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– T.P.E. et P.P.E. –

archives 2008-2009

 

 

TPE 2008-2009 - Lampe de bureau automatique

Problématique : Comment améliorer l'ergonomie d'une lampe de bureau ?
Production : Cette lampe est équipée non pas d'une ampoule classique, mais d'un ensemble de DEL. Celles-ci s'allument en fonction de la luminosité ambiante (selon trois niveaux différents), afin d'économiser l'énergie. Une détection de personne permet en outre au système de n'éclairer que lorsqu'une personne est assise sur le siège. Intéressant mais... comment quitter la pièce sans se manger le coin du bureau dans la cuisse ?
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La lampe, fixée sur le bureau, et le "siège" de l'utilisateur. Un rotacteur permet d'arrêter la lampe, de l'allumer ou de la mettre en mode automatique.
On voit ici les connexions vers le cerveau du système (une carte à microcontrôleur PIC).
Sous le bureau, la plage, mais surtout le câblage. Attention à ne pas s'y prendre les pieds... Détail - La modélisation du fauteuil (avec une touche artistique) et son détecteur de présence. Une zone non fumeur.
 

TPE 2008-2009 - Système de projection par caméra sans fil

Problématique : Comment rendre tout support accessible à la projection ?
Production :
La production a essentiellement consisté en un assemblage d'éléments existants. Une caméra, montée sur un bras articulé, transmet un signal vidéo sur n'importe quel récepteur (télévision ou vidéo-projecteur par exemple). La caméra peut être ôtée du support afin de pointer vers tout objet de façon plus directe. L'ensemble des alimentations et de la connectique a été enfermé dans un boîtier qui fait office de support stable. Si le système ne rivalise pas avec un système pro', il n'en est pas moins 100 % fonctionnel. Les problèmes rencontrés sont ici sont liés à la piètre qualité des éléments mis en jeu (résolution pauvre de la caméra et parasites de la liaison HF)... Le labo' n'a pas encore gagné au loto...
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L'ensemble en fonctionnement. La caméra saisie l'image et l'envoie par un module HF (juste en bas du pied). Le récepteur HF (premier plan, au centre), est ici directement connecté au vidéo-projecteur.
Le test imparable... mise en situation du système...
...face à un système professionnel réalisant la même fonction (à droite, on voit une des lampes d'éclairage).

 

PPE 2008-2009 - Gestion d'un parking

Problématique : Comment gérer l'accès à un parking pour automobiles ?
Production : La maquette, bien finie, gère deux barrières (une entrée en bas et une sortie au niveau supérieur), le comptage / décomptage des véhicules et les divers feux. Un automate permet la synchronisations des actions, en fonctions des évènements extérieurs. Lors de la démonstration, le groupe avait des petites voitures en mousse... Mais ils ne les ont pas laissées pour les photos... Quel impair !
TPE maquette gestion d'un parking
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Vue d'ensemble du parking. L'entrée des voitures se fait pas le bas.
Détail - La barrière d'accès et le feu qui informe des places disponibles.
Détail - La barrière de sortie, ouverte. A droite, un morceau de gâteau saveur pistache (ceci pour que le jury attribue une meilleure note, cela va de soit).

 

PPE 2008-2009 - Protection d'une pièce sensible (de type musée)

Problématique : Comment protéger l'accès à un local sensible ?
Production : La maquette partielle d'un musée a été réalisée. Une pièce principale, un sas de sécurité et un petit local de "machinerie". Le groupe n'a pas eu le temps de fabriquer les deux portes du sas... Il n'y en a donc qu'une seule, et il est dommage que la seconde n'ait pas même été matérialisée par un dessin (mur central, sur les photos). La carte à microcontrôleur gère le mouvement de la porte, un clavier numérique, une barrière infrarouge et une alarme sonore.
TPE maquette sécurité musée
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Vue d'ensemble du système - A gauche, la pièce avec ses œuvres à protéger ; à droite, le sas de sécurité.
Sur cette vue, la porte est en position ouverte. On aperçoit le module de protection à IR.
Le gardien peut même écrire un article sur la version cut de Guernica en travaillant... C'est pas beau, la vie ?

 

PPE 2008-2009 - Modélisation du plan incliné d'Arzviller / Saint-Louis

Problématique : Comment faire en sorte qu'un bateau puisse passer un dénivelé important ?
Production : Une façon de faire, dont un bel exemple est situé près de chez nous, est de réaliser un "ascenseur à bateau". L'étude a mené le groupe à faire une visite du site réel et à rencontrer des personnes y travaillant. Le résultat est une maquette entièrement fonctionnelle, gérée par un microcontrôleur PIC, qui prend en compte l'arrivée de bateaux, le déplacement de la partie mobile, la gestion des feux, les priorités, etc.
TPE maquette du plan incliné d'arzviller saint-louis ascenseur à bateau
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Vue d'ensemble du système - Le bateau est en haut, l'ascenseur monte.
L'intérieur du système renferme l'ensemble de la commande (à gauche) et de la distribution de puissance (à droite). Le vent est très fort, en Artzviller. Tellement fort que les maillots s'envolent...

