WALLPIX – PRÉSENTATION FINALE25 mars 2013Jean-Etienne AUBRYAdrien COATIVYAlexis DUMONThomas FELTBoris LEPROUKarine MARLEJu...
PLANI. Point de départII. DétectionIII. ActionneursIV. SupportV. MatériauVI. Analyse de la valeurVII. Prototype2
Partie I: POINT DE DEPART3
CONCEPT4
SPÉCIFICATIONS PRINCIPALESCaractéristique ValeurNombre de pixels 1600Taille du mur 6m x 2,70mTaille du pixel 10cm x 10cmCo...
OBJECTIFS6
SEGMENTATIONWallPixDétectionTraitementdu signalCommandePuissanceGuidageMouvement7
Partie II: DETECTION8
BENCHMARK9
DÉVELOPPEMENT C#1 KINECT10
DÉVELOPPEMENT C#2 KINECTS11
DÉVELOPPEMENT C#2 KINECTS Au départ : Objectif :Vue Kinect 1 Vue Kinect 2Vue finale12
DÉVELOPPEMENT C#2 KINECTS Comment ?• Superposition• Transformation par changements de repèreEchec13
DÉVELOPPEMENT C#2 KINECTS Transformation par changements de repère Avantages :• plus de problème d’inclinaison• possible...
DÉVELOPPEMENT C#2 KINECTSjiyxEtape 1 : transformation pixel point dans repère métrique de la Kinect15
DÉVELOPPEMENT C#2 KINECTS𝑌 𝑀 =𝑗 𝑀−𝐿𝑎𝑟𝑔𝑒𝑢𝑟2𝐿𝑎𝑟𝑔𝑒𝑢𝑟2𝑃 𝑀 tan𝛼2𝑋 𝑀 = −(𝑖 𝑀 − 𝐻𝑎𝑢𝑡𝑒𝑢𝑟2)𝐻𝑎𝑢𝑡𝑒𝑢𝑟2𝑃 𝑀 tanᵦ216
DÉVELOPPEMENT C#2 KINECTSEtape 2 : point dans repère de la Kinect  point dans repère global Pour chaque configuration :...
DÉVELOPPEMENT C#2 KINECTSVue de dessus Vue de côtéKinect 1Kinect 2Repère globalyzxz• Utilisation de rotations et de transl...
DÉVELOPPEMENT C#2 KINECTS Etape 3 : affichage en 3D• Création de 3 points virtuels autour de chaque point  triangles Et...
DÉVELOPPEMENT C#2 KINECTS20
DÉVELOPPEMENT C#2 KINECTS21
DÉVELOPPEMENTMAX/MSP Troncature et interpolation des données22
DÉVELOPPEMENTMAX/MSP Réduction du scintillement – principe d’hystérésis– Hystérésis : propriété présentée par un système ...
DÉVELOPPEMENTMAX/MSP Communication série PC – Arduino– Quelles informations envoyer? Sous quel format?(x,y,z) = (1,1,200)...
Partie III: ACTIONNEURS25
COMPARAISON DESTECHNOLOGIES26
RECHERCHE DEFOURNISSEURS27
RECHERCHE DEFOURNISSEURS Un point de départ :(Armelle Jambou) Clarification des attentes des fournisseurs Exploration d...
RECHERCHE DEFOURNISSEURS Phase de prise de contact :Proposition de solution : vérin électrique (devisà demander au distri...
RECHERCHE DEFOURNISSEURS Rencontre avec B&R : Devis complet et justifications Etude détaillée de la solution avec moteu...
RECHERCHE DEFOURNISSEURS (Ré)ouverture sur les solutions pneumatiques : Rencontre avec Franck Plestan Rencontre avec Be...
Partie IV: SUPPORT32
CONCEPTIONConception d’un support prototype prévoyant l’utilisation d’unmoteur PàP et du système pignon crémaillère.Contra...
CONCEPTIONSUPPORT DOUBLE34
CONCEPTIONPiste pour le support final: Guidage des pixels au moyen d’une grille Fixation pixel-tige de l’actionneur par ...
RÉALISATIONS36
RÉALISATIONS37
Partie V: MATERIAU38
PROBLEMATIQUES DE L’ETUDEPixel esthétiqueVIBRATIONSMASSEFLEXION39
GEOMETRIE CREUSE Balsa– Coût matière: 850 € pour 1600 pixels– Léger Composites carbone/epoxy– Coût matière: 10 000 € pou...
