![\"2\"](\"https:\/\/hub.imt-atlantique.fr\/fablab\/wp-content\/uploads\/archives\/2013\/06\/2-300x182.png\")
<\/a><\/h3>\nFigure 1 : Les diff\u00e9rentes parties du syst\u00e8me<\/em><\/p>\nChaque partie sera trait\u00e9 individuellement, la mise en relation se fera \u00e0 la fin.<\/p>\n
2.Le plateau tournant<\/h2>\n2.1.Objectifs<\/h3>\n
Dans un premier temps, pour obtenir simplement une image 3D de l’objet de bonne qualit\u00e9, nous avons d\u00e9cid\u00e9 de prendre 3 photos de l’objet \u00e0 0\u00b0, 120\u00b0, et 240\u00b0 (que nous nommerons par la suite \u00ab\u00a0positions-cibles\u00a0\u00bb de l’objet). Le plateau tournant doit donc permettre la rotation de l’objet \u00e0 scanner pour r\u00e9cup\u00e9rer les images aux bons angles.<\/p>\n
2.2.Le tourne-disque\u00a0: base du plateau<\/h3>\n
Nous avons utilis\u00e9 comme base du plateau tournant un ancien tourne-disque. Cette partie peut bien s\u00fbr \u00eatre r\u00e9alis\u00e9 en construisant le plateau tournant.<\/p>\n
![\"Nouvelle](\"https:\/\/hub.imt-atlantique.fr\/fablab\/wp-content\/uploads\/archives\/2013\/03\/Nouvelle-image-bitmap2.bmp\")
Figure 2 : Photos du tourne-disque en vue de dessus (\u00e0 gauche) et de dessous (\u00e0 droite)<\/i><\/p>\n
\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0 Nous avons d\u00fb scier la pointe en m\u00e9tal au centre du plateau tournant qui servait initialement \u00e0 mettre le disque sur le plateau tournant (voir le r\u00e9sultat sur la photo de gauche).<\/p>\n
2.3.Moteur continu<\/h3>\n
Le tourne-disque fonctionne avec un moteur continu aliment\u00e9 par 12V. L’arbre moteur entra\u00eene une courroie qui fait tourner le plateau.<\/span><\/p>\nIl est aussi possible d’utiliser\u00a0un moteur pas-\u00e0-pas en mettant\u00a0en place un r\u00e9gulateur pour moteur \u00e0 l’aide d’un pont en H.<\/p>\n
N\u00e9anmoins, il faut garder en t\u00eate que le plateau tournant devra s’arr\u00eater aux positions-cibles. Ainsi, il faudra prendre en compte l’inertie restante apr\u00e8s d\u00e9salimentation du moteur. Pour le moteur continu utilis\u00e9, nous avons l’avons sous aliment\u00e9 (alimentation \u00e0 3.3V) pour limiter le ph\u00e9nom\u00e8ne d’inertie.<\/p>\n
2.4.Comment d\u00e9clencher la prise de photo de la Kinect aux trois \u00ab\u00a0positions-cibles\u00a0\u00bb de l’objet (0\u00b0, 120\u00b0, 240\u00b0)\u00a0?<\/h3>\n
Nous avons opt\u00e9 pour un syst\u00e8me \u00abLED+photor\u00e9sistances\u00bb.<\/span><\/p>\n2.4.1.Principe<\/h4>\n
On d\u00e9tecte les 3 positions gr\u00e2ce \u00e0 une LED qui passe devant une photor\u00e9sistance aux trois positions voulues, entra\u00eenant un pic d’intensit\u00e9. Il suffit alors de demander \u00e0 la Kinect de d\u00e9clencher une photo lorsque l’intensit\u00e9 passe au-dessus d’un certain seuil.<\/p>\n
\u00c9tudions le principe sur un exemple.<\/p>\n
Ici l’objectif est de faire clignoter une LED plus ou moins vite selon la luminosit\u00e9 ambiante.<\/p>\n
Mat\u00e9riel\u00a0:<\/p>\n
\n- des fils de connexion<\/li>\n
- une breadboard (ou plaque d’essai sans soudure)<\/li>\n
- une r\u00e9sistance de 10 k\u03a9<\/li>\n
- une photo-r\u00e9sistance<\/li>\n
- une LED<\/li>\n
- une carte Arduino<\/li>\n<\/ul>\n
![\"Nouvelle](\"https:\/\/hub.imt-atlantique.fr\/fablab\/wp-content\/uploads\/archives\/2013\/03\/Nouvelle-image-bitmap3.bmp\")
<\/a><\/p>\nFigure 3 :\u00a0illustration de l’utilisation d’Arduino par un exemple simple<\/em><\/p>\nLe code Arduino :<\/p>\n
