CdCF_P2_Inspection_Robot Lycée Charles Poncet T ale STI2D spécialité ITEC Robot d'inspection de canalisation Sommaire 1. Présentation du projet 2 2. Extrait du cahier des charges fonctionnel 4 3. Données techniques pour la conduite du projet 5 3.1. Batterie : 5 3.1.1. Accu 2200mAh NiMh SP 5 3.1.2. Accu Lipo 3000mAh 5 3.2. Radio-commande : 5 3.3. Servomoteur : 5 3.4. Servomoteur "360 ": 5 3.5. Variateur de vitesse : 5 3.6. Tablette tactile: 6 3.7. Caméra 6 3.8. Catalogues principaux fournisseurs 7 3.9. Contraintes de réalisation 7 4. Planification prévisionnelle 8 5. Présentation générale de la démarche de projet 8 5.1. La démarche de projet 8 5.2. Les points d'étapes du projet 9 5.3. La notion de tâche 9 5.3.1. Etape : Initier le projet édition du cahier des charges 9 5.3.2. Etape : Avant projet - Conception préliminaire Description fonctionnelle 10 5.3.3. Etape : Conception détaillée Dossier de conception 10 5.3.4. Etape : Maquettage - Prototypage 10 5.3.5. Etape : Protocole d essai, tests et validation 10 6. Evaluation du projet 11 6.1. Revues de projet Erreur! Signet non défini. 6.2. Documents à rendre Erreur! Signet non défini.
page 2/11 1. Présentation du projet Afin d'inspecter l'état des canalisations d'un puit canadien, nous nous proposons de réaliser le prototype d'un robot capable de se déplacer dans une conduite horizontale de 295 mm de diamètre intérieur en PVC. Cette conduite comporte un coude de 15 (voir la maquette numérique). Le robot sera dotée d'une caméra et d'un système d'éclairage permettant de guider le robot dans la conduite mais également de visualiser l'état de la conduite. Champ de vision minimal : Vue de dessus (plan horizontal) +/- 70 Robot Inspector 15 Vue selon le plan vertical : +/- 45 Robot Inspector
Le pilotage sera réalisé par l'intermédiaire d'une radio commande 2.4 GHz avec un retour vidéo sur une tabette tactile (Sous Android). Le pilotage devra être simple afin que le pilote se consacre à sa tâche d'inspection de la conduite. page 3/11 Le pilotage devra permettre l'aller et le retour dans la conduite de test proposée.
page 4/11 2. Extrait du cahier des charges fonctionnel
page 5/11 3. Données techniques pour la conduite du projet 3.1. Batterie : 3.1.1. Accu 2200mAh NiMh SP Type : NiMh Capacité : 2200 mah. Tension : 7.2V Masse : 280 gr 3.1.2. Accu Lipo 3000mAh Type : Lipo Capacité : 3000 mah. Tension : 7.2V Masse : 220 gr Accès bâtiment C 3.2. Radio-commande : Radio 4 voies manches 2,4ghz + récepteur Masse du récepteur : 12.6 gr 3.3. Servomoteur : Référence : 6001 HB - Servo Power HD 6kg Masse : 62 gr 3.4. Servomoteur "360 ": Servomoteur S4309R à rotation sur 360 présentant un couple important avec réglage du point central. Il est livré avec palonniers et vis de montage. Référence : SM-443309R Masse : 56 gr Course: 360 Couple: 7,7 à 8,7 kg.cm Vitesse: 43 à 57 tr/min Dimensions: 41 x 20 x 40 mm 3.5. Variateur de vitesse : Référence : Variateur - SKY RC 40002 06 Masse : 160 gr
page 6/11 3.6. Tablette tactile: Référence : Tablette MPMAN MP708 8 Go Noir. Masse : 290 gr. Capacité batterie : 4200 mah. Application vidéo IP Direct : HP Ucam. 3.7. Caméra Référence : HP-f150. Grand angle : 100. Capteur d'images 1/4.0'' 1.0 Méga Pixels CMOS. Wifi intégré - IEEE 811 b/g. Autonomie de la batterie Environ 1H40 min. Masse : 38 gr.