GEOMETRIE PLEINE Mousses de polystyrène expansé– Coût matière: 300 € pour 1600 pixels Léger Rigide Lisse Mousses de p...
Partie VI: ANALYSE DE LA VALEUR42
OUTIL COÛT-FONCTIONCout matière mise en place maintenance/rechangeen € en % en € en % en €/an en %DETECTER LESPERSONNESCap...
COÛT DES FONCTIONS0,51,5980 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100Détecter les personnesTraiter le signalReproduire mécaniquement ...
VISION BUDGÉTAIRE1, 5 & 10 ANS0200400600800100012001400160018002000Cout(enk€)1 an 5ans 10 ans45
Partie VII: PROTOTYPE46
PROTOTYPE Objectif initial : Fournir un prototype de 16 pixels Actionneurs Choisis : moteur pas à pas– Avantages :• Fiab...
PROTOTYPE Point de départ : commander un moteur à l’aide de2 composants : L297 et L298 Circuit intermédiaire : Circuit ...
PROTOTYPE Le système de commande des moteurs pas à pas– Un ordinateur– Une carte Arduino– Une carte de commande– Le moteu...
CONCLUSION50
SYNTHÈSE Un travail pluridisciplinaire et transverse De l’idée à la réalisation Prise de recul Organisation efficace ...
OBJECTIFS Objectifs atteints :– Procédure de choix de l’actionneur idéal– Développer toute la partie détection– Simuler l...
APPORTS ET OUVERTURE Apports personnels– Un projet complet– Relationnel, commercial, communication– Connaissances spécifi...
REMERCIEMENTSMERCI POUR VOTRE ATTENTION54
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Projet Wall pix - présentation 25 mars 2013

  1. 1. WALLPIX – PRÉSENTATION FINALE25 mars 2013Jean-Etienne AUBRYAdrien COATIVYAlexis DUMONThomas FELTBoris LEPROUKarine MARLEJulien MORAND
  2. 2. PLANI. Point de départII. DétectionIII. ActionneursIV. SupportV. MatériauVI. Analyse de la valeurVII. Prototype2
  3. 3. Partie I: POINT DE DEPART3
  4. 4. CONCEPT4
  5. 5. SPÉCIFICATIONS PRINCIPALESCaractéristique ValeurNombre de pixels 1600Taille du mur 6m x 2,70mTaille du pixel 10cm x 10cmCourse 25cmRéactivité MaximaleVitesse Maximale5
  6. 6. OBJECTIFS6
  7. 7. SEGMENTATIONWallPixDétectionTraitementdu signalCommandePuissanceGuidageMouvement7
  8. 8. Partie II: DETECTION8
  9. 9. BENCHMARK9
  10. 10. DÉVELOPPEMENT C#1 KINECT10
  11. 11. DÉVELOPPEMENT C#2 KINECTS11
  12. 12. DÉVELOPPEMENT C#2 KINECTS Au départ : Objectif :Vue Kinect 1 Vue Kinect 2Vue finale12
  13. 13. DÉVELOPPEMENT C#2 KINECTS Comment ?• Superposition• Transformation par changements de repèreEchec13
  14. 14. DÉVELOPPEMENT C#2 KINECTS Transformation par changements de repère Avantages :• plus de problème d’inclinaison• possible de recentrer l’affichage entre les 2 KinectsPixelKinect 1Point dans l’espacemétrique de la Kinect 1Points dans un espacemétrique globalPixelKinect 2Point dans l’espacemétrique de la Kinect 214
  15. 15. DÉVELOPPEMENT C#2 KINECTSjiyxEtape 1 : transformation pixel point dans repère métrique de la Kinect15
  16. 16. DÉVELOPPEMENT C#2 KINECTS𝑌 𝑀 =𝑗 𝑀−𝐿𝑎𝑟𝑔𝑒𝑢𝑟2𝐿𝑎𝑟𝑔𝑒𝑢𝑟2𝑃 𝑀 tan𝛼2𝑋 𝑀 = −(𝑖 𝑀 − 𝐻𝑎𝑢𝑡𝑒𝑢𝑟2)𝐻𝑎𝑢𝑡𝑒𝑢𝑟2𝑃 𝑀 tanᵦ216
  17. 17. DÉVELOPPEMENT C#2 KINECTSEtape 2 : point dans repère de la Kinect  point dans repère global Pour chaque configuration : un repère global la position de chaque Kinect(centre + orientation verticale + orientation horizontale)17