\/*Lit la luminosit\u00e9 etfait clignoter une LED \u00e0 vitesse variable.*\/\n\n\/\/ Num\u00e9ro de la broche du capteur de luminosit\u00e9const int luminosityPin = A0;\n\n\/\/ Num\u00e9ro de la broche de la LEDconst int ledPin = 9;\nvoid setup() {\/\/ Initialise la communication avec l'ordinateur\nSerial.begin(9600);\n\n\/\/ Indique que la broche de la LED est une sortie\n\npinMode(ledPin, OUTPUT);\n\n}\n\nvoid loop() {\n\n\/\/ Lit la valeur du capteur de luminosit\u00e9\n\nint sensorValue = analogRead(luminosityPin);\n\n\/\/ affiche la valeur du capteur dans le \"moniteur\" sur l'ordinateur\n\nSerial.print(\" Valeur du Capteur = \" );\n\nSerial.print(sensorValue);\n\n\/\/ Convertit la valeur en dur\u00e9e d'attente pour la LED\n\n\/\/ il sera n\u00e9cessaire d'adapter les valeurs du \"mapping\" en\n\n\/\/ fonction de la luminosit\u00e9 ambiante\n\nint waitTime = map(sensorValue, 0, 1023, 20, 1000);\n\n\/\/ Envoie le r\u00e9sultat vers l'ordinateur\n\nSerial.print(\"\\t Delai de clignotement (millisecondes) = \");\n\nSerial.println(waitTime);\n\n\/\/ Fait clignoter la LED au rythme de la luminosit\u00e9\n\ndigitalWrite(ledPin, HIGH); \/\/ allume la LED\n\ndelay(waitTime); \/\/ attends la dur\u00e9e choisie\n\ndigitalWrite(ledPin, LOW); \/\/ \u00e9teinds la LED\n\ndelay(waitTime); \/\/ attends la dur\u00e9e choisie\n\n}<\/pre>\nLa photor\u00e9sistance (entre les fils noir et vert sur la figure 3) est branch\u00e9e en parall\u00e8le avec\u00a0une r\u00e9sistance. Elle est aliment\u00e9e par le 5V de l’Arduino (fil rouge) et est reli\u00e9e \u00e0 une entr\u00e9e\u00a0analogique de l’Arduino (fil vert). La photor\u00e9sistance est reli\u00e9e \u00e0 un port de sortie. Le code ci-dessus, \u00e9crit\u00a0sur l’interface Arduino permet de faire clignoter la LED en fonction de la luminosit\u00e9 de la\u00a0photor\u00e9sistance.
\nLa partie haute du montage (LED) ne nous int\u00e9resse pas. Nous ne voulons en effet pas faire\u00a0clignoter une LED. En revanche nous voulons d\u00e9clencher la prise de photographies de la Kinect\u00a0en fonction des valeurs de luminosit\u00e9 des LED. La partie basse du montage sera donc exactement\u00a0la m\u00eame pour notre projet, et sera faite trois fois (pour les trois photor\u00e9sistances).<\/p>\n
2.4.2.Choix de la valeur de la r\u00e9sistance en s\u00e9rie avec la photor\u00e9sistance<\/h4>\n
Le choix de la r\u00e9sistance est important, il d\u00e9termine les valeurs de la luminosit\u00e9 capt\u00e9e par\u00a0la photor\u00e9sistance lorsqu’elle est sous une luminosit\u00e9 ambiante (telle que l’on peut avoir au\u00a0FabLab), et lorsqu’elle est \u00e9clair\u00e9e par une LED.
\nL’important est que ces deux valeurs soient bien distinctes pour pouvoir d\u00e9tecter sans\u00a0ambigu\u00eft\u00e9 lorsque la photor\u00e9sistance est \u00e9clair\u00e9e par la LED, ind\u00e9pendamment des contraintes de\u00a0l’environnement (\u00e9clairage accidentel…).
\nNous avons test\u00e9 pour diff\u00e9rentes valeurs du r\u00e9sistor la valeur de la r\u00e9sistance de la\u00a0photor\u00e9sistance lorsque celle-ci est \u00e9clair\u00e9e par la LED ou pas. Nous avons choisi le r\u00e9sistor qui\u00a0permettait d’avoir le meilleur contraste de r\u00e9sistance, \u00e0 savoir 100k\u03a9.<\/p>\n
2.4.3.Que mettre sur la partie tournante\u00a0: LED ou photor\u00e9sistance\u00a0?<\/h4>\n
Au d\u00e9but, nous avions l’intention de mettre une photor\u00e9sistance sur la partie tournante et\u00a0trois LEDs sur la partie fixe (aux trois positions correspondant \u00e0 0\u00b0, 120\u00b0 et 240\u00b0) (voir figure ci-dessous).<\/p>\n
![\"1\"](\"https:\/\/hub.imt-atlantique.fr\/fablab\/wp-content\/uploads\/archives\/2013\/06\/1-300x135.png\")
<\/a>
\nFigure 4 : Sch\u00e9ma du montage initialement pr\u00e9vu<\/em><\/p>\nLa photor\u00e9sistance doit \u00eatre reli\u00e9e \u00e0 la breadboard puisque c’est gr\u00e2ce aux pics de sa\u00a0luminosit\u00e9 que l’on d\u00e9clenchera la prise de photos de la Kinect. En revanche, les LEDs doivent\u00a0\u00eatre uniquement aliment\u00e9es par source de tension.