3.8. Catalogues principaux fournisseurs Différents catalogues fournisseurs : Farnell : http://fr.farnell.com/ Conrad : http://www.conrad.fr/ce/ Radiospares : http://radiospares-fr.rs-online.com/ Lextronic : http://www.lextronic.fr/ Selectronic : http://www.gotronic.fr/ Mdp Motor : http://www.mdpmotor.fr/ Emile Maurin : http://www.emile-maurin.fr/ Prud'Homme Transmission : http://www.prudhomme-trans.com/ Télécharger des composants en ligne : http://www.tracepartsonline.net/ http://www.hpceurope.com/fr/ http://cadenas.partcommunity.com page 7/11 3.9. Contraintes de réalisation Pour la réalisation des prototypes et maquettes, toutes les pièces devront être réalisables au lycée avec les moyens de celui-ci. Il faudra avoir recours Soit au prototypage rapide : Prodigy machine à dépose de fil plastique en labo de SI B001. Eden V360 - Imprimante 3D par dépose de résine en labo des BTS CIM. Kréos MDX-40A machine d'usinage rapide dans le labo d'itec. A4V2 machine à dépose de fil plastique dans le labo d'itec. Il faudra veiller au coût du prototype en optimisant la réalisation et les formes et dimensions. Soit aux moyens de fabrication du LABITEC : coulée sous vide, thermoformage (voire la Babyplast). Soit aux compétences des étudiants de STS en faisant sous-traiter certains composants. Soit aux compétences des élèves du LPVA en faisant sous-traiter certains composants. Les composants non réalisés au lycée devront être standards et d'un coût modéré.
page 8/11 4. Planification prévisionnelle Semaine : 50 51 2 3 4 5 6 9 10 11 12 13 14 15 18 19 20 21 22 23 Initier le projet Cahier des charges fonctionnel Revue d'initialisation RV0 Avant projet Description fonctionnelle Revue de projet 1 RV1 Conception détaillée Dossier de conception Revue de projet 2 RV2 Maquettage - Prototypage Sous-ensemble fonctionnel Protocole d essai, tests et validation Bilan technique Rédaction du dossier personnel de projet Préparation de la soutenance Soutenance : Soutenance des tâches individuelles 5. Présentation générale de la démarche de projet Vous allez travailler par groupe de 4 élèves. Vous allez répondre à une problématique en traitant des tâches collectivement mais également individuellement. Au début et à la fin de chaque séance de projet vous veillerez à consulter et à renseigner les fiches de suivi de projet. Il s'agira d'un ficher informatique (docx) présent dans le répertoire de votre projet sur le réseau. 5.1. La démarche de projet De l idée à une solution réaliste Réflexion collective animée par le professeur Solution prototype
5.2. Les points d'étapes du projet page 9/11 Idée Faisabilité Avant-projet Projet détaillé Maquette & prototype Tests & validation Idées, besoin et définition du projet Avant projet, conception préliminaire Conception détaillée Maquettage ou prototypage Tests & Validation Restitution Cahier des charges fonctionnel Revue n 0 Validation de l'appropriation du CdCf. Dossier de conception préliminaire ou d avant-projet Descriptions fonctionnelle et comportementales simplifiées. Revue n 1 Validation du CdCf. Répartition des tâches collectives, individuelles, sous traitées. Planification et agenda. Dossier de conception détaillée Nomenclature des composants Programmes associés. Pièce, sousensemble fonctionnel réalisé et intégré dans un ensemble. Revue n 2 Bilan des tâches (personnelles, en équipe, sous traitées). Révision des tâches et de la planification. Compte rendu de validation du projet Bilan technique du projet, analyse des causes d écarts et propositions d améliorations. Restitution du projet en équipe et soutenance personnelle du travail individuel. Soutenance Bilan des réalisations, analyse des tests et des écarts. Soutenance individuelle. 5.3. La notion de tâche Idée Faisabilité Avant-projet Projet détaillé Maquette & prototype Tests & validation Idées, besoin et définition du projet Avant projet, conception préliminaire Conception détaillée Maquettage ou prototypage Tests & Validation Restitution Activités en groupe : Créativité Investigation Pratiques Simulation Tâches assignées : Pas de tâches particulières assignées Activités d équipe et tâches individuelles : Modélisations Simulations Prototypage Sous-traitance Tâches assignées : Individuelles Collectives Sous traitées Activités d équipe et individuelles Tâches individuelles attendues Nous avons ici dressé la liste des principales tâches à réaliser. Selon la nature de celles-ci il conviendra de les réaliser en groupe ou individuellement et de faire émerger des "sous-tâches". 5.3.1. Etape : Initier le projet édition du cahier des charges Tâches à réaliser : Découvrir des principes et des outils techniques. Délimiter les champs du possible, analyser l existant. Analyser l esquisse du cahier des charges et l'amender. Accord du professeur lors de la RV0 pour valider l'appropriation du cdcf Production attendue : Cahier de charges fonctionnel.
