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Pingouin Tux connecté

L'objectif est de rendre connecté un doudou inspiré du pingouin Tux, à l'aide de composants électroniques et d'une carte Arduino.

Dans le cadre d'une démarche lowtech, ajouter des côtés “récupération” (pas seulement les tissus), et utilitaire (pédagogie, santé) serait un plus.

Ayant vu un projet un peu similaire à la Maker Fair :Apidou, je vais voir si je peux aider bénévolement.

Sinon, je tenterai quand même de faire mon pingouin pour m'amuser, apprendre et enfin oser utiliser les machines du fablab qui me font un peu peur…

Conception

Un pingouin-robot

J'ai eu une idée pour le meet-up sur la couture augmentée du samedi 19 novembre au fablab: mixer un robot avec le Tux en polaire réalisé avec les usagers de l'Espace Libre 13.1.

patron-pingouin-laurence.pdf patron en svg

Le pingouin serait connecté à l'arduino et on pourrait programmer différents composants : leds pour les yeux, buzzer pour crier, mais aussi lui faire battre des ailes, se dandiner, et même avancer, etc…

J'ai fait des essais pour une tête de robot simplifiée sur une breadboard avec une arduino uno, on peut facilement le reproduire sur du tissu.

Matériel prévu

Techniquement:

  • Carte Arduino
  • 2 leds bleues ou vertes
  • 1 buzzer (voir comment changer la fréquence)
  • photorésistance (détection lumière)
  • batterie
  • bouton poussoir (on/off) : utiliser des boutons pression ?
  • 1 led RGB
  • détecteur de champ magnétique et aimants
  • microrupteurs et lames souples (“moustaches”)
  • détecteur infrarouge (approche de la main)
  • détecteur de pression ou de température (en cas de câlin)
  • socle fixe ou mobile (sur roues ?)
  • servomoteurs et/ou moteur courant continu
  • système type “moustache” pour les ailes ?

En gras: matériel Lilypad acheté

Réalisation

La réalisation vient de commencer, mais je vais débuter par une version simplifiée, avec juste 2 leds pour les yeux et une pile bouton dans un support de pile LilyPad.

Premiers pas

J'ai acheté du matériel au Marché Saint-Pierre: boutons pressions, attaches métalliques, piles + des fils métalliques trouvés à la mercerie, qui remplacerait le fil spécial à acheter sur internet.

Je souhaitais commencer par faire des mesures, puis tester ces fils avec un circuit tout bête : pile, led, résistance, fil

J'ai acheté un petit multimètre. Malheureusement, la partie ohmmètre n'est pas assez sensible, et je n'arrive même pas à lire la valeur d'une résistance de 220 ohms.

Je n'ai pas eu le temps d'essayer avec les multimètres du fablab. A la Maker fair, on m'a dit que le seul risque est que le fil chauffe trop mais que le reste ne sera pas endommagé, mais j'ignore si c'est dangereux.

Je me suis donc tournée vers des composants Lilypad.

Achat de matériel

Après que la poste ait perdu mon paquet, j'ai enfin reçu de chez Gotronic mes éléments Lilypad, assez chers (environ 70 € !).

Au hackerspace DataPaulette de Montreuil, Alice m'a dit que les leds étaient très vives et qu'il fallait les diffuser, par exemple avec un tissu très fin et aéré.

Couture connectée

souris connectée réalisée par Corinne

En m'inspirant de la souris connectée réalisée lors des ateliers couture connectée, j'ai rajouté des composants sur mon patron : patron-tux-connecte2.svg

Lors des Samedis robots puis du Meet-up,sur la couture connectée, j'ai découvert des systèmes comme Lilypad ou les petits composants et microprocesseurs montés sur de mini plaques troués à coudre, présentés par Thierry.

Idée : simplifier mon projet de pingouin robot en faisant un dessin sur une bout de tissu découpé en forme de pingouin.

Version simplifiée 1 (leds en série) : schema-tux-connecte2-nb.svg

Découpe et premiers tests

Au carrefour numérique, j'ai pu tester la machine à coudre. Le tissu choisi, qui se coud très mal avec ma propre machine, ne pose pas de problème au fablab.

J'ai découpé les différents éléments, sauf la base, car je ne sais pas si je l'utiliserai ou non dans cette version.

Montage en parallèle

Lors des tests, réalisés à l'aide d'une breadboard 170pts, j'ai vu que le montage en série des leds ne fonctionnait pas avec la pile bouton (placée dans le support de pile LilyPad), il faut donc prévoir un montage en parallèle, ce qui complique la couture car les fils pourraient se croiser. Au hackerspace textile DataPaulette, à Montreuil, j'ai reçu de l'aide de Cédric pour mon montage, avec un croquis, que j'ai refait avec Inkscape.

A priori, il n'y a pas besoin de résistance car la pile bouton ne fait que 3 volts. Sinon, une seule suffirait.

schémas montage leds en parallèle Les premiers schémas montrent des versions simplifiées du montage.

Pour cette version simplifiée, je vais réaliser des boucles avec les pattes des leds et placer un fil de marquage sur la patte positive, afin de ne pas me tromper.