\nOr le fait que la photor\u00e9sistance, donc la partie reli\u00e9e \u00e0 la breadboard, soit sur la partie\u00a0tournante du plateau pose probl\u00e8me. En effet, les fils s’enrouleront autour de l’objet au fur et \u00e0\u00a0mesure que le plateau tournera, ce qui n’est \u00e9videmment pas souhaitable. Le probl\u00e8me est le\u00a0fait passer les fils par \u00ab en dessous \u00bb<\/p>\n
C’est donc pour cela que nous avons plut\u00f4t choisi de faire le montage ci-dessous qui r\u00e9sout
\nces probl\u00e8mes. On a invers\u00e9 LED et photor\u00e9sistances (qui sont maintenant trois).<\/p>\n
![\"1\"](\"https:\/\/hub.imt-atlantique.fr\/fablab\/wp-content\/uploads\/archives\/2013\/06\/11-300x135.png\")
<\/a>
\nFigure 5 : Sch\u00e9ma du montage finalement r\u00e9alis\u00e9<\/em><\/p>\nPour \u00e9viter les probl\u00e8mes de fils, il suffit alors d’alimenter la LED avec une pile qui sera fix\u00e9e avec
\ncelle-ci sur la partie tournante.<\/p>\n
2.4.4.Fixation de la LED et r\u00e9alisation du circuit d’alimentation<\/h4>\n
Pour g\u00eaner le moins possible la prise de photos de la Kinect, nous avons d\u00e9cid\u00e9 de fixer le\u00a0circuit en dessous du plateau et de simplement faire ressortir la LED en per\u00e7ant un trou.\u00a0Mais sous le plateau il y a peu de place et il faut que le circuit soit assez plat pour ne pas rentrer\u00a0en collision avec l’arbre du moteur (moins de 8mm environ).
\nLa solution retenue permettant de concilier \u00e0 la fois la petite taille, et la forme plate, est d’utiliser comme alimentation une pile plate.
\nUn autre probl\u00e8me s’est pos\u00e9 : on ne peut pas se contenter de souder la pile directement \u00e0\u00a0la LED. Il faut pouvoir changer la pile quand celle-ci est us\u00e9e.
\nNous avons donc utilis\u00e9 un morceau de connecteur masculin-f\u00e9minin. Apr\u00e8s d\u00e9coupage\u00a0d’un morceau de plaque et soudure, voici le r\u00e9sultat ci-dessous (Figure 6).<\/p>\n
![\"Nouvelle](\"https:\/\/hub.imt-atlantique.fr\/fablab\/wp-content\/uploads\/archives\/2013\/03\/Nouvelle-image-bitmap4.bmp\")
<\/a><\/p>\nFigure 6 : Circuit d’alimentation de la LED<\/i><\/p>\n2.4.5.R\u00e9alisation des circuits des photor\u00e9sistance<\/h4>\n
Ce qui nous int\u00e9resse est de faire la partie du circuit encadr\u00e9e en jaune trois fois, pour les\u00a0trois \u00ab positions-cibles \u00bb.<\/p>\n
![\"1\"](\"https:\/\/hub.imt-atlantique.fr\/fablab\/wp-content\/uploads\/archives\/2013\/06\/12-300x211.png\")
<\/a><\/p>\nFigure 7 : Montage \u00e0 r\u00e9aliser pour relier chaque photor\u00e9sistance \u00e0 l’Arduino<\/i><\/p>\n
\u00a0Ce qui donne apr\u00e8s un peu de soudure\u00a0:<\/p>\n
![\"Nouvelle](\"https:\/\/hub.imt-atlantique.fr\/fablab\/wp-content\/uploads\/archives\/2013\/03\/Nouvelle-image-bitmap6.bmp\")
<\/a>
\n<\/i><\/p>\nFigure 8 : Photos du montage de la figure 7<\/i><\/p>\n
Les trois photor\u00e9sistances seront reli\u00e9es au 5V de l’Arduino, et les trois masses sur le port GND de\u00a0l’Arduino, comme respectivement les fils rouge et noir sur la figure 15. Les fils \u00ab verts \u00bb seront reli\u00e9s \u00e0 trois\u00a0entr\u00e9es analogiques diff\u00e9rentes(ANALOG IN sur la figure 15), pour mesurer ind\u00e9pendamment les valeurs\u00a0des r\u00e9sistances des trois photor\u00e9sistances.<\/p>\n
Les trois circuits sont fix\u00e9s sur le plateau aux positions-cibles en utilisant de la colle.<\/p>\n
2.5.Alimentation du moteur<\/h3>\n
L’alimentation est faite gr\u00e2ce \u00e0 un g\u00e9n\u00e9rateur. Le moteur est aussi reli\u00e9 \u00e0 l’Arduino pour pouvoir l’arr\u00eater aux positions-cibles. Un probl\u00e8me persiste : l’intensit\u00e9 utilis\u00e9 par le moteur est \u00e9lev\u00e9e et risquerait d’endommager l’Arduino pour \u00e9viter cela il faut mettre un transistor entre ces deux \u00e9l\u00e9ments.<\/p>\n
2.6.Comment fixer les objets sur le plateau ?<\/h3>\n
Cette question se pose puisqu’elle correspond \u00e0 l’une des contraintes que l’on s’est fix\u00e9e :\u00a0l’objet ne doit pas bouger lorsque le plateau tourne.
