Brique Lego augmentée
Sommaire
Cahier des charges
Présentation générale du projet
Contexte
Le briques Lego sont utilisées dans le monde entier comme jeu de construction. Cependant certains domaines de cette construction restent inexplorés comme la construction électronique. Ce projet s'inscrit dans la réalisation d'une sorte de jouet Lego équipé de divers composants électroniques.
Objectif du projet
L'objectif du projet est de créer des briques Lego avec fonctionnalités avancées. Autrement dit de créer des briques Lego compatibles aussi bien sur le plan de la construction que sur le plan électronique.
Description du projet
Ce projet a pour but de concevoir une maison en Lego qui puisse interagir avec son environnement et qui soit pilotable à distance. Ce projet se rapproche des technologies actuelles développées dans le domaine de la domotique qui permettent de contrôler sa maison à distance depuis un smartphone par exemple.
Les composants que nous implanterons, nous permettront de créer un système d'alarme dans la maison, ainsi qu'une ouverture automatique de la porte du garage. Le but final étant de développer un mode de fonctionnement autonome et un mode en pilotage à distance.
Choix techniques : matériel et logiciel
Conception/prototypage : Solidworks pour imprimante 3D
Composants à incruster (dans l'idéal compatible arduino et de petite taille):
- LED RGB petite compatible arduino : lumière dans la maison et à l’extérieur [2 fournies le 26/1/2015]
- Moteurs pour ouverture d'une porte de garage lego type : http://store.arduino.cc/product/T010160 [1 fourni le 26/1/2015]
- interrupteur
- Capteur RFID pour ouverture de porte par detection : http://www.adafruit.com/product/789 [à commander] [on a des choses qui y ressemble]
- Détecteur de mouvement pour l'alarme : sonar LV-MaxSonar-EZO [1 fourni le 26/1/2015]
- alimentation sur pile ou via PC
Si le temps le permet :
- Capteur de température
- Affichage digital (matrice de LED RGB), pour afficher la température
- Petit haut parleur pour la sirène d'alarme
- Capteur de bruit pour déclencher l'allumage de la lumière par un clap.
- Communication XBee
Communication pilotage à distance :
- Arduino pour centraliser [1 Arduino nano v3.0 fourni le 26/1/2015]
- pcDuino pour hébergement site internet de commande à distance [à commander]
- [arduino mini ou pour faire plus petit, un PCB avec un attiny (quartz non nécessaire), ça roule]
Etapes du projet
Conception des briques
- Partie plastique (solidworks/imprimante 3D)
- Dimensionnement composant/taille de la brique
- Verification compatibilité des briques entre elles
- Partie électronique
- Choix des composants (dimensions adaptés à la taille usuelle des briques)
- Implémentation des composants dans les briques (réalisation du circuit interne, ex : led + resistance, et mise en place des connecteurs et liaisons électriques)
- Mise en place de l'alimentation des briques
- Test de chaque briques
Pilotage à distance des briques : mode manuel (pilotage depuis une tablette)
- Création du programme arduino
- Création de la page web de contrôle des différents éléments
Fonctionnement autonome de la maison (réagit uniquement à son environnement)
- Amélioration du programme Arduino précédent
- Si le temps le permet amélioration de la page Web pour recevoir un message d'alerte en cas de déclenchement de l'alarme.
Avancement du Projet
Semaine 1
Discussion du sujet, recherches documentaires sur les légo (dimensions, modélisation), sur les éléments électroniques à utiliser.
Découverte de l'imprimante 3D, manipulations et premiers tests. Voici notre première tentative de création d'une brique de légo via impression 3D (problème d'adhérence de la matière sur la plate-forme ce qui nous a obligé de stopper l'impression):
Initiation aux logiciels de modélisation (FreeCad).
Première impression d'une brique de légo standard réussie:
Semaine 2
Documentation sur l'arduino (arduino nano v3.0) à utiliser: http://hardware-libre.fr/2014/07/arduino-le-nano-officiel/ http://arduino.cc/en/Main/arduinoBoardNano
Datasheet du sonar (LV-MaxSonar-EZO) : http://maxbotix.com/documents/LV-MaxSonar-EZ_Datasheet.pdf
Visualisation des briques en 3D: http://www.thingiverse.com/thing:591/#made
Briques Bricklink : http://www.bricklink.com/browseCustom.asp
Exemples de briques existantes avec de la lumière à l'intérieur, mais non interactive avec l'environnement : http://www.bricklink.com/imgView.asp?imgID=J243330&viewFrom=SC&invID=67530155&itemText=
Idées pour l'inscrustations des LED : http://www.instructables.com/id/LEGO-brick-LED-lights/