Difficultés rencontrées

Problème de dangerosité

Mon projet n'est pour l'instant pas destiné à être donné à un enfant, c'est juste un essai, mais je me demande si laisser le fil conducteur apparent n'est pas dangereux.

Lors du meeting sur la souris connectée, cet aspect n'a pas été évoqué, mais dans le livre Construis ton premier robot, ils disent que même un faible courant peut être dangereux.

Problème de la ventilation

Pour embarquer un tel système dans le pingouin,faut-il une coque plastique intégrée, ou placer le système directement entre le tissu et la ouate ?

Je pourrais tendre le tissu sur une structure plastique imprimée en 3D, en essayant de donner un peu de volume.

Prévoir capteur de température qui coupe le circuit si ça chauffe trop.

Placer les éléments qui chauffent le plus dans un socle aéré (ventilateur).

Problème du lavage

Composants placés dans les yeux, le bec et les ailes attachés par des boutons pressions, cousus avec du fil conducteur, et du velcro pour pouvoir les enlever.

Pingouin pouvant être ôté de sa base et reposé dessus (connections magnétiques ?)

Coque plastique intégrée et recouverte d'une housse en tissu qu'on peut enlever.

Suites du projet

Recherche de fonctions

A l'heure actuelle,je participe, dans le cadre des Samedis Robots, au projet Conception d'un robot à base d'Arduino afin d'acquérir les bases.

En suivant la procédure présentée par Thierry aux Samedis Robots du 17 décembre pour la conception d'un robot, on pourrait assigner les fonctions suivantes au robot:

  • veilleuse = les yeux s'allument quand il fait noir.
  • réveil-matin = le buzzer fait du bruit quand il fait jour.
  • câlin = quand on approche la main du ventre du doudou, une led RGB s'active.
  • déplacement = le pingouin se dandine quand on active un bouton poussoir
  • détection de proximité : un système magnétique détecte si le pingouin est sur son socle
  • détection de contact quand on touche les ailes (de type “moustaches”).
  • mouvement = dans ce cas, il bat des ailes.
  • autonomie

On pourrait peut-être utiliser des boutons pressions soit en plastique, soit en métal, suivant les besoins, pour placer des capteurs à différents endroits. Il faut voir comment souder les composants aux boutons pression ou comment les maintenir en contact fermement.

Déplacement du robot

Il est envisagé de créer un robot à roues à plusieurs aux Samedis Robots, je pourrais peut-être concilier cela avec le projet du pingouin connecté.

On peut partir du robot roulant de Cédric Doutriaux où une petite roue avant permet de conserver l'équilibre.

J'avais pensé utiliser mon projet de tête de robot modulable pour le placer sur roues.

petit robot roulant

Ou le placer sur un petit socle en plastique à roues pour le rendre mobile mais je préférais conserver une certaine souplesse de la base, et chercher un système différent pour de petits déplacements (glissements, rampement ?)

Lui permette de retrouver l'équilibre s'il tombe en arrière ou en avant, je ne sais pas trop si un gyroscope est nécessaire ou si des capteurs suffisent, mais pour redresser le pingouin,ça me semble complexe. Un effet culbuto classique serait plus simple, en plaçant une boule lestée à l'intérieur mais ce serait mieux qu'il aille de droite à gauche que d'avant en arrière.

Je ne sais pas si ces systèmes sont adaptés pour le pingouin, un dandinement serait sûrement plus simple.

Calcul couple servomoteurs

Les moteurs à courant continu nécessitent des composants spécifiques (transistor NPN, diode, condensateur). voir Conception d'un robot à base d'Arduino

Pour le dandinement (façon balance), et les ailes, peut-on utiliser des petits servomoteurs ?

Préparation d'un modèle en 3D, export format .step. Import dans un logiciel de CAO (ex: solidworks) qui calcule la matrice d'inertie du modèle et permet de savoir quel servomoteur choisir.

Sinon, tester plusieurs moteurs en commençant par le plus gros couple et descendre si besoin (tenir compte des contraintes d'alimentation, si possible 5V)

Ou alors, faire des essais avec un seul servomoteur et placer des poids de plus en plus lourds progressivement, en s'arrêtant dès que ça patine.

Ailes

Utilisation du principe Moustache de chat : lames souples qui détectent le contact avec des microrupteurs (sorte d'interrupteurs) près de la base.

Cela déclencherait le battement des ailes via un seul servomoteur. Un engrenage à 2 roues dentées devront être ajoutés pour un mouvement plus réaliste. A étudier…

Utilisations possibles

- Utiliser le pingouin comme alerte pour les parents si l'enfant pleure : Ajouter un micro interne et avertir les parents sur leur téléphone portable. Pouvoir sortir l'ensemble électronique lors du lavage (pochette bien fermée) Mais c'est un peu plus sérieux et moins fun…

- Ajouter une puce RFID en cas de perte (voir Soft RFID tags and cuddly plushies)

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projets/pingouin_tux_connecte.txt · Dernière modification: 2017/11/12 15:18 par doudoulolita