\nLa meilleure solution retenue pour sa simplicit\u00e9 est d’utiliser de la p\u00e2te \u00e0 modeler que l’on\u00a0aplatira entre le plateau et l’objet.<\/p>\n
2.7.Code et montage final<\/h3>\n
Voici le code final de l’arduino :<\/p>\n
\/\/ Num\u00e9ro de la broche du capteur de luminosit\u00e9\nconst int luminosityPin1 = A0;\nconst int luminosityPin2 = A1;\nconst int luminosityPin3 = A2;\n\/\/ Seuil de luminosit\u00e9\nconst int seuil1 = 155;\nconst int seuil2 = 175;\nconst int seuil3 = 130;\n\/\/ Num\u00e9ro de la broche de la LED\nconst int ledPin = 9;\n\/\/numero de la branche transistor\nconst int traPin = 2;\n\n\/\/ Variable g\u00e9rant l'intervalle de prise de valeurs\nlong previousMillis = 20;\nlong interval = 20;\n\n\/\/\u00e9tat du moteur ( 0= arret , 1 = marche )\nint state = 1;\n\nboolean depasseSeuil = false;\n\nvoid setup(){\nSerial.begin(9600);\npinMode (traPin, OUTPUT);\ndigitalWrite(traPin, HIGH);\n\n} \n\nvoid loop() {\nunsigned long currentMillis = millis();\nif(currentMillis - previousMillis > interval) {\npreviousMillis = currentMillis; \n\n\/\/ Lit la valeur du capteur de luminosit\u00e9\nint sensorValue1 = analogRead(luminosityPin1);\nint sensorValue2 = analogRead(luminosityPin2);\nint sensorValue3 = analogRead(luminosityPin3);\n\nif (sensorValue1 > seuil1) depasseSeuil = true; \nelse if (sensorValue2 > seuil2) depasseSeuil = true; \nelse if (sensorValue3 > seuil3) depasseSeuil = true; \n\n\/\/ affiche la valeur du capteur dans le \"moniteur\" sur l'ordinateur\nSerial.print(\"\\n \" );\nSerial.print(sensorValue1); \/\/envoit la valeur du capteur a Processing\nSerial.print(\" \/ \" );\nSerial.print(sensorValue2); \/\/envoit la valeur du capteur a Processing\nSerial.print(\" \/ \" );\nSerial.print(sensorValue3); \/\/envoit la valeur du capteur a Processing\n\nif(depasseSeuil){\nstate = 0;\ndigitalWrite(traPin, LOW);\/\/stop le moteur\ndelay(3000);\ndigitalWrite(traPin, HIGH);\n\nSerial.println(\"start\");\n}\nelse\n{\n state = 1;\ndigitalWrite(traPin, HIGH);\/\/relance le moteur\n}\n\ndepasseSeuil=false;\n\/\/ V\u00e9rifie les valeurs envoy\u00e9s par Processing\n\/\/checkSerial(); \n\nif(state==1){\ndigitalWrite(traPin, HIGH);\n}\n}\n}\n\nvoid checkSerial(){ \/\/ v\u00e9rifie les donn\u00e9es envoy\u00e9s par Processing\nif (Serial.available() > 1) {\nchar trigger = Serial.read();\nif(trigger == 'S'){\nstate = 1;\n}\n}\n\n}<\/pre>\nVoici le montage final de la partie plateau tournant :<\/p>\n
![\"sch\u00e9ma](\"https:\/\/hub.imt-atlantique.fr\/fablab\/wp-content\/uploads\/archives\/2013\/06\/sch\u00e9ma-montage_bb-300x191.png\")
<\/a><\/p>\nFigure 9 : Sch\u00e9ma du montage de la partie plateau tournant<\/em><\/p>\n3.Kinect<\/h2>\n
Attention, dans la partie suivante nous avons d\u00e9cid\u00e9 de travailler sous Ubuntu 12.04 avec un ordinateur ne contenant aucun USB3.0 car la Kinect ne fonctionne pas avec de tels ports USB. Nous avons aussi utilis\u00e9 Processing 1.5.1, Arduino 1.0.5.<\/p>\n
3.1.Pr\u00e9sentation de la Kinect<\/h3>\n
La Kinect, initialement appel\u00e9e sous le nom de code Project Natal, est un p\u00e9riph\u00e9rique qui fut d\u00e9velopp\u00e9 par PrimeSense puis commercialis\u00e9 par Microsoft d\u00e9but novembre 2010 comme contr\u00f4leur de jeux vid\u00e9o. Tr\u00e8s vite les programmeurs du monde entier ont r\u00e9alis\u00e9 le plein potentiel de l\u2019appareil et en d\u00e9cembre 2010 pour \u00e9viter la multiplication des drivers non officiel, PrimeSense \u00e0 mis \u00e0 disposition \u00e0 la communaut\u00e9 des drivers OpenSource. Comme ceux de l\u2019API OpenNI ensuite compl\u00e9t\u00e9 par ceux de l\u2019API NITE augmentant ainsi les capacit\u00e9s de l\u2019appareil.<\/p>\n
Notons qu\u2019ils existent deux types de Kinect\u00a0: Kinect XBOX 360 ( reconnaissable par le XBOX 360 sur sa fa\u00e7ade) et Kinect for Windows ( reconnaissable par le XBOX sur sa fa\u00e7ade). Nous avons travaill\u00e9 avec une Kinect XBOX 360. L\u2019autre type de Kinect pouvant rencontrer diff\u00e9rents types d\u2019erreur avec les diff\u00e9rentes librairies.<\/p>\n
