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Spécification d’un système de relaxation

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Projet GE4a-GE5a : Spécification d’un système de relaxation
Entreprise / Client : Zebulle
Auteurs : Samuel Defrance / Damien Genty / Jérémy Heyne
Responsable Projet : M Laffont
Tuteur industriel : M Chazelle

1. Résumé
2. Abstract
3. Introduction
4. Présentation du Sujet
5. Cahier des charges
6. Développement

1. Problématiques

2. Faisabilité

3. Solutions

1. La carte électronique

2. L’interface Homme/Machine

3. Design de la tablette

7. Gestion de Projet

1. W.B.S.

2. Gantt

8. Bilan
9. Bibliographie
10. Documents
11. Notes d'application

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Résumé

Le projet professionnel s’inscrit dans un cursus d’élève ingénieur et relève de 202h de travail. L’entreprise ZeBulle souhaite finaliser son dispositif de relaxation pour entreprises et particuliers. Il s’agit d’un espace restreint regroupant fauteuil massant, diffuseur d’huiles essentielles, enceintes musicales et dispositif de chromothérapie, commandés par tablette tactile, à disposition de l’utilisateur. Dans cette démarche, l’entreprise a proposé comme sujet la réalisation d’un système permettant de contrôler, par l'intermédiaire de la tablette, l’ensemble des composants. Il est également demandé de réaliser un programme émettant les séquences de chromothérapie. Ce système sera alors proposé aux entreprises, hôtels et particuliers pour assurer leurs moments de détente et réconfort.

Mots clefs : gestion, communication, organisation, recherche.

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Abstract

This professional project is a part of an engineering student curriculum and reports above 202 hours of work. The company ZeBulle wants to finalize its relaxation device for businesses and individuals. This is a small space including massage chair, essential oil diffuser, music speakers and chromatherapy system, controlled by touch pad, available to the user. The purpose of the subject is to control the system via the tablet. It is also asked to code a program emitting sequences chromatherapy. This system will be offered to companies, hotels and individuals to ensure their moments of relaxation and comfort.

Keywords: management, communication, organization, research.

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Introduction

La démarche du projet professionnel est d’acquérir les compétences et l’expérience nécessaires au métier d’ingénieur. Très apprécié par les entreprises, ce projet permet aux étudiants d’obtenir un aperçu du travail qu’ils devront réaliser une fois entrés dans la vie active. Le projet regroupe un travail pratique, qui vise à réaliser le dispositif demandé, une gestion de projet, des présentations orales et un rapport final.

Dans un monde en perpétuelle évolution, le salarié se doit de donner le meilleur de lui-même pour satisfaire aux exigences de son entreprise. Cette quête de perfection peut pousser certains à se donner corps et âme dans leur travail, ou à l’inverse, à douter de ses capacités, à perdre ses moyens, et perdre l’envie de mener à bout une quelconque réalisation. Ainsi, aujourd’hui, plus de 1/5 des salariés souffrent de stress, ou de dépression au travail.
C’est dans cette optique que l’entreprise auvergnate ZeBulle, dirigée par M. Robert Llambrich et M. Jean-Luc Debrion, a décidé de créer un dispositif permettant de prévenir ces symptômes. Du fait de son faible encombrement, le système peut être directement installé chez le client. Il permet ainsi, aux salariés le désirant, de bénéficier d’une séance de relaxation, directement au sein de l’entreprise. Par ailleurs, le dispositif est prévu pour des installations plus fixes telles que les hôtels, lieux de détente ou chez des particuliers.

Le dispositif comprend un fauteuil massant, un diffuseur d’huiles essentielles, des enceintes et des panneaux de LEDs pour diffuser de la lumière. Une tablette tactile permet à l’utilisateur de choisir ses programmes. La relaxation s’effectue par la stimulation simultanée des cinq sens, si l’opérateur le désire.

Le sujet proposé par l’entreprise est donc de synchroniser la lumière émise par le panneau et par le fauteuil, ainsi que de contrôler par l'intermédiaire de la tablette, le massage, la diffusion d'huiles essentielles et l’émission de musique. La tablette permet d’interfacer le fauteuil et tous les autres composants ensemble.
Ce rapport a pour objectif la présentation du cahier des charges fixé et les avancées techniques réalisées.
La première partie présentera le sujet en détail et le cahier des charges final. Viendra par la suite la problématique et l’avancement du projet. La troisième section décrira l’organisation qu’a suivie le projet. Enfin sera présenté le bilan personnel des réalisateurs du projet.

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Présentation du Sujet

L’entreprise ZeBulle désire réaliser un dispositif permettant aux usagers de se relaxer n’importe où et n’importe quand en minimisant le temps dépensé pour cette activité. Ce système permettra de lutter contre le stress au travail, mais aussi simplement, de se détendre chez soi ou dans les lieux spécialisés.

