Projets:Froll 'n' Roll

Froll 'n' Roll
Informations
Description	Déclenchement sans contact de l'assistance électrique d'un fauteuil roulant manuel
Evènement associé	Fabrikarium Palavas 6 au 8 juin 2023
Catégorie	Mobilité
Etat d'avancement	En cours
Techniques
Durée de fabrication	de 2 à 4 h
Coût matériel	De 50 à 100 euros
Niveau	Moyen
Licence	by-nc-sa
Date de création	2023-06-06
Équipe
Porteur de projet	Etienne
Contributeurs	Etienne Moullet, Antoine Camallonga, Ivan Pommet, Sabrina Otmani, Clotilde Turpin, Christophe Braillon, Johan Pedroli, Fortil
Animateur	Etienne Moullet
Fabmanager	Christophe Braillon
Référent documentation	Clotilde Turpin
Partenaires:	Fortil, Institut Saint-Pierre, Mobilab66, HLI (Humanlab INRIA)
Nom humanlab	Humanlab_SP
Documentation
Statut de la documentation	Complète
Relecture de la documentation	Non vérifiée

Description du projet

Pour se déplacer, Etienne utilise un fauteuil roulant manuel, couplé avec des roues à assistance électrique. Celles-ci s’activent lorsqu’Etienne propulse son fauteuil roulant en poussant sur la main courante.

Pour soulager ses épaules et éviter de toucher ses mains courantes qui sont parfois sales ou glissantes, l’objectif du projet est de concevoir un système sans contact.

La réalisation de ce projet s'inscrit dans le cadre du fabrikarium 2023 à Palavas-Les-Flots.

Présentation de l'équipe :

• Porteuses de Projet : Etienne Moullet

• Concepteur.e.s, contributeurs/contributrices : Etienne Moullet (Post-doctorant INRIA), Christophe Braillon (Directrice de Recherche & developpement INRIA), Johan Pedroli (Stagiaire INRIA), Antoine Camallonga (Ergothérapeute Institut SP), Sabrina Otmani (Post-doctorant INRIA), Clotilde Turpin (Doctorante INRIA), Ivan Pommet (Fabmanager Humanlab Molilab66), Salariés Fortil Montpellier

• Responsable de documentation : Clotilde Turpin

Cahier des charges

Le projet doit répondre à 2 cas d'usage :

• Descendre une pente en toute sécurité même si les mains courantes sont glissantes (e.g pluie)
• Pouvoir se promener en mode “croisière”, sans avoir besoin de propulser le fauteuil

L'objectif du projet est donc de développer un système permettant de sécuriser/faciliter l'utilisation du fauteuil en cas de pluie dans les pentes en montée ou descente tout en gardant la maîtrise du fauteuil dans les cas généraux.

Garder la possibilité “traditionnelle” de propulsion et avoir un moyen “débrayable” ou optionnel d’aide à la montée et de frein à la descente.

A faire: choix du capteur, commande, réalisation du boitier (joint étanche ou silicone) et connecteur. Avec comme idée initiale l'utilisation d'un capteur Tof avec système (ou capteur capacitif, ultrason)

Analyse de l'existant et liens utiles

Le projet s'appuie sur le fauteuil roulant d'Etienne, qui est équipé de roues e-motion

1 - Capteur de position (relié au moteur pour gérer les différents mode de vitesse)

2 - Plaque mécanique qui font ressort au quatre coin de la roue)

3 - Rampe

4 - Cadre de la roue (métallique)

5 - Moteur (avec les circuits électroniques)

6 - Bouton pour choisir la vitesse de propulsion

Remarques : Le moteur permet d’alimenter le système de propulsion des deux roues, les roues ont deux vitesses de propulsion (vitesse 1, vitesse 2), qui sont activées avec un bouton.

La rampe et le cadre de la roue semble isolé → chose vérifiée

Liens utiles : https://github.com/hsaturn/TinyMqtt

Matériel

Connecteur capteur:

- Marque: ODU

- Référence: A2CL0C-P03MCC0-3500

- Lien web: https://odu-connectors.com/fr/find-your-product/results/?searchTerm=&cableDiameter%5Bmin%5D=0.5&cableDiameter%5Bmax%5D=16&metalOrPlastic=metal&type2=plug&numberOfContacts=3&lockingPrinciple=break&cableOutlet=bend_relief&contactType=pins&series=series_l%2Cseries_k%2Cseries_f%2Cseries_b&size=00&keying=0_key#/show/A2CL0C-P03MCC0-3500 (Connecteur du capteur position cf fig fauteuil)