La Kinect permet de r\u00e9cup\u00e9rer plusieurs informations sur son environnement. Elle capte trois types d\u2019images diff\u00e9rentes\u00a0: une image de profondeur, une image RGB et une image infrarouge. On peut la sch\u00e9matiser de la mani\u00e8re suivante\u00a0:<\/p>\n
![\"Nouvelle](\"https:\/\/hub.imt-atlantique.fr\/fablab\/wp-content\/uploads\/archives\/2013\/03\/Nouvelle-image-bitmap.bmp\")
<\/a><\/p>\nFigure 10 : Sch\u00e9ma de la Kinect<\/em><\/p>\nLa r\u00e9solution de l\u2019image RGB et de l\u2019image IR est de 640×480 pixels. Les informations de profondeur sont r\u00e9cup\u00e9r\u00e9es \u00e0 partir du capteur infrarouge et mod\u00e9lis\u00e9 par des niveaux de gris allant de 2048 (blanc) \u00e0 0 (noir).<\/span><\/p>\nLa Kinect est dot\u00e9e de plusieurs pilotes\u00a0: un pour la camera et un pour le moteur.<\/p>\n
Les pilotes ne font pas de post-traitement sur \u200b\u200bles donn\u00e9es, ils nous donnent juste acc\u00e8s au flux de donn\u00e9es brutes de la Kinect et nous permettent de contr\u00f4ler la LED et le moteur.<\/p>\n
Par la suite des API OpenSource ont \u00e9t\u00e9 d\u00e9velopp\u00e9s pour r\u00e9cup\u00e9rer et travailler ces donn\u00e9es. Parmi eux on peut en citer 3\u00a0et leur associ\u00e9s l\u2019environnement de travail associ\u00e9\u00a0: en effet ces diff\u00e9rentes API ne fonctionnent pas toujours sous tous les syst\u00e8mes d\u2019exploitation.<\/p>\n
Chaque partie sera trait\u00e9 individuellement, la mise en relation se fera \u00e0 la fin.<\/p>\n
2.Le plateau tournant<\/h2>\n2.1.Objectifs<\/h3>\n
Dans un premier temps, pour obtenir simplement une image 3D de l’objet de bonne qualit\u00e9, nous avons d\u00e9cid\u00e9 de prendre 3 photos de l’objet \u00e0 0\u00b0, 120\u00b0, et 240\u00b0 (que nous nommerons par la suite \u00ab\u00a0positions-cibles\u00a0\u00bb de l’objet). Le plateau tournant doit donc permettre la rotation de l’objet \u00e0 scanner pour r\u00e9cup\u00e9rer les images aux bons angles.<\/p>\n
2.2.Le tourne-disque\u00a0: base du plateau<\/h3>\n
Nous avons utilis\u00e9 comme base du plateau tournant un ancien tourne-disque. Cette partie peut bien s\u00fbr \u00eatre r\u00e9alis\u00e9 en construisant le plateau tournant.<\/p>\n
![\"Nouvelle](\"https:\/\/hub.imt-atlantique.fr\/fablab\/wp-content\/uploads\/archives\/2013\/06\/2.png\")
Figure 2 : Photos du tourne-disque en vue de dessus (\u00e0 gauche) et de dessous (\u00e0 droite)<\/i><\/p>\n
\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0 Nous avons d\u00fb scier la pointe en m\u00e9tal au centre du plateau tournant qui servait initialement \u00e0 mettre le disque sur le plateau tournant (voir le r\u00e9sultat sur la photo de gauche).<\/p>\n
2.3.Moteur continu<\/h3>\n
Le tourne-disque fonctionne avec un moteur continu aliment\u00e9 par 12V. L’arbre moteur entra\u00eene une courroie qui fait tourner le plateau.<\/span><\/p>\n Il est aussi possible d’utiliser\u00a0un moteur pas-\u00e0-pas en mettant\u00a0en place un r\u00e9gulateur pour moteur \u00e0 l’aide d’un pont en H.<\/p>\n N\u00e9anmoins, il faut garder en t\u00eate que le plateau tournant devra s’arr\u00eater aux positions-cibles. Ainsi, il faudra prendre en compte l’inertie restante apr\u00e8s d\u00e9salimentation du moteur. Pour le moteur continu utilis\u00e9, nous avons l’avons sous aliment\u00e9 (alimentation \u00e0 3.3V) pour limiter le ph\u00e9nom\u00e8ne d’inertie.<\/p>\n Nous avons opt\u00e9 pour un syst\u00e8me \u00abLED+photor\u00e9sistances\u00bb.<\/span><\/p>\n On d\u00e9tecte les 3 positions gr\u00e2ce \u00e0 une LED qui passe devant une photor\u00e9sistance aux trois positions voulues, entra\u00eenant un pic d’intensit\u00e9. Il suffit alors de demander \u00e0 la Kinect de d\u00e9clencher une photo lorsque l’intensit\u00e9 passe au-dessus d’un certain seuil.<\/p>\n \u00c9tudions le principe sur un exemple.<\/p>\n Ici l’objectif est de faire clignoter une LED plus ou moins vite selon la luminosit\u00e9 ambiante.