  18. 18. DÉVELOPPEMENT C#2 KINECTSVue de dessus Vue de côtéKinect 1Kinect 2Repère globalyzxz• Utilisation de rotations et de translationsKinect 1Kinect 2Repère global18
  19. 19. DÉVELOPPEMENT C#2 KINECTS Etape 3 : affichage en 3D• Création de 3 points virtuels autour de chaque point  triangles Etape 4 : affichage en 2D• Transformation point espace métrique  pixel19
  20. 20. DÉVELOPPEMENT C#2 KINECTS20
  21. 21. DÉVELOPPEMENT C#2 KINECTS21
  22. 22. DÉVELOPPEMENTMAX/MSP Troncature et interpolation des données22
  23. 23. DÉVELOPPEMENTMAX/MSP Réduction du scintillement – principe d’hystérésis– Hystérésis : propriété présentée par un système dont les propriétés à un instant donnédépendent de toute son évolution antérieure et pas seulement des paramètres décrivantle système à cet instant. (Larousse)23
  24. 24. DÉVELOPPEMENTMAX/MSP Communication série PC – Arduino– Quelles informations envoyer? Sous quel format?(x,y,z) = (1,1,200)  « 1 1 200 »(x,y,z) = (3,3,300)  « 3 3 300 »24
  25. 25. Partie III: ACTIONNEURS25
  26. 26. COMPARAISON DESTECHNOLOGIES26
  27. 27. RECHERCHE DEFOURNISSEURS27
  28. 28. RECHERCHE DEFOURNISSEURS Un point de départ :(Armelle Jambou) Clarification des attentes des fournisseurs Exploration des solutions technologiques en électrique Ouverture vers d’autres fournisseurs Elaboration du cahier des charges28
  29. 29. RECHERCHE DEFOURNISSEURS Phase de prise de contact :Proposition de solution : vérin électrique (devisà demander au distributeur)Rencontre avec M. Regis Bonnaud :modules linéaires (maquette)29
  30. 30. RECHERCHE DEFOURNISSEURS Rencontre avec B&R : Devis complet et justifications Etude détaillée de la solution avec moteurs brushless Offre commerciale avec maintenance quasi nulle Ouverture sur le problème de la gestion du temps réel30
  31. 31. RECHERCHE DEFOURNISSEURS (Ré)ouverture sur les solutions pneumatiques : Rencontre avec Franck Plestan Rencontre avec Benjamin Boucher : balayage dessolutions techniques pneumatiques envisageables Ebauche d’offre commerciale pour solutionpneumatique31
  32. 32. Partie IV: SUPPORT32
  33. 33. CONCEPTIONConception d’un support prototype prévoyant l’utilisation d’unmoteur PàP et du système pignon crémaillère.ContraintesSimplicitéMaintenabilitéModularitéPrécisionFiabilitéCoût33
  34. 34. CONCEPTIONSUPPORT DOUBLE34
  35. 35. CONCEPTIONPiste pour le support final: Guidage des pixels au moyen d’une grille Fixation pixel-tige de l’actionneur par rotulePixelCoque de fixation (colléesur le pixel)RotuleCrémaillèreou vis35
  36. 36. RÉALISATIONS36
  37. 37. RÉALISATIONS37
  38. 38. Partie V: MATERIAU38
  39. 39. PROBLEMATIQUES DE L’ETUDEPixel esthétiqueVIBRATIONSMASSEFLEXION39
  40. 40. GEOMETRIE CREUSE Balsa– Coût matière: 850 € pour 1600 pixels– Léger Composites carbone/epoxy– Coût matière: 10 000 € pour 1600 pixels– Esthétique Contreplaqué– Coût matière: 600 € pour 1600 pixels– Economique40
  41. 41. GEOMETRIE PLEINE Mousses de polystyrène expansé– Coût matière: 300 € pour 1600 pixels Léger Rigide Lisse Mousses de polystyrène extrudé– Coût matière: 400 € pour 1600 pixels41
  42. 42. Partie VI: ANALYSE DE LA VALEUR42
  43. 43. OUTIL COÛT-FONCTIONCout matière mise en place maintenance/rechangeen € en % en € en % en €/an en %DETECTER LESPERSONNESCapter et Transmettre kinect 0,45 0,04 0,025 0,34 0,045 0,29COUT TOTAL Détecter les personnes 0,45 0,04 0,025 0,34 0,045 0,29TRAITER LE SIGNALRecevoir le signalPC bnr 10,36 0,97 0,005 0,07 0,1036 0,67Convertir le signalGénérer la commandeTransmettre la commande hub + câbles éthernet 1 0,09 0,00 0,01 0,07COUT TOTAL Traiter le signal 11,36 1,07 0,005 0,07 0,1136 0,74REPRODUIREMECANIQUEMENTLIMAGEDéplacer le pixelRecevoir la commandevariateur 302 28,40 1 13,74 3,02 19,64AlimenterGénérer le mouvement moteur brushless 343 32,26 1 13,74 3,43 22,31Transmettre le mouvement CSR réduit 400 37,62 1,5 20,60 8 52,03Contrôler la position aucun 0 0,00 0 0,00 0 0,00Accrocher pixel colle patex 0,5 0,05 0,25 3,43 0,05 0,33Traiter la surface du pixel bombe teflon 0,4 0,04 1 13,74 0,6 3,90Maintenir lensembleSupporter le poids Profilé alu 5 0,47 1 13,74 0,05 0,33Guider grille fine 0,05 0,00 0,00 0,0005 0,00Habiller le système polystyrène extrudé 0,45 0,04 1,5 20,60 0,0675 0,44COUT TOTAL Reproduire mécaniquement limage 1051,4 98,89 7,25 99,59 15,218 98,97COUT TOTAL pour 1 pixel 1063,21 97,91 7,28 0,67 15,3766 1,42COUT TOTAL pour 1600 pixels 1 701 136 97,91 11 648 0,67 24 603 1,42sur 1 an (en €) sur 5 ans (en €) sur 10 ans (en €)COUT TOTAL / pixel 1 085,87 1 147,37 1 224,26COUT TOTAL pour 1600 pixels 1 737 387 1 835 797 1 958 81043
  44. 44. COÛT DES FONCTIONS0,51,5980 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100Détecter les personnesTraiter le signalReproduire mécaniquement limage44
  45. 45. VISION BUDGÉTAIRE1, 5 & 10 ANS0200400600800100012001400160018002000Cout(enk€)1 an 5ans 10 ans45
  46. 46. Partie VII: PROTOTYPE46
  47. 47. PROTOTYPE Objectif initial : Fournir un prototype de 16 pixels Actionneurs Choisis : moteur pas à pas– Avantages :• Fiabilité de la position des moteurs à basse vitesse• Faible encombrement• Prix faible– Désavantages :• Caractéristiques dynamiques• Durée de vie• Commande47
  48. 48. PROTOTYPE Point de départ : commander un moteur à l’aide de2 composants : L297 et L298 Circuit intermédiaire : Circuit final48
  49. 49. PROTOTYPE Le système de commande des moteurs pas à pas– Un ordinateur– Une carte Arduino– Une carte de commande– Le moteur Mise en fonctionnement :– Le pixel est mis en mouvement grâce à un système depignon crémaillère.– Fonctionnement de 4 moteurs en parallèle49
  50. 50. CONCLUSION50
  51. 51. SYNTHÈSE Un travail pluridisciplinaire et transverse De l’idée à la réalisation Prise de recul Organisation efficace Motivation pour la réalisation de l’œuvre51
  52. 52. OBJECTIFS Objectifs atteints :– Procédure de choix de l’actionneur idéal– Développer toute la partie détection– Simuler le fonctionnement de l’œuvre (2D & 3D) Défis partiellement relevés :– Concevoir un prototype à échelle 1 de quelques axes– Proposer un processus d’industrialisation– Analyse de la valeur pour mesurer l’impact des choix technologiquessur les couts52
  53. 53. APPORTS ET OUVERTURE Apports personnels– Un projet complet– Relationnel, commercial, communication– Connaissances spécifiques– Management de groupe Le métier d’ingénieur appliqué à l’art– ≠ routine industrielle, motivation particulière– légitimité53
  54. 54. REMERCIEMENTSMERCI POUR VOTRE ATTENTION54

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