temps consacré au projet (240h) :

• Partie projection : 80h
• Partie système embarqué : 40h
• Partie interface web et websocket: 120h

Feuille d'heures

Tâche	Prélude	Heures S1	Heures S2	Heures S3	Heures S4	Heures S5	Heures S6	Heures S7	Heures S8	Heures S9	Heures S10	Total
Définition cahier des charges	0