<\/p>\n Mat\u00e9riel\u00a0:<\/p>\n Figure 3 :\u00a0illustration de l’utilisation d’Arduino par un exemple simple<\/em><\/p>\n Le code Arduino :<\/p>\n La photor\u00e9sistance (entre les fils noir et vert sur la figure 3) est branch\u00e9e en parall\u00e8le avec\u00a0une r\u00e9sistance. Elle est aliment\u00e9e par le 5V de l’Arduino (fil rouge) et est reli\u00e9e \u00e0 une entr\u00e9e\u00a0analogique de l’Arduino (fil vert). La photor\u00e9sistance est reli\u00e9e \u00e0 un port de sortie. Le code ci-dessus, \u00e9crit\u00a0sur l’interface Arduino permet de faire clignoter la LED en fonction de la luminosit\u00e9 de la\u00a0photor\u00e9sistance. Le choix de la r\u00e9sistance est important, il d\u00e9termine les valeurs de la luminosit\u00e9 capt\u00e9e par\u00a0la photor\u00e9sistance lorsqu’elle est sous une luminosit\u00e9 ambiante (telle que l’on peut avoir au\u00a0FabLab), et lorsqu’elle est \u00e9clair\u00e9e par une LED. Au d\u00e9but, nous avions l’intention de mettre une photor\u00e9sistance sur la partie tournante et\u00a0trois LEDs sur la partie fixe (aux trois positions correspondant \u00e0 0\u00b0, 120\u00b0 et 240\u00b0) (voir figure ci-dessous).<\/p>\n La photor\u00e9sistance doit \u00eatre reli\u00e9e \u00e0 la breadboard puisque c’est gr\u00e2ce aux pics de sa\u00a0luminosit\u00e9 que l’on d\u00e9clenchera la prise de photos de la Kinect. En revanche, les LEDs doivent\u00a0\u00eatre uniquement aliment\u00e9es par source de tension. C’est donc pour cela que nous avons plut\u00f4t choisi de faire le montage ci-dessous qui r\u00e9sout Pour \u00e9viter les probl\u00e8mes de fils, il suffit alors d’alimenter la LED avec une pile qui sera fix\u00e9e avec Pour g\u00eaner le moins possible la prise de photos de la Kinect, nous avons d\u00e9cid\u00e9 de fixer le\u00a0circuit en dessous du plateau et de simplement faire ressortir la LED en per\u00e7ant un trou.\u00a0Mais sous le plateau il y a peu de place et il faut que le circuit soit assez plat pour ne pas rentrer\u00a0en collision avec l’arbre du moteur (moins de 8mm environ). Figure 6 : Circuit d’alimentation de la LED<\/i><\/p>\n Ce qui nous int\u00e9resse est de faire la partie du circuit encadr\u00e9e en jaune trois fois, pour les\u00a0trois \u00ab positions-cibles \u00bb.<\/p>\n Figure 7 : Montage \u00e0 r\u00e9aliser pour relier chaque photor\u00e9sistance \u00e0 l’Arduino<\/i><\/p>\n \u00a0Ce qui donne apr\u00e8s un peu de soudure\u00a0:<\/p>\n Figure 8 : Photos du montage de la figure 7<\/i><\/p>\n Les trois photor\u00e9sistances seront reli\u00e9es au 5V de l’Arduino, et les trois masses sur le port GND de\u00a0l’Arduino, comme respectivement les fils rouge et noir sur la figure 15. Les fils \u00ab verts \u00bb seront reli\u00e9s \u00e0 trois\u00a0entr\u00e9es analogiques diff\u00e9rentes(ANALOG IN sur la figure 15), pour mesurer ind\u00e9pendamment les valeurs\u00a0des r\u00e9sistances des trois photor\u00e9sistances.<\/p>\n Les trois circuits sont fix\u00e9s sur le plateau aux positions-cibles en utilisant de la colle.<\/p>\n L’alimentation est faite gr\u00e2ce \u00e0 un g\u00e9n\u00e9rateur. Le moteur est aussi reli\u00e9 \u00e0 l’Arduino pour pouvoir l’arr\u00eater aux positions-cibles. Un probl\u00e8me persiste : l’intensit\u00e9 utilis\u00e9 par le moteur est \u00e9lev\u00e9e et risquerait d’endommager l’Arduino pour \u00e9viter cela il faut mettre un transistor entre ces deux \u00e9l\u00e9ments.<\/p>\n Cette question se pose puisqu’elle correspond \u00e0 l’une des contraintes que l’on s’est fix\u00e9e :\u00a0l’objet ne doit pas bouger lorsque le plateau tourne. Voici le code final de l’arduino :<\/p>\n Voici le montage final de la partie plateau tournant :<\/p>\n Figure 9 : Sch\u00e9ma du montage de la partie plateau tournant<\/em><\/p>\n Attention, dans la partie suivante nous avons d\u00e9cid\u00e9 de travailler sous Ubuntu 12.04 avec un ordinateur ne contenant aucun USB3.0 car la Kinect ne fonctionne pas avec de tels ports USB. Nous avons aussi utilis\u00e9 Processing 1.5.1, Arduino 1.0.5.<\/p>\n La Kinect, initialement appel\u00e9e sous le nom de code Project Natal, est un p\u00e9riph\u00e9rique qui fut d\u00e9velopp\u00e9 par PrimeSense puis commercialis\u00e9 par Microsoft d\u00e9but novembre 2010 comme contr\u00f4leur de jeux vid\u00e9o. Tr\u00e8s vite les programmeurs du monde entier ont r\u00e9alis\u00e9 le plein potentiel de l\u2019appareil et en d\u00e9cembre 2010 pour \u00e9viter la multiplication des drivers non officiel, PrimeSense \u00e0 mis \u00e0 disposition \u00e0 la communaut\u00e9 des drivers OpenSource. Comme ceux de l\u2019API OpenNI ensuite compl\u00e9t\u00e9 par ceux de l\u2019API NITE augmentant ainsi les capacit\u00e9s de l\u2019appareil.