CdCF P2 Inspection Robot

Lycée Charles Poncet – Tale

STI2D – spécialité ITEC

Projet 2 – "Inspection robot"

CdC

F_

P2

_In

spec

tion

_R

ob

ot

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 Projet 2 – "Inspection robot"

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)

Vue selon le plan vertical :

Robot

Inspector

Robot

Inspector

15°

+/- 70°

+/- 45°

Projet 2 – "Inspection robot" page 3/11

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.

Le pilotage devra permettre l'aller et le retour dans la conduite de test

proposée.


2. Extrait du cahier des charges fonctionnel


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

Voir la maquette numérique.

3.1.2. Accu Lipo 3000mAh

Type : Lipo

Capacité : 3000 mAh.

Tension : 7.2V

Masse : 220 gr


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


Accès bâtiment C


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

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.

http://fr.farnell.com/

http://www.conrad.fr/ce/

http://radiospares-fr.rs-online.com/

http://www.lextronic.fr/

http://www.gotronic.fr/

http://www.mdpmotor.fr/

http://www.emile-maurin.fr/

http://www.prudhomme-trans.com/

http://www.tracepartsonline.net/

http://www.hpceurope.com/fr/

http://cadenas.partcommunity.com/


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

Réflexion collective

animée

par le professeur

Solution

prototype

De l’idée

à une solution réaliste


5.2. Les points d'étapes du projet

5.3. La notion de tâche

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.

Compte rendu

de validation du

projet

Bilan technique

du projet,

analyse des

causes d’écarts

et propositions

d’améliorations.

Cahier des

charges

fonctionnel

Dossier de

conception

préliminaire ou

d’avant-projet

Descriptions

fonctionnelle et

comportementales

simplifiées.

Faisabilité

Idée 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

Restitution

du projet en

équipe et

soutenance

personnelle

du travail

individuel.

Dossier de

conception

détaillée

Nomenclature

des composants

Programmes

associés.

Pièce, sous-

ensemble

fonctionnel

réalisé et intégré

dans un ensemble.

Revue n° 1

Validation du CdCf.

Répartition des tâches

collectives, individuelles, sous

traitées.

Planification et agenda.

Revue n° 2

Bilan des tâches (personnelles, en

équipe, sous traitées).

Révision des tâches et de la

planification.

Soutenance

Bilan des réalisations,

analyse des tests et des

écarts.

Soutenance individuelle.

Revue n° 0

Validation de l'appropriation

du CdCf.

Activités en groupe :

Créativité

Investigation

Pratiques

Simulation

Tâches assignées :

Pas de tâches particulières assignées

Faisabilité

Idée 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 d’équipe et tâches individuelles :

Modélisations

Simulations

Prototypage

Sous-traitance

Tâches assignées :

Individuelles

Collectives

Sous traitées

Activités d’équipe et

individuelles

Tâches individuelles

attendues


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.

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 (Eco-

conception), …

Editer les bons de commandes de composants.

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 : Préparer la réalisation.

Réaliser, prototyper, maquetter.

Contrôler, valider une pièce, un agencement, un programme par une intégration dans le

système.

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.

Décision du professeur de fin de la conception détaillée et de la réalisation associée.

Production attendue :

Tests sur système réel. Simulation.

Contrôle, mesures. Bilan technique des mesures et essais.

Production attendue : Réalisation du prototype, de la maquette


Dossier de conception détaillée. Nomenclature des composants.

Bons de commandes. Coûts prévisionnels.


Dossier de conception préliminaire ou d’avant-projet : Schémas, maquettes numériques simples, simulations

associées, maquettes simples…


6. Evaluation du projet

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.