Le dispositif comprend un fauteuil massant, un diffuseur d’huiles essentielles, des enceintes, et des panneaux de LEDs pour diffuser de la lumière.

La relaxation s’effectue par la stimulation simultanée des cinq sens, si l’opérateur le désire.

Le sujet proposé par l’entreprise est donc de faire collaborer ces différents éléments n'étant à l'origine pas créés pour fonctionner ensemble. Il faut donc :
- synchroniser la lumière émise par le panneau et par le fauteuil,
- contrôler par l'intermédiaire de la tablette, le massage, la diffusion d'huiles essentielles et l’émission de musique.

La tablette permet d’interfacer le fauteuil et tous les autres composants ensemble.
Elle permettra de choisir les composantes que le client souhaite activer durant sa séance. Les informations seront envoyées à un microprocesseur qui activera la ou les composantes sélectionnées.

La constitution du fauteuil est la suivante :
- Une partie d'alimentation située à la base du fauteuil et constituée d'un transformateur 230V/12V, d'un convertisseur 230V/12V continu et d'un module de communication radiofréquence comme visible sur la figure suivante :

- Une partie d'éclairage et de massage composée de deux rubans de LEDs RGB alimentées en 12V continu et de huit moteurs à courant continu comme vu sur la figure suivante :

Les huit moteurs sont associés par paires. Deux massent au niveau des épaules deux autres dans le bas du dos, deux autres aux cuisses et enfin les deux derrière les mollets. Il y a donc 4 lignes de 2 colonnes de moteurs.
Il est à noter qu'à l'origine la diffusion lumineuse sur le fauteuil s'effectue via une télécommande RF (Radio Fréquence), le massage quant à lui s'effectue via une télécommande filaire permettant un massage rapide ou lent.

La seconde partie des LEDs constitue les panneaux réfléchissants qui seront placés de part et d'autre du fauteuil, derrière un mur de brique de sel rouge (figure 4) et sont aussi commandables par une télécommande radiofréquence. Le système d'origine est donc constitué de trois télécommandes différentes. Le but du projet est donc de s'affranchir de ses différentes télécommandes pour contrôler les différents éléments de relaxation via une unique tablette de la marque Qilive.

Le sujet regroupe donc une partie dite hardware, qui traite des aspects matériels, comme la réalisation de cartes électroniques, et une partie software, importante, qui représente les codes qui seront implémentés dans les différents composants tels que les tablettes ou les microprocesseurs.

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Cahier des charges

La définition du cahier des charges est la partie primordiale de tout projet. Elle s’effectue en amont de celui-ci, et nécessite une communication constante entre les clients et le chef de projet. Son objectif est de définir les livrables finaux qui seront fournis aux clients à la date de fin de réalisation. Il est donc important que clients et chef de projet se mettent en accord et surtout que toutes les parties soient clarifiées afin d’éviter toutes incompréhensions.

Cette phase constitue principalement la première partie du projet dit d'avant projet. Lors de cette phase, deux réunions ont eu lieue avec les clients pour clarifier et mettre au point le cahier des charges suivant, d'une part, la compréhension des désirs des clients par les étudiants et d'autre part, les études de faisabilité relatives aux domaines du produit réalisées. Le cahier des charges définitif est le suivant :

La première fonction à mettre en œuvre est la diffusion de lumière simultanée sur les LEDs du fauteuil et du panneau. Un critère sur le retard de diffusion a été fixé à moins d'une seconde.
Dans cette fonction principale, la diffusion synchrone doit pouvoir être effectuée via, d'une part, les télécommandes RF du fauteuil ou des panneaux et d’autre part par l’application tablette.

La seconde fonction concerne la communication entre la tablette et la carte électronique. Ici plusieurs types de communication sont possibles entre des protocoles utilisant un système filaire ou non. Le protocole de communication choisi a été la communication Bluetooth. La communication se devant être rapide pour permettre à l’utilisateur de profiter de sa séance le plus rapidement possible, il a été choisir de fonctionner à une vitesse de 115200 bauds. Les bauds représentent le nombre de bits émis par secondes.

La troisième fonction que doit effectuée le système est le massage. Cette fonction doit permettre à l’utilisateur de se faire masser par les moteurs présents sur le fauteuil. Un critère concernant les vitesses possibles de massages a été émis et engagent les réalisateurs du projet a fournir des programmes identiques à ceux présent dans la télécommande de massage.

La quatrième fonction concerne l’interface tablette permettant à l’utilisateur de lancer sa séance de relaxation. Cette application doit donc permettre à l’utilisateur de choisir si celui-ci veut une relaxation par l’odorat, par un massage et par de la lumière.
Dans cette fonction principale, une fonction secondaire jugée comme moins critique par le client a été émise, il s’agit de la diffusion musicale qui doit pouvoir être émise via des haut-parleurs ou un casque.

La