<\/p>\n Notons qu\u2019ils existent deux types de Kinect\u00a0: Kinect XBOX 360 ( reconnaissable par le XBOX 360 sur sa fa\u00e7ade) et Kinect for Windows ( reconnaissable par le XBOX sur sa fa\u00e7ade). Nous avons travaill\u00e9 avec une Kinect XBOX 360. L\u2019autre type de Kinect pouvant rencontrer diff\u00e9rents types d\u2019erreur avec les diff\u00e9rentes librairies.<\/p>\n La Kinect permet de r\u00e9cup\u00e9rer plusieurs informations sur son environnement. Elle capte trois types d\u2019images diff\u00e9rentes\u00a0: une image de profondeur, une image RGB et une image infrarouge. On peut la sch\u00e9matiser de la mani\u00e8re suivante\u00a0:<\/p>\n Figure 10 : Sch\u00e9ma de la Kinect<\/em><\/p>\n La r\u00e9solution de l\u2019image RGB et de l\u2019image IR est de 640×480 pixels. Les informations de profondeur sont r\u00e9cup\u00e9r\u00e9es \u00e0 partir du capteur infrarouge et mod\u00e9lis\u00e9 par des niveaux de gris allant de 2048 (blanc) \u00e0 0 (noir).<\/span><\/p>\n La Kinect est dot\u00e9e de plusieurs pilotes\u00a0: un pour la camera et un pour le moteur.<\/p>\n Les pilotes ne font pas de post-traitement sur \u200b\u200bles donn\u00e9es, ils nous donnent juste acc\u00e8s au flux de donn\u00e9es brutes de la Kinect et nous permettent de contr\u00f4ler la LED et le moteur.<\/p>\n Par la suite des API OpenSource ont \u00e9t\u00e9 d\u00e9velopp\u00e9s pour r\u00e9cup\u00e9rer et travailler ces donn\u00e9es. Parmi eux on peut en citer 3\u00a0et leur associ\u00e9s l\u2019environnement de travail associ\u00e9\u00a0: en effet ces diff\u00e9rentes API ne fonctionnent pas toujours sous tous les syst\u00e8mes d\u2019exploitation.<\/p>\n2.4.Comment d\u00e9clencher la prise de photo de la Kinect aux trois \u00ab\u00a0positions-cibles\u00a0\u00bb de l’objet (0\u00b0, 120\u00b0, 240\u00b0)\u00a0?<\/h3>\n
2.4.1.Principe<\/h4>\n
\n
<\/a><\/p>\n\/*Lit la luminosit\u00e9 etfait clignoter une LED \u00e0 vitesse variable.*\/\n\n\/\/ Num\u00e9ro de la broche du capteur de luminosit\u00e9const int luminosityPin = A0;\n\n\/\/ Num\u00e9ro de la broche de la LEDconst int ledPin = 9;\nvoid setup() {\/\/ Initialise la communication avec l'ordinateur\nSerial.begin(9600);\n\n\/\/ Indique que la broche de la LED est une sortie\n\npinMode(ledPin, OUTPUT);\n\n}\n\nvoid loop() {\n\n\/\/ Lit la valeur du capteur de luminosit\u00e9\n\nint sensorValue = analogRead(luminosityPin);\n\n\/\/ affiche la valeur du capteur dans le \"moniteur\" sur l'ordinateur\n\nSerial.print(\" Valeur du Capteur = \" );\n\nSerial.print(sensorValue);\n\n\/\/ Convertit la valeur en dur\u00e9e d'attente pour la LED\n\n\/\/ il sera n\u00e9cessaire d'adapter les valeurs du \"mapping\" en\n\n\/\/ fonction de la luminosit\u00e9 ambiante\n\nint waitTime = map(sensorValue, 0, 1023, 20, 1000);\n\n\/\/ Envoie le r\u00e9sultat vers l'ordinateur\n\nSerial.print(\"\\t Delai de clignotement (millisecondes) = \");\n\nSerial.println(waitTime);\n\n\/\/ Fait clignoter la LED au rythme de la luminosit\u00e9\n\ndigitalWrite(ledPin, HIGH); \/\/ allume la LED\n\ndelay(waitTime); \/\/ attends la dur\u00e9e choisie\n\ndigitalWrite(ledPin, LOW); \/\/ \u00e9teinds la LED\n\ndelay(waitTime); \/\/ attends la dur\u00e9e choisie\n\n}<\/pre>\n
\nLa partie haute du montage (LED) ne nous int\u00e9resse pas. Nous ne voulons en effet pas faire\u00a0clignoter une LED. En revanche nous voulons d\u00e9clencher la prise de photographies de la Kinect\u00a0en fonction des valeurs de luminosit\u00e9 des LED. La partie basse du montage sera donc exactement\u00a0la m\u00eame pour notre projet, et sera faite trois fois (pour les trois photor\u00e9sistances).<\/p>\n2.4.2.Choix de la valeur de la r\u00e9sistance en s\u00e9rie avec la photor\u00e9sistance<\/h4>\n
\nL’important est que ces deux valeurs soient bien distinctes pour pouvoir d\u00e9tecter sans\u00a0ambigu\u00eft\u00e9 lorsque la photor\u00e9sistance est \u00e9clair\u00e9e par la LED, ind\u00e9pendamment des contraintes de\u00a0l’environnement (\u00e9clairage accidentel…).