Capteurs

Capteur Tof pour M5 StickC :

• M5 StickC : https://eu.robotshop.com/fr/products/m5stickc-plus-esp32-pico-mini-iot-development-board
• Module Tof : https://eu.robotshop.com/fr/products/m5stickc-tof-hat-vl53l0x

(on a retiré la batterie pour éviter une double alimentation du système du premier, il sera branché au moteur)

(Capteur Lidar, Capteur Infrarouge, Capteur ultrason)

Gyroscope

Gyroscope pour calculer la vitesse de la roue (il n’a pas encore été testé)

Outils

Pour le capteur et le broker

• Arduino IDE écriture et transplantation des scripts vers les M5
• Fer à souder, tournevis, multimètre

Pour les boîtiers

• Pour la modélisation, Fusion 360 ou Tinkercad
• Imprimante 3D

Fichiers source

Programmation : File:code fauteuil+capteur-.zip

Dessin 3D : File:Dessin3D.zip

Etapes de fabrication pas à pas

Système de commande

D’abord pour une roue

1 - Dévisser l’embout du capteur position de la roue et démonter le connecteur du capteur

2 - Souder le fil sortant du moteur au connecteur blanc du M5 (gnd vers gnd, 5V vers 5V et l’entrée vers la pin26) à l’aide d’un fer à souder → vérifier les soudures avec un multimètre. (Remarque : d’autres solutions peuvent être choisies à la place de souder directement le fil sortant du moteur, notamment celle de souder un connecteur au fil et un connecteur au M5 (mâle et femelle). L’idée étant par la suite de pouvoir brancher deux choses aux moteurs : le capteur position initiale et le broker. Cette étape n’a pas été réalisée lors du Fabrikarium par manque de temps)

3 - Téléverser les scripts (cf dossier scripts) sur les deux M5.

4 - Brancher le M5 brokers au niveau du connecteur blanc accroché à la roue quand celle-ci est éteinte.

5 - Allumer la roue et vérifier si le système fonctionne éloignant ou rapprochant la main du capteur position.(si ça ne fonctionne pas vérifier les scripts et notamment sur les clients sont bien sur la connexion wifi du broker).

Si le système fonctionne, réaliser le même processus avec le second M5 et le second capteur sur la deuxième roue.

6 - Pour les cartes électroniques contenant les capteurs, les batteries des M5 utilisés comme broker (qui avaient été dessoudées car les M5 sont alimentés avec le moteur de la roue) ont été ajoutées (soudées) pour les alimenter.

Boîtiers:

Pour le M5 broker (et le gyroscope)

Ce boîtier a été conçu en prenant en compte les contraintes mécanique du fauteuil dans les rayons du fauteuil roulant : en fonction de la courbure de la roue, facilité d’installation (et de désinstallation si besoin de changer des composants) et d’attache et bien entendu en prenant en compte la taille de la carte du capteur ToF afin de lui laisser un espace suffisant (et plus tard du gyroscope).

1 - Prendre les mesures de la roue (avec l’instrument de mesure sous la main (mètre, équerre,..)).

2 - Modéliser le boîtier sur le logiciel choisi (Fusion 360, TinkerCad), ou utiliser les modèles suivants:

• Esquisse_contour_couvercle_V2_sans_trou.stl
• Esquisse_contour_couvercle_V2_Trou.stl
• Boitier_male.stl
• Boitier_femelle.stl

3 - Enregistrer le modèle en .stl

4 - Convertir en langage machine (G-code) par le processus de “découpage en coupe” sur l’ordinateur possédant ce logiciel et choisir le type de plastique, couche, .. souhaité et enregistrer.

5 - Imprimer en 3D avec l’imprimante 3D en téléversant le fichier créé avec une clé USB.

Pour le bracelet

Le boîtier du bracelet à été conçu en prenant principalement en compte le système d’attache au poignet et la taille des composants qu’il héberge.

1 - Prendre les mesures de la carte électronique, et de la position exacte du capteur de proximité

2 - Modéliser le boîtier sur le logiciel choisi (Fusion 360, TinkerCad) ou utiliser les modèles 3D suivant: Bracelet_BoiteETcouvercle_avec_et_sans_trou.stl

3 - Imprimer en suivant le même processus que pour le boîtier du broker.

4 - Insérer la carte électronique et fermer avec le couvercle, ajouter des sangles scratch pour l’attacher au poignet (vérifier que le trou du couvercle tombe au niveau du capteur).