Différences entre versions de « Projets:Détecteur de recul »

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{{Infobox projet
 
{{Infobox projet
|Image principale=Schéma montage radar recul.jpg
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|Image principale=v5_img3.jpg
|Description=Détecteur de recul pour fauteuil PMR
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|Description=Détecteur de recul pour fauteuil PMR avec indicateur sonore
 
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|Porteur de projet=Mathilde
 
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|Contributeurs=Elektron, Ylc
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|Référent documentation=Delphine, Ylc
 
|Référent documentation=Delphine, Ylc
 
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|Catégorie de handicap=Mobilité
|Etat d'avancement=En cours
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|Statut de la documentation=Partielle
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|Statut de la documentation=Complète
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|Techniques=esp, électronique, impression 3d
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|Techniques=esp, impression 3d, électronique
 
|Durée de fabrication=de 4 à 8 h
 
|Durée de fabrication=de 4 à 8 h
 
|Coût matériel=De 50 à 100 euros
 
|Coût matériel=De 50 à 100 euros
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== Description du projet ==
 
== Description du projet ==
Ce système devrait plus exactement s’appeler « détecteur d’obstacle arrière pendant le recul ». Il fonctionne comme le « radar de recul » qui équipe les voitures en bipant plus ou moins rapidement selon l’éloignement de l’obstacle par rapport à l’arrière du fauteuil.
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Ce système a pour fonction de signaler les obstacles se trouvant derrière le fauteuil pendant le recul de celui-ci. Il fonctionne comme le « radar de recul » qui équipe les voitures en bipant plus ou moins rapidement selon l’éloignement de l’obstacle par rapport à l’arrière du fauteuil.
  
  
La détection d’un déplacement avant-arrière du fauteuil est faite par une centrale inertielle CMPS12. Lorsque le fauteuil ne bouge pas, aucune détection d’obstacle n’est faite.  
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La détection est activée par la mise sous tension du système à l’aide du switch monté sur le fauteuil. Dès la mise sous tension et avec un tout petit délai dû à la mise en route, cela déclenche le fonctionnement des 2 capteurs laser infrarouge VL53L1X qui émettent un rayon de faible puissance pour détecter l’éventuelle présence d’un obstacle derrière le fauteuil.
Dès que le fauteuil se déplace cela déclenche la mise en route des 2 capteurs infrarouge VL53L1X qui émettent un rayon de faible puissance pour détecter l’éventuelle présence d’un obstacle derrière le fauteuil.
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De ce fait le système ne fonctionne seulement que lors de marche arrière du fauteuil et sur décision de son utilisateur. Par exemple pour entrer dans un ascenseur.
Ainsi, si le fauteuil est arrêté, toute personne passant derrière lui  ne déclenche aucune alarme.
 
  
  
Les 2 capteurs infrarouge sont orientés de façon à couvrir un angle de 60° vers l’arrière. Il serait toutefois posible de les monter en parrallèle de chaque coté du fauteuil par exemple sans modifier le logiciel.  C’est la distance la plus courte mesurée par l’un des deux capteurs qui déclenche l’alarme lorsqu’elle est dans la plage surveillée.
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Les 2 capteurs sont orientés de façon à pouvoir couvrir un angle de 60° vers l’arrière. Il serait toutefois possible de les monter en parallèle de chaque coté du fauteuil par exemple sans modifier le logiciel.  Le faisceau est réduit en largeur pour ne pas prendre en compte les obstacles latéraux et en hauteur pour ne pas détecter le sol si le fauteuil est penché en arrière. C’est la distance la plus courte mesurée par l’un des deux capteurs qui déclenche l’alarme lorsqu’elle est dans la plage surveillée.
  
  
NB : Les capteurs VL53L1X sont réglés en mode « short » ce qui leur donne une profondeur de mesure jusqu’à 135mm. Mais il est possible, selon le choix de l’utilisateur, de régler une distance plus courte au-delà de laquelle aucune alarme ne se déclenche. (p.ex. 900 mm).  
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NB : Les capteurs VL53L1X sont réglés en mode «court» ce qui leur donne une capacité de mesure jusqu’à 135mm. Mais il est possible, selon le choix de l’utilisateur, de régler une distance encore plus courte au-delà de laquelle aucune alarme ne se déclenche. (p.ex. 800 mm).  
  
