IMA4 2016/2017 P39

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Révision datée du 13 février 2017 à 07:47 par Ltombazz (discussion | contributions) (Semaine 3)


Cahier des charges

Présentation générale du projet

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.

Scanhead.jpeg

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. Nous n'utiliserons qu'une seule paire de galvanomètres pour les deux laser. Il faudra donc multiplexer les deux faisceaux. 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
  • Raspberry Pi3
  • Alimentation 230V/5V 1A [1]
  • Drivers galvanomètres x2
  • Alimentation laser
  • Lunette de sécurité x2 [2]
  • Boitier ABS [3]
  • DAC 4 canaux, avec interface I²C [4]
  • Connecteur C14 [5]
  • Câble secteur


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 préliminaire : étude de fonctionnement des galvanomètres
    • Déterminer comment est effectuée la commande des galvanomètres (protocole, tension...)
    • Effectuer des tests avec l'Arduino ou la Raspberry Pi
    • Effectuer des tests avec une LED à la place du laser
  • 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 8 8 8 14 38

Avancement du Projet

Semaine 1

  • Finalisation du cahier des charges avec les responsables
  • Acquisition de matériels :
    • Projecteur Laser
    • Galvanomètres
    • Alimentation des galvanomètres
  • Listage du matériels à acquérir :
    • Lunettes de sécurité
    • DAC
    • Alimentation 230V/5V 1A
    • Boitier ABS
    • ...

Semaine 2

  • Obtention de l'arduino et de la raspberryPI
  • Démontage du projecteur laser
    • Deux lasers de classe 3b (vert et rouge)
    • Circuit d'alimentation des deux lasers
  • Initialisation du port série de la raspberryPI
    • Modification du fichier config.txt dans la partition boot
    • Ajout d'une ligne autorisant la communication série (enable_uart=1)

Semaine 3

  • Installation du serveur apache sur la raspberryPI
    • Modification du fichier /etc/network/interfaces (Static, Address, Netmask, Gateway)
    • Modification du fichier /etc/resolv.conf (Adresse du serveur)
    • Utilisation d'un proxy pour la récupération outils de programmation (Apache2, Php5)


  • Mise en place du point d’accès wifi de la raspberryPI
    • Récupération des logiciels nécessaires (dnsmasq, hostapd)
    • Mise en place d'une adresse IP statique pour le point d'accès par l'intermédiaire du fichier /etc/dhcpcd.conf
    • Désactivation de la négociation automatique de bail dans le fichier /etc/network/interfaces
    • Configuration du logiciel hostapd /etc/hostapd/hostapd.conf
    • Activation du démarrage automatique du point d'accès /etc/default/hostapd
    • Configuration du serveur DNS par /etc/dnsmasq.conf


  • Instauration de la page d'accueil de l'interface web à l'adresse 192.168.3.1
    • Téléversement de fichiers images sur la page web et affichage de celle-ci
    • Voyant de confirmation du bon fonctionnement du serveur web

Fichiers Rendus

Bibliographie

http://www.ebay.com/itm/20KPPS-30KPPS-laser-scanning-galvo-scanner-ILDA-Closed-Loop-max-30kpps-for-laser-/261517002270?hash=item3ce3a0c61e

https://icn.fenelonlille.org/mediawiki/index.php/Projet_ICN_commun_2016/2017

https://www.g33k-zone.org/post/2016/05/11/Configurer-le-Raspberry-Pi-en-point-d-acc%C3%A8s-Wifi

http://stackoverflow.com/questions/22087076/how-to-make-a-simple-image-upload-using-javascript-html

https://developer.mozilla.org/en-US/docs/Web/API/WebSockets_API/Writing_a_WebSocket_server_in_Java

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