Détecteur

De fablab
Aller à : navigation, rechercher

Description du sujet

  • Description et objectifs

Lorsque des particuliers ou des professionnels doivent réaliser des travaux dans un bâtiment, il est nécessairement amené à percer des murs. Cependant, il est très courant que des conduits d'eau ou des fils électriques soient présents derrière un mur. Percer le mur tout en prenant ceci en compte constitue donc un réel problème pour ces personnes. C'est pourquoi, dans le cadre du Projet Logiciel pour le Bâtiment Intelligent (PLBI), il a été choisi de créer un détecteur de fils électriques dans les murs. L'objectif principal est de créer ensemble de composantes (application android et module arduino) pour pouvoir scanner un mur afin de dresser une carte avec la localisation des fils électriques (grâce au champ magnétique).

  • Contraintes : Le matériel disponible au FabLab, en particulier les capteurs.
  • Équipe : Valentin Delevoye - Antoine Morel - Wassim Mouss - Victor Taïx - Michel Yoeung

Scénario d'usage

Scénario d'usage
Scénario Données captées Traitement de l'information
Basique Intensité du champ électromagnétique à une position donnée Si l'intensité est supérieure à une certaine valeur, on conclue qu'il y a présence d'un fil électrique
Intermédiaire Intensité du champ électromagnétique à différents points de l'espace On peut afficher une représentation des champs électromagnétique et donc extrapoler la position des fils dans le mur
Avancé Idem L'application permet de stocker en mémoire plusieurs architectures de murs et de les revoir plus tard

Scenario usage.png

Choix techniques

  • Matériel utilisé
    • Arduino Uno : Carte de prototypage et création de systèmes électroniques.
    • Capteur effet Hall : Permet de détecter les courants magnétiques.
    • Smartphone Android : Contient l'application avec laquelle l'utilisateur va interagir. Les différents capteurs de mouvement seront utilisés.
    • Adaptateur OTG : Relie le port USB de l'arduino avec le port microUSB du smartphone Android.

Materiel fablab.jpg

  • Une fois le matériel assemblé (il reste à insérer le smartphone dans l'adaptateur OTG) :

Gadget.jpg

  • Logiciel utilisé
    • Android studio : IDE pour la création d'applications Android
    • Arduino IDE : IDE pour compiler et flasher le code dans une arduino

Gestion de projet

  • Calendrier prévisionnel
  • Sprint 1 : Exploration des différents sujets
    • Choix du sujet
    • Définition des objectifs
  • Sprint 2 : Prise en main des outils
    • Création d'une application minimale Arduino : Récupère les données du capteur
    • Création de deux applications minimales Android : Une qui crée une heatmap et une qui récupère les coordonnées dans l'espace
  • Sprint 3 : Lien entre Android et Arduino:
    • Création d'une application qui permet de récupérer les données du capteur (Arduino) et de les envoyer sur le téléphone
      • Via cable OTG
      • Via Bluetooth
    • Fusion des application Android pour avoir une vraie Heatmap
  • Sprint 4 : Multiplication du nombre de capteurs
    • Tests d'interférence, d'utilité
    • Mise en place dans l'application
  • Sprint 5 : Utilisation des données stockées
    • Sauvegarde de la configuration du mur dans le but de le réafficher
    • Application de réalité augmentée

Impact Environnemental

  • Arduino
    • En l'absence de données sur la composition matérielle précise d'une arduino (combien de cuivre, etc), nous avons utilisé la règle du : 1kg électronique = 500kg de Gaz à Effet de Serre (GES).
    • Notre arduino uno fait environ 30g. A l'aide d'une habile règle de 3, on obtient 15kg de GES.
    • On peut noter aussi les conditions inhumaines dans lesquelles sont minés certains métaux comme le tantale.
  • Cout de développement
    • Pour concevoir et développer ce projet, nous avons utiliser nos ordinateurs portables, souvent branchés, qui consomment de l'électricité. Pour les cours, prenons en moyenne 4 ordi pendant 90 minutes pendant 10 cous, ce qui fait 60h. Pour le travail hors cours, nous estimons ca a 40h pou obtenir un total de 100h.
    • Un ordinateur portable classique utilise environ 0,1 kWh par heure. On a donc un total de 10 kWh.
    • En france, le kWh à un équivalent en GES de 0,09kg.
    • Ce qui nous donne, pour le cout de développement, un équivalent GES de 0,9kg.
    • Sources :

Total : environ 16kg équivalent en GES

Coût du projet

  • Cout humain
    • Comme dit dans la section précédentes, il y a eu 100h de travail humain.
    • Pour un ingénieur, nous prenons comme valeur 60€ / h.
    • Ce qui donne un cout humain de 6000€.
  • Cout matériel
    • En prenant en compte les machines persos et l'arduino (négligeable içi), on peut estimer une valeur de 5000€
    • On est sur une durée d'utilisations qui correspond a 1 semaine.
    • En prenant un amortissement sur 3 ans, on obtient un cout matériel de 35€ environ.

Réflexions

Initialement on souhaitait détecter les fils électrique mais aussi les tuyaux d'eau et autres tiges métalliques dans les murs. La détection de tous ces éléments en même temps s'est révélée compliquée tant au niveau de la détection que de la disponibilité des capteurs. Nous avons ainsi choisi de nous concentrer sur les fils électriques.

S'est posée la question de comment lier le module Arduino et le téléphone. Dans un premier temps nous pensions utiliser le bluetooth, mais cette solution impliquait de trouver un moyen d'alimenter l'Arduino. Il a été jugé plus simple d'utiliser un cable OTG qui permet à la fois la transmission des données et la mise sous tension de l'Arduino.

Nous avons pensé à utiliser plusieurs capteurs effet Hall afin d'avoir un gradient d'intensité qui donnerait une meilleure indication de la position des fils. Cette partie est encore à tester.

Implémentation et installation du projet

-> Voir le repository Git

Pour cloner le projet (possible seulement en ayant les droits) :

1) git clone git@gitlab.ensimag.fr:morel2/pilbi.git <répertoire> (SSH)

2) git clone https://gitlab.ensimag.fr/morel2/pilbi.git <répertoire> (SSH)

Pour installer le projet, consulter et suivez les étapes d'installation dans le fichier README.md qui se trouve à la racine du projet.

Bilan du projet

Bien évidemment, nous avons rencontré beaucoup de soucis (dont nous avions pas pensé en amont) pendant le projet.
Vous pouvez retrouver sur nos slides de soutenance finale les informations concernant le déroulement du projet, les résultats, les problèmes rencontrés et l'évolution possible du projet.

-> Voir les slides de la soutenance finale