  
Lorsqu’un obstacle est détecté dans le champ de surveillance, un buzzer émet des bips à une fréquence d’autant plus rapide que le fauteuil se rapproche de l’obstacle. Si le fauteuil est très proche de l’obtacle, le buzzer émet un son en continu.
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Lorsqu’un obstacle est détecté dans le champ de surveillance, un buzzer émet des bips à une fréquence d’autant plus rapide que le fauteuil est proche de l’obstacle. Si le fauteuil est très proche de l’obstacle, le buzzer émet alors un son en continu.
  
  
La tonalité du buzzer peut être réglée par l’utilisateur à l’aide d’un potentiomètre dans la plage de 60 à 4000 Hz.
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De même la sensibilité de la détection d’un déplacement peut être réglée par un second potentiomètre dans une plage de  0,1 m/s2  à 10 m/s2  (C’est l’accélération qui est mesurée).
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La tonalité du buzzer peut être réglée par l’utilisateur à l’aide d’un potentiomètre dans la plage de 60 à 4000 Hz.
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[[File:v5_img3.jpg|700px|vignette|gauche|alt=Vue 3D du prototype dans son boîtier|Vue 3D du prototype dans son boîtier]]
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Le buzzer et le capteur de déplacement ne sont pas apparents dans l’image ci-dessus.
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Le buzzer est monté sur le couvercle du boîtier.
  
 
== Cahier des charges ==
 
== Cahier des charges ==
 
Détecter les obstacles à l'arrière du fauteuil pour éviter de les heurter!
 
Détecter les obstacles à l'arrière du fauteuil pour éviter de les heurter!
  
== Analyse de l'existant et liens utiles==
 
  
== Matériel ==
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==Matériel==
 
* 1 microcontrôleur ESP32 30 pins
 
* 1 microcontrôleur ESP32 30 pins
* 1 centrale inertielle CMPS12
 
 
* 2 capteurs laser VL53L1X
 
* 2 capteurs laser VL53L1X
 
* 1 buzzer piezzo
 
* 1 buzzer piezzo
* 2 pot. 10 KΩ
+
* 1 pot. 10 KΩ
 
* 1 condensateur chimique 10 μF
 
* 1 condensateur chimique 10 μF
 +
* 1 switch aimanté activant un relais reed (fab. CF/MHK)
  
==Outils==
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==Fichiers source==
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[[Media:Boitier_principal.zip|Télécharger les STl du boitier principal]]
  
==Coût==
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[[Media:Detect_Recul_Switch_v5.zip|Programme Detect_Recul_Switch_v5 à téléverser sur ESP32]]
  
==Fichiers source==
+
[[Media:Fichiers_3D_Freecad.zip|Fichiers 3D au format Freecad :bague verrin et boitier v5 ]]
* [[Media:détecteur_recul_STL.zip|Télécharger les fichiers STL à imprimer]]
 
* [[Media:Detect_recul_V4.zip|Télécharger le code ESP32]]
 
  
==Etapes de fabrication pas à pas==
+
[[Media:Detect_Recul_v5.pdf|Documentation Detect_Recul_v5 au format pdf]]
=== Impression 3D ===
 
<gallery widths="400px" heights="300px">
 
File:Sens_impression.jpg|Position sur le plateau des éléments à imprimer
 
File:support_Detect_recul_img1.jpg|Position sur le plateau des deux pièces constituant la bague vérin support, toutes deux côté plat vers le plateau"
 
</gallery>
 
  
===Schéma de montage===
+
[[Media:Detect_Recul_v5.odt|Documentation Detect_Recul_v5 au format odt]]
[[File:schema_montage_radar_recul.jpg|700px|vignette|gauche|Schéma de montage]]
 
  
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==Schéma de montage==
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[[File:Detect_Recul_Switch_v5_Fritzing.jpg|700px|vignette|gauche|alt=Schéma de montage sur breadboard|Schéma de montage sur breadboard]]
 
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=== Téleverser le code sur l'ESP32 ===
 
* [[Media:Detect_recul_V4.zip|Télécharger le code ESP32]] et le placer dans le dossier des projets Arduino
 
* Ouvrir avec l'IDE Arduino le sketch Detect_Recul_v4.ino
 
* Téléverser le code sur l'ESP 32
 
  
===Montage du circuit dans le boitier===
+
'''Note technique'''
* Monter le boitier avec les pièces imprimées
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 +
Le détecteur n’est pas obligatoirement posé tout à l’arrière du fauteuil. On peut le fixer sur le montant du dossier par exemple et, lors du montage, on entre dans le programme la longueur de retrait du détecteur par rapport à l’extrémité arrière du fauteuil.
 +
 
 +
Ainsi s’il est en retrait p.ex. de 200 mm par rapport à l’arrière du fauteuil, on dira que le fauteuil touche l’obstacle lorsque la distance mesurée sera de 200 mm.
  
<gallery widths="400px" heights="300px">
+
Les réglages des distances et de largeur des faisceaux sont modifiable dans le logiciel.
File:Buzzer_v4_img1.jpg
 
File:Buzzer_v4_img2.jpg
 
</gallery>
 
  
 +
==Étapes de fabrication pas à pas==
 +
* Imprimer le boîtier et le support du boîtier pour le fixer sur le fauteuil
 +
 +
[[File:support_Detect_recul_img1.jpg|700px|thumb|gauche|Vue du support du boîtier sur qui se fixe sur le fauteuil]]
 
<br clear=all>
 
<br clear=all>
  
* Intégrer le circuit électronique dans le boitier
 
[[File:Schéma montage radar recul.jpg|vignette|gauche|700px|Schéma du montage du boitier avec l'électronique]]
 
  
 +
* Faire le montage électronique et l'insérer dans le boîtier en se référant aux images ci-dessous
 +
 +
[[File:v5_img1.jpg|700px|thumb|gauche|alt=Vue du boîtier en 3D pour assemblage|Vue du boîtier en 3D pour assemblage]]
 
<br clear=all>
 
<br clear=all>
  
=== Note technique ===
+
[[File:v5_img2.jpg|700px|thumb|gauche|alt=Vue du boîtier en 3D pour assemblage|Vue du boîtier en 3D pour assemblage]]
 +
<br clear=all>
  
Le système fonctionne même si le fauteuil est incliné vers l’avant ou vers l’arrière. L’effet induit par la gravité sur l’accélération linéaire du fauteuil est automatiquement compensé de façon à ce que le mouvement soit réellement détecté dès le déplacement du fauteuil.
+
[[File:v5_img3.jpg|700px|thumb|gauche|alt=Vue des éléments en 3D assemblés dans le boîtier|Vue des éléments en 3D assemblés dans le boîtier]]
 +
<br clear=all>
  
  
Le système se recalibre automatiquement au fil de l’eau, même sur un plan incliné sauf si le fauteuil est incliné sur un côté avec un dévers de plus de 10°. Auquel cas il fonctionne toujours mais ne se recalibre pas tant qu’on reste dans cette position.
+
* Téléverser le code sur l'ESP32
  
  
Le détecteur n’est pas obligatoirement posé tout à l’arrière du fauteuil. On peut le fixer sur le montant du dossier par exemple et, lors du montage, on entre dans le programme la longueur de retrait du détecteur par rapport à l’extrémité arrière du fauteuil.
+
* Fixer le boîtier sur le fauteuil
  
 
==Retours utilisateurs==
 
==Retours utilisateurs==

Version actuelle datée du 3 juillet 2024 à 09:12

Détecteur de recul

V5 img3.jpg

Informations
Description Détecteur de recul pour fauteuil PMR avec indicateur sonore
Catégorie Mobilité
Etat d'avancement Réalisés
Techniques esp, impression 3d, électronique
Durée de fabrication de 4 à 8 h
Coût matériel De 50 à 100 euros
Niveau Facile
Licence by-sa
Date de création 2023-11-28
Équipe
Porteur de projet Mathilde
Contributeurs Elektron, Ylc
Fabmanager Delphine
Référent documentation Delphine, Ylc
Nom humanlab Humanlab_MHK
Documentation
Statut de la documentation Complète
Relecture de la documentation Vérifiée

Description du projet

Ce système a pour fonction de signaler les obstacles se trouvant derrière le fauteuil pendant le recul de celui-ci. Il fonctionne comme le « radar de recul » qui équipe les voitures en bipant plus ou moins rapidement selon l’éloignement de l’obstacle par rapport à l’arrière du fauteuil.


La détection est activée par la mise sous tension du système à l’aide du switch monté sur le fauteuil. Dès la mise sous tension et avec un tout petit délai dû à la mise en route, cela déclenche le fonctionnement des 2 capteurs laser infrarouge VL53L1X qui émettent un rayon de faible puissance pour détecter l’éventuelle présence d’un obstacle derrière le fauteuil. De ce fait le système ne fonctionne seulement que lors de marche arrière du fauteuil et sur décision de son utilisateur. Par exemple pour entrer dans un ascenseur.


Les 2 capteurs sont orientés de façon à pouvoir couvrir un angle de 60° vers l’arrière. Il serait toutefois possible de les monter en parallèle de chaque coté du fauteuil par exemple sans modifier le logiciel. Le faisceau est réduit en largeur pour ne pas prendre en compte les obstacles latéraux et en hauteur pour ne pas détecter le sol si le fauteuil est penché en arrière. C’est la distance la plus courte mesurée par l’un des deux capteurs qui déclenche l’alarme lorsqu’elle est dans la plage surveillée.


NB : Les capteurs VL53L1X sont réglés en mode «court» ce qui leur donne une capacité de mesure jusqu’à 135mm. Mais il est possible, selon le choix de l’utilisateur, de régler une distance encore plus courte au-delà de laquelle aucune alarme ne se déclenche. (p.ex. 800 mm).


Lorsqu’un obstacle est détecté dans le champ de surveillance, un buzzer émet des bips à une fréquence d’autant plus rapide que le fauteuil est proche de l’obstacle. Si le fauteuil est très proche de l’obstacle, le buzzer émet alors un son en continu.


La tonalité du buzzer peut être réglée par l’utilisateur à l’aide d’un potentiomètre dans la plage de 60 à 4000 Hz.


Vue 3D du prototype dans son boîtier
Vue 3D du prototype dans son boîtier



Le buzzer et le capteur de déplacement ne sont pas apparents dans l’image ci-dessus. Le buzzer est monté sur le couvercle du boîtier.

Cahier des charges

Détecter les obstacles à l'arrière du fauteuil pour éviter de les heurter!


Matériel

  • 1 microcontrôleur ESP32 30 pins
  • 2 capteurs laser VL53L1X
  • 1 buzzer piezzo
  • 1 pot. 10 KΩ
  • 1 condensateur chimique 10 μF
  • 1 switch aimanté activant un relais reed (fab. CF/MHK)

Fichiers source

Télécharger les STl du boitier principal

Programme Detect_Recul_Switch_v5 à téléverser sur ESP32

Fichiers 3D au format Freecad :bague verrin et boitier v5

Documentation Detect_Recul_v5 au format pdf

Documentation Detect_Recul_v5 au format odt

Schéma de montage

Schéma de montage sur breadboard
Schéma de montage sur breadboard



Note technique

Le détecteur n’est pas obligatoirement posé tout à l’arrière du fauteuil. On peut le fixer sur le montant du dossier par exemple et, lors du montage, on entre dans le programme la longueur de retrait du détecteur par rapport à l’extrémité arrière du fauteuil.

Ainsi s’il est en retrait p.ex. de 200 mm par rapport à l’arrière du fauteuil, on dira que le fauteuil touche l’obstacle lorsque la distance mesurée sera de 200 mm.

Les réglages des distances et de largeur des faisceaux sont modifiable dans le logiciel.

Étapes de fabrication pas à pas

  • Imprimer le boîtier et le support du boîtier pour le fixer sur le fauteuil
Vue du support du boîtier sur qui se fixe sur le fauteuil



  • Faire le montage électronique et l'insérer dans le boîtier en se référant aux images ci-dessous
Vue du boîtier en 3D pour assemblage
Vue du boîtier en 3D pour assemblage


Vue du boîtier en 3D pour assemblage
Vue du boîtier en 3D pour assemblage


Vue des éléments en 3D assemblés dans le boîtier
Vue des éléments en 3D assemblés dans le boîtier



  • Téléverser le code sur l'ESP32


  • Fixer le boîtier sur le fauteuil

Retours utilisateurs