SPI Original

Vers une école automatisée

SMART CESI

Etudiants : J. BALDAS - L. CARBOU - A. CARRIÈRE - M. DEHAIS - E. FERREC - A. SICARD Tutrice : Hiba AL ASSAAD

Date : 18/04/2023

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2. Notre équipe

Présentation des membres

Jérémy BALDAS

Laure CARBOU

Conception mécanique Impression laser Câblage

Analyse fonctionnelle Logiciel Organisation

Alexis CARRIÈRE

Mélanie DEHAIS

Analyse fonctionnelle Impression 3D

Conception 3D Organisation Conception mécanique

Enzo FERREC

Alex SICARD

Etat de l'art Création de l'application Technicien de surface

Dimensionnement des câbles Conception mécanique Câblage

Index

Contexte et introduction

1.

Analyse fonctionnelle

2.

Choix des composants

3.

Maquette

3.1.

Mécanique de la maquette

3.2.

Electronique de la maquette

4.

Application

Aparté : Organisation du projet

Conclusion

Contexte et introduction du sujet

Introduction du sujet

Comment rendre le bâtiment CESI autonome et intelligent ?

-Gain de temps pour le personnel CESI -Détection des incendies et fuite de gaz -Ajout de confort (réglage de température) -Sécurité intrusion -Réduction des coûts énergetiques

Visualisation des données à distance grâce à une application

Les Smart Cities

Avec un écosystème fleurissant par ses innovations, les smart cities sont un concept dont vous n'aurez pas fini d'entendre parler !

1. Les Smart Buildings

2. La Smart Mobility

Domaine rassemblant les possibilités des technologies d'information, de communication et d'électronique pour le batîment.

C'est l'application des technologies actuelles au service de la mobilité des personnes.

4. Les Smart Ressources

3. La Smart Governance

Ce concept s'inscrit dans une démarche de transition numérique. Elle met le citoyen au coeur des débats dans les villes intelligentes.

Concerne la gestion et l'optimisation des ressources. Dans une ère "éco-friendly", cette démarche est très encouragée.

Smart Buildings

Analyse fonctionnelle

Analyse fonctionnelle

Diagramme bête à corne :

Info

Analyse fonctionnelle

Diagramme Pieuvre :

• FC = Fonction Contrainte
• FP = Fonction Principale

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Principales relations entre le système « Smart CESI » et son environnement.

Choix des

Composants

Capteur de température et d'humidité

Ce type de capteur permet de récupérer des données numériques de température et d'humidité de l'environnement.

Notre choix de capteur s'est porté sur des capteurs DHT11 simplifiant l'utilisation via la carte Arduino.

DHT11 DFR0067

• Alimentation 5Vcc
• Mesure de température de 0 à 50°C
• Mesure d'humidité de 20 à 90%

• Prix plus intéréssant
• Même spécifications techniques

DHT11 ST052

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Capteur d'effet Hall

Ce type de capteur permet de capter les champs magnétiques.

• Connecteurs
• Prix
• Tension d'alimentation
• Actionneur

SR16C-N

KY-024

SS495A

• Prix le plus intéréssant
• Terminaisons en lien avec le projet
• Utilisable directement
• Sensibilité réglable

OPENSE 054

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Capteur de fin de course

Ce type de capteur est similaire à un interrupteur. Il réagit à la pression.

• Type de levier
• Durée de vie
• Force de déclanchement
• Terminaisons
• Prix
• Dimensions

SS-10GLD

A-20GGV2-B

Z-15GW-B

• Prix intéréssant

• Durée de vie
• Force d'actionnement

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SS-01GL2-FT

Capteur de mouvement

Ce type de capteur détecte les mouvements à l'aide de lumière infra-rouge.

E2B-S08KN04-WP-C1 2M

D6T-1A-02

• Detection de mouvements humains
• Importante plage de détection (6m)
• Temps de réponse moindre

• Prix le plus intéréssant
• Distance et angle de détection
• Alimentation

BISS0001

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Capteur de luminosité

Ce type de capteur permet de détecter le nombre de lumens ambiants.

• Connecteurs
• Prix
• Valeur Ohmique
• Ratio logarithmique

PDV-P5001

VEML7700-TT

NSL-06S53

• Prix le plus bas
• Disponibilité en ligne
• Simplicité de fonctionnement

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NSL-19M51

Capteur de fumée

Ce type de capteur permet de detecter la fumée ainsi que certains types de gaz

ME079

SEN-MQ2

• Alimentation 5Vcc
• Type d'interface digitale ou analogique
• Detection de plusieurs gaz

• Important rapport qualité/prix
• Disponible
• Haute sensibilité à la fumée
• Sécurisé

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ME084

Fabrication

Maquette

• Fabrication mécanique
• Fabrication électrique

Conception et Fabrication de la

Maquette

3.1

1/4 Réalisation de la maquette

Partie conception :

Mise en place des capteurs

Maquette 3D sur Sweet Home 3D

Pour plus de faciliter et afin de mieux s’y retrouver nous avons décidé de faire une maquette en 3D sur l’ordinateur afin de simuler l’emplacement de nos pièces ainsi que les dimensions.

Pour la répartition des capteurs, nous avons choisi de faire des packages par pièce en regroupant certains capteurs qui pont des fonctionnalités qui vont ensemble.

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Maquette

2/4 Dimensionnement des câbles

• Détermination de la localisation des capteurs
• Détermination de la longueur théorique
• Utilisation de l'échelle pour la mesure (2cm maquette = 1m réel)
• Passage des câbles sous la maquette
• Utilisation de gaines Thermo-Rétractables

3/4 Réalisation de la maquette - partie mécanique

Découpe à la scie sabre

Création des plans

La plaque initiale était de 122x244cm. Il nous a donc fallut découper la base de notre maquette ainsi que des plaques pouvant entrer dans la decoupeuse laser, à l'aide d'une scie sabre..

Nous avons commencé par créer des plans sous le logiciel Sweet Home 3D. Nous avons ensuite du les convertir au logiciel Catia pour la découpe laser.

Découpe laser

Collage et finitions

Dans la decoupeuse laser ne peuvent entrer, au maximum, que des plaques de 30x40cm. Le logiciel utiliser pour la découpe est Photo Laser.

Une fois la plaque découpée, nous avons pu coller et poncer les murs du batiment.

+ info

Dans un premier temps, nous avons du convertir le plan effectué sous Catia en plan lisible par la découpeuse laser, dans le logiciel Photo Laser.

4/4 Découpe laser

Une fois le plan adapté, il faut, pour chaque plaque de 30x40cm, desoupée à la scie sabre, découper les murs de notre maquette aux bonnes dimensions. Pour se faire, il a fallut régler la puissance et la vitesse du laser en fonction de notre matériau. De plus, le laser devait être remis à son origine de façon manuelle à chaque découpe

La conception électronique de

3.2

La maquette

Le shéma électrique sous Fritzing

Schéma électrique de la maquette

La carte est contrôlée à l'aide d'une carte Arduino. Cette carte est surmontée d'un shield afin de permettre la connection des différents composants électroniques.

• Logiciel Fritzing
• Organisation des différents ports
• Possibilité de plusieurs vues

Cette IHM est vouée à être placée dans toutes les salles du batiment du CESI. Dans le cadre de cette présentation, une seule IHM disposée sur la maquette, sera présentée.

L'interface homme / machine

Capteur de température

L'IHM de notre maquette se compose d'un bouton de type DUAL et d'un écran LCD. Cet écran permet d'afficher diverses informations telles que : la température, l'état du retro-projecteur ou la disponibilité de la salle.

Le programme

Le microcontrôleur de la carte Arduino traite les informations afin de les renvoyer aux différentes IHM.

- Marque : Grove - Collecte les données d'humidité et de température

Le DUAL bouton

L'écran LCD

- Marque : Grove - Le bouton vert permet de changer d'écran - Le bouton rouge permet d'allumer / éteindre le retroprojecteur

- Marque : Grove - Permet d'afficher les données : état de la salle / Température et humidité / Etat du retro-projecteur

Pièce sécurité

Capteur de fin de course

Ces deux capteurs permettent d'observer l'état des portes et de fenêtres. Dans le projet, ils sont utilisés pour la sécurité du bâtiment et pour simplifier la fermeture du batiment.

Capteur effet Hall

Pièce détection de fumée

Capteur de fumée

Le capteur de fumée détecte la présence de fumée de ou gaz. Lorsque celui-ci est actif, il déclanche un buzzer. Cette action permet la prévention des usagers du bâtiment.

Buzzer

Détection de luminosité

La cellule photosensible capte la quantité de lumen au sein de la pièce. De cette façon, nous pouvons régler la luminosité de la pièce et veiller au confort des utilisateurs.

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Cellule photosensible

Détection de mouvement

Capteur de mouvement

Le capteur de mouvement fonctionne avec la lumière infrarouge. Ce capteur est utilisé pour la sécurité du bâtiment ainsi que pour le confort de ses utilisateurs.

Mise en place de

4.

L'innovation

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Innovation

Application Mobile

L'application doit également être capable de ressortir toutes les données des capteurs pour l'usage des utilisateurs, en communiquant avec l'Arduino

Un des points importants à gérer pour notre application est le système d'authentification admin/étudiants avec 2 interfaces différentes.

Une des innovations principales de ce projet était la mise en place d'une solution personnalisé pour le contrôle et l'utilisation du Smart CESI. C'est une fonctionnalité dévellopé dans de nombreux projets intelligents, pour permettre d'avoir une visualisation/contrôle en temps-réel, à distance et surtout à portée de main de l'utilisateur.

App Inventor est un logiciel de dévellopement d'applications crée par Google simplifiant la création d'application sur Android.

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Aparté : Organisation du projet

Bleu Clair : réunion équipe Rouge : Deadline Jaune : Réunion tuteur Bleu/Gris : Période de recherche, étude Vert : Commande, listing des matériaux Rose : Conception Maquette

Info

Conclusions

• Mise en place de capteurs dans chacune des pièces permettant de collecter les données du batiment
• Automatisation de l'ensemble des fonctionnalités

• Création d'une application utilisable par l'ensemble des membres du CESI
• Une application en lien avec le système intelligent

Une innovation

Vers un CESI intelligent

• Mise en place de detection de places de parking
• Automatisation de l'ouverture et de la fermeture des portes et fenêtres
• Mise en place de routines

• Manque de temps pour la réalisation de la maquette
• Un nombre d'idées trop important pour le budget
• Rencontre de difficultés techniques

Les améliorations

Nos difficultés

Merci pour votre écoute.

• Merci à Hiba Al Assaad pour son tutorat
• Merci à Jad Bazzi pour le prêt du Fablab ainsi que pour son aide
• Merci à Regan Bussy-Socrate pour le prêt du Fablab
• Merci à Samira El Gazzani pour ses conseils