\nNous avons test\u00e9 pour diff\u00e9rentes valeurs du r\u00e9sistor la valeur de la r\u00e9sistance de la\u00a0photor\u00e9sistance lorsque celle-ci est \u00e9clair\u00e9e par la LED ou pas. Nous avons choisi le r\u00e9sistor qui\u00a0permettait d’avoir le meilleur contraste de r\u00e9sistance, \u00e0 savoir 100k\u03a9.<\/p>\n2.4.3.Que mettre sur la partie tournante\u00a0: LED ou photor\u00e9sistance\u00a0?<\/h4>\n
<\/a>
\nFigure 4 : Sch\u00e9ma du montage initialement pr\u00e9vu<\/em><\/p>\n
\nOr le fait que la photor\u00e9sistance, donc la partie reli\u00e9e \u00e0 la breadboard, soit sur la partie\u00a0tournante du plateau pose probl\u00e8me. En effet, les fils s’enrouleront autour de l’objet au fur et \u00e0\u00a0mesure que le plateau tournera, ce qui n’est \u00e9videmment pas souhaitable. Le probl\u00e8me est le\u00a0fait passer les fils par \u00ab en dessous \u00bb<\/p>\n
\nces probl\u00e8mes. On a invers\u00e9 LED et photor\u00e9sistances (qui sont maintenant trois).<\/p>\n<\/a>
\nFigure 5 : Sch\u00e9ma du montage finalement r\u00e9alis\u00e9<\/em><\/p>\n
\ncelle-ci sur la partie tournante.<\/p>\n2.4.4.Fixation de la LED et r\u00e9alisation du circuit d’alimentation<\/h4>\n
\nLa solution retenue permettant de concilier \u00e0 la fois la petite taille, et la forme plate, est d’utiliser comme alimentation une pile plate.
\nUn autre probl\u00e8me s’est pos\u00e9 : on ne peut pas se contenter de souder la pile directement \u00e0\u00a0la LED. Il faut pouvoir changer la pile quand celle-ci est us\u00e9e.
\nNous avons donc utilis\u00e9 un morceau de connecteur masculin-f\u00e9minin. Apr\u00e8s d\u00e9coupage\u00a0d’un morceau de plaque et soudure, voici le r\u00e9sultat ci-dessous (Figure 6).<\/p>\n<\/a><\/p>\n2.4.5.R\u00e9alisation des circuits des photor\u00e9sistance<\/h4>\n
<\/a><\/p>\n<\/a>
\n<\/i><\/p>\n2.5.Alimentation du moteur<\/h3>\n
2.6.Comment fixer les objets sur le plateau ?<\/h3>\n
\nLa meilleure solution retenue pour sa simplicit\u00e9 est d’utiliser de la p\u00e2te \u00e0 modeler que l’on\u00a0aplatira entre le plateau et l’objet.<\/p>\n2.7.Code et montage final<\/h3>\n
\/\/ Num\u00e9ro de la broche du capteur de luminosit\u00e9\nconst int luminosityPin1 = A0;\nconst int luminosityPin2 = A1;\nconst int luminosityPin3 = A2;\n\/\/ Seuil de luminosit\u00e9\nconst int seuil1 = 155;\nconst int seuil2 = 175;\nconst int seuil3 = 130;\n\/\/ Num\u00e9ro de la broche de la LED\nconst int ledPin = 9;\n\/\/numero de la branche transistor\nconst int traPin = 2;\n\n\/\/ Variable g\u00e9rant l'intervalle de prise de valeurs\nlong previousMillis = 20;\nlong interval = 20;\n\n\/\/\u00e9tat du moteur ( 0= arret , 1 = marche )\nint state = 1;\n\nboolean depasseSeuil = false;\n\nvoid setup(){\nSerial.begin(9600);\npinMode (traPin, OUTPUT);\ndigitalWrite(traPin, HIGH);\n\n} \n\nvoid loop() {\nunsigned long currentMillis = millis();\nif(currentMillis - previousMillis > interval) {\npreviousMillis = currentMillis; \n\n\/\/ Lit la valeur du capteur de luminosit\u00e9\nint sensorValue1 = analogRead(luminosityPin1);\nint sensorValue2 = analogRead(luminosityPin2);\nint sensorValue3 = analogRead(luminosityPin3);\n\nif (sensorValue1 > seuil1) depasseSeuil = true; \nelse if (sensorValue2 > seuil2) depasseSeuil = true; \nelse if (sensorValue3 > seuil3) depasseSeuil = true; \n\n\/\/ affiche la valeur du capteur dans le \"moniteur\" sur l'ordinateur\nSerial.print(\"\\n \" );\nSerial.print(sensorValue1); \/\/envoit la valeur du capteur a Processing\nSerial.print(\" \/ \" );\nSerial.print(sensorValue2); \/\/envoit la valeur du capteur a Processing\nSerial.print(\" \/ \" );\nSerial.print(sensorValue3); \/\/envoit la valeur du capteur a Processing\n\nif(depasseSeuil){\nstate = 0;\ndigitalWrite(traPin, LOW);\/\/stop le moteur\ndelay(3000);\ndigitalWrite(traPin, HIGH);\n\nSerial.println(\"start\");\n}\nelse\n{\n state = 1;\ndigitalWrite(traPin, HIGH);\/\/relance le moteur\n}\n\ndepasseSeuil=false;\n\/\/ V\u00e9rifie les valeurs envoy\u00e9s par Processing\n\/\/checkSerial(); \n\nif(state==1){\ndigitalWrite(traPin, HIGH);\n}\n}\n}\n\nvoid checkSerial(){ \/\/ v\u00e9rifie les donn\u00e9es envoy\u00e9s par Processing\nif (Serial.available() > 1) {\nchar trigger = Serial.read();\nif(trigger == 'S'){\nstate = 1;\n}\n}\n\n}<\/pre>\n<\/a><\/p>\n3.Kinect<\/h2>\n
3.1.Pr\u00e9sentation de la Kinect<\/h3>\n
<\/a><\/p>\n