 

TPE 2008-2009 - Train d'atterrissage pour modèle réduit

Problématique : Quel actionneur peut-on utiliser pour déployer et rentrer un train d'atterrissage sur un avion radio-commandé ?
Production : Après une étude des diverses solutions technologiques possibles, le groupe s'est penché sur la réalisation de la maquette d'une commande par énergie pneumatique. Au laboratoire, les arrivées d'air disponibles ont été mises à profit ; dans un modèle réduit, une petite bombe pressurisée aurait été utilisée.
TPE maquette train d'atterrissage pneumatique pour modèle réduit
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Vue d'ensemble du système - Le train est rentré (en gare)...
...puis sorti. La gestion (un commutateur et un distributeur) est présentée derrière une porte en plastique transparent.

 
TPE 2008-2009 - Poubelle à ouverture automatique

Problématique : Comment ouvrir automatiquement le clapet d'une poubelle ?
Production : L'étude n'a pas pu être menée à terme par le groupe. La poubelle est bien là (le dessus), mais la partie qui permet l'automatisation n'est pas aboutie. Pour bien faire, il aurait fallu une détection de personne qui ouvre et ferme le clapet - Un bouton-poussoir (au pied, par exemple) devrait cependant faire l'affaire.
TPE maquette d'une poubelle à ouverture automatique
TPE maquette d'une poubelle à ouverture automatique TPE maquette d'une poubelle à ouverture automatique
Vue d'ensemble du système.
Détail - Le capteur de détection de fermeture du clapet. Détail - Le dessous laisse apparaître la motorisation (dite "à bobine").

 

TPE 2008-2009 - Eclairage automatisé

Problématique : Comment faire varier l'éclairage d'un lampadaire en fonction de la luminosité extérieure ?
Production : Une fois le contact établi avec la CUS et les VNF, le groupe a pu se rendre sur place et avoir une visite des coulisses du pont. Des documents leur ont été remis et l'étude a pu explorer les recoins de ce système peu commun (le pont tourne sur lui-même lorsqu'un bateau souhaite passer sur le cours d'eau). La maquette réalisée est entièrement fonctionnelle ; deux boutons permettent de faire pivoter le pont (pilotage pneumatique) et un ensemble de capteurs et de lumières (DEL) informe les passants de la possibilité ou non de s'engager sur le pont.
TPE maquette d'un éclairage automatisé
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Vue d'ensemble du système. Le soleil prend la forme d'un spot. En bas à droite, le microcontrôleur pilote le système.
Détail - Le capteur de luminosité fait face au "soleil" (en noir, le variateur de lumière qui permet de simuler les variations d'intensité lumineuse). Détail - Le lampadaire est simulé par trois DEL. Si la luminosité est faible, une, deux ou trois d'entre elles seront actives.

 

TPE 2008-2009 - Porte du tramway de Strasbourg

Problématique : Pourquoi les concepteurs du tramway ont-ils choisi le type de porte actuellement utilisé sur le tramways Strasbourgeois ?
Production : Afin de montrer la pertinence du choix et la complexité du mouvement mis en oeuvre, le groupe a réalisé une maquette qui respecte le mouvement original du tram'. Le vrai système est entrainé par un ensemble moteur et vis sans fin ; ils ont ici utilisé une trasmission par courroie.
porte de tramway
porte de tramway porte de tramway porte de tramway
La maquette de la porte close... ...puis ouverte. Détail - L'ensemble de transmission est relativement complexe, afin de guider la porte en translation et de permettre le déboitement depuis la position fermée. Détail - Le logo du lycée... Le souci du détail, quoi !
 

TPE 2008-2009 - Garage rotatif

Problématique : Comment faire entrer et sortir quatre voitures dans un espace réduit, par une seule porte ?
Production : La solution proposée est une structure rotative supportant les voitures. L'utilisateur choisi la place qu'il souhaite, et le système la positionne en face de l'entrée unique (qui n'apparait pas sur le maquette, et c'est bien dommage). Actuellement, le sens de rotation est fixe ; dans un souci de gain de temps, il devrait être modifiable pour un parking plus important.
parking rotatif à une entrée
parking rotatif à une entrée
parking rotatif à une entrée
Vue d'ensemble de la maquette finalisée. Détail - On voit ici l'ensemble motoréducteur et les rotules pour stabiliser le plateau. Détail - Les quatre positions sont repérées par un ergot qui active un interrupteur de position.
 
 

TPE 2008-2009 - Maison sur pilotis, à hauteur variable

Problématique : Comment éviter les dégâts dûs aux inondations ?
Production : Après une analyse des solutions possibles, le groupe s'est penché sur un cas pratique : mettre une maison sur une structure dont la hauteur varie en fonction du niveau de l'eau au sol. Un système à crémaillère dont la montée et la descente sont commandées par des boutons-poussoirs permet de simuler la réaction du système face à une crue et sa décrue. Le problème, qui n'est pas apparu assez tôt, est la connexion de l'ensemble des canalisations (eau, gaz, etc.)...
maison à hauteur variable pour éviter les inondations
maison à hauteur variable pour éviter les inondations maison à hauteur variable pour éviter les inondations
Vue d'ensemble de la maquette finalisée. Détail - L'ensemble électro-mécanique. Détail - La laison glissière a été récupérée d'une ancienne imprimante.

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