page 10/11 5.3.2. Etape : Avant projet - Conception préliminaire Description fonctionnelle Tâches à réaliser : Découvrir les principes de solutions possibles. Analyse du produit existant (s il y a lieu). Recherche des titres de propriété existants (s il y a lieu). Recherche de designs. Comparer des solutions. Comparaison des solutions envisagées. Choisir une solution. Production attendue : Dossier de conception préliminaire ou d avant-projet : Schémas, maquettes numériques simples, simulations associées, maquettes simples Accord du professeur lors de la RV1 pour retenir un principe de solution viable 5.3.3. Etape : Conception détaillée Dossier de conception Tâches à réaliser : Choisir des sous ensembles, constituants et composants. Définir une structure matérielle. Simuler le comportement de la structure matérielle afin de justifier les choix : Méca3D (comportement mécanique), Simulation (RDM), Sustainability (Ecoconception), Editer les bons de commandes de composants. Production attendue : Dossier de conception détaillée. Bons de commandes. Nomenclature des composants. Coûts prévisionnels. Accord du professeur lors de la RV2 pour la phase de prototypage ou de maquettage et pour les commandes. 5.3.4. Etape : Maquettage - Prototypage Tâches à réaliser : Production attendue : Préparer la réalisation. Réaliser, prototyper, maquetter. Contrôler, valider une pièce, un agencement, un programme par une intégration dans le système. Réalisation du prototype, de la maquette Accord du professeur pour l intégration dans le système ou le retour en conception détaillée. 5.3.5. Etape : Protocole d essai, tests et validation Réalisation des essais pour valiser le fonctionnement du système. Réalisation de mesures pour analyser le comportement de la chaine d énergie. Tâches à réaliser : Formaliser un protocole d essai. Conduire les essais et mesurer les performances. Analyser les résultats et les écarts. Proposer des remédiations ou des améliorations. Production attendue : Tests sur système réel. Contrôle, mesures. Simulation. Bilan technique des mesures et essais. Décision du professeur de fin de la conception détaillée et de la réalisation associée.
6. Evaluation du projet page 11/11 6.1. Revues de projet 6.1.1. Revues de projet en cours de formation (RV1 et RV2) : La revue de projet est une réunion d équipe, animée par le professeur et formalisée par un compte rendu. Elle permet : - De rendre compte d activités menées. - De valider ou non les résultats obtenus. - De prendre des décisions pour la suite du projet. - De planifier les activités à venir. Fréquence des revues de projet : A la fin de chaque étape du projet une revue de projet sera mise en place pour valider le travail. Au nombre de deux ces revues "intermédiaires" serviront à l'évaluation de la conduite du projet. Coefficient : le coefficient de cette évaluation en cours de formation est de 6. Durée : 1h par groupe. Critères d évaluation : il faudra prévoir un powerpoint commun relatant le travail réalisé durant la période écoulé et les pistes de travail envisagées.chaque membre du groupe devra prendre la parole pour expliquer son travail et sa démarche par quelques diapos personnelles pour montrer le travail personnel réalisé. Rappel circulaire académique du 25 janvier 2013 : En cas d absence non justifiée, la note 0 est attribuée au candidat pour la partie «revue de projet». 6.1.1. Revue de projet finale (soutenance) : A la fin du projet, Etape "Soutenance des tâches individuelles" début juin, une 3ème revue appelée cette fois soutenance viendra clore l'évaluation. Cette soutenance orale sera individuelle et chaque candidat devra : Présenter les tâches individuelles qu'il aura menées à bien. Présenter les travaux individuels menés et la réalisation associée. Présenter et justifier des conclusions Le candidat veillera à utiliser au mieux les moyens de communication actuels. Coefficient : le coefficient de cette évaluation individuelle ponctuelle est de 6. Durée : 20 min Déroulement : L'épreuve débute par une présentation orale du dossier pendant une durée maximale de 10 min. Cette présentation, après avoir rappeler les enjeux et contraintes générales du projet, portera essentiellement sur les tâches individuelles conduites. Cette présentation est suivie d'un dialogue avec les interrogateurs d'une durée de 10 min. 6.2. Documents à rendre Chaque collaborateur du projet : Un dossier projet individuel, réalisé avec un traitement de texte sur 10 pages maxi, relatant la démarche et présentant les tâches individuelles effectuées. Une présentation numérique de ce dossier. Chaque équipe de projet : Les fichiers numériques : les maquettes SW, les fichiers de simulations, les fichiers des dossiers individuels, les programmes, Ces données seront gravées sur un DVD. Les notes de calculs. Les données techniques des composants intégrés. Les bons de commandes éventuels Le(s) prototype(s) réalisé(s). Le dossier de suivi de projet.