Projet de deuxième année de prépa intégrée : Raspi Thermo Cam

Caméra thermique – Raspi Thermo Cam (janvier 2021 – mai 2021)

Raspi Thermo Cam : conception et développement d’une caméra thermique en utilisant un Raspberry et un FLIR Lepton 3.5.

Présentation du projet avec la création d’un site web :

Compétences

Informatique

Le Raspberry Pi étant le coeur de ce projet, une maitrise de ce dernier était primordiale. Pour cela, nous avons facilité sa prise en main par la mise en place du contrôle à distance et ce quelque soit la configuration réseau autour de nous. De plus, nous avons appris à sauvegarder et restaurer le système, ce qui est très pratique dans la phase de test. Des compétences transversales avec la gestion du partitionnement ont été acquises pour cela.

En outre, nous avons appris à développer par l’intermédiare de machines virtuelles. Cela offre de nombreux avantages et une grande liberté sur nos actions. Dans le cadre de ce projet, la virtualisation avec l’émulation du Raspberry nous a permis de tester les installations de différents logiciels d’exploitation de données thermiques. Il était aussi possible de déployer des VM sous d’autres environnements lorsque nous rencontrions des problèmes de compatibilité.

Enfin, nous avons grandement développé nos compétences en programmation pour ce projet. Le langage que nous avons le plus utilisé est le langage Java pour concevoir une interface afin de piloter un robot à travers des joysticks virtuels. De plus, nous avons ausssi eu à utiliser le langage Python lors de nos tentatives de fusion de flux optique/thermique. Pour aller plus loin, l’utilisation de WordPress pour ce projet était une première et cela permet d’avoir un rendu très qualitatif pour présenter ce projet.

Mécanique

Nous avons aussi acquis différentes compétences en mécanique en approfondissant des notions étudiées en cours. Dans un premier temps, la construction d’un robot nous a permis de visualiser différents points mécaniques sur lesquels nous avons porter une attention particulière. Comment gérer le déplacement d’un robot à travers 2 moteurs? Pour cela, il fallait prendre soin d’équilibrer le robot qui était très chargé. De plus, l’alimentation de ce dernier par une batterie externe n’était pas optimale compte tenu du poids de la batterie.

Dans un second temps, la conception d’un boitier thermique en CAO avec SolidWorks est la deuxième grande partie mécanique de ce projet. Pour cela, nous avons établi le cahier des charges du boitier. A partir de ce dernier, nous avons pu modéliser une boite en 3 pièces pour envisager une impression 3D. Notre regret est de ne pas avoir eu le temps pour cette impression, nous n’avons donc pas pu le tester pour relever différents points négatifs, ce qui nous aurait permis de l’améliorer.

Electronique

La dernière composante de la mécatronique concerne l’électronique. Dans le cadre de ce projet Raspi Thermo Cam, nous relevons différentes compétences électroniques que nous avons dû acquérir.

Pour commencer, nous avons dû prendre en main le matériel à notre disposition et surtout comprendre le fonctionnement de chaque composant. Nous avons donc étudier les principes des caméras infrarouge en théorie avant d’étudier le module FLIR Lepton 3.5. Ensuite, nous avons relever les interfaçages entre ce dernier et le Raspberry Pi, par l’intemérdiaire de différentes cartes (USB ou GPIO). Nous avons donc analysé les connexions et compris quelles étaient les liaisons mises en jeu, notamment avec les bus SPI ou I2C.

La construction du robot nous a permis d’utiliser l’électronique pour faire le lien entre l’informatique et la mécanique. C’est le lien entre les moteurs, la caméra et le Raspberry au travers des ports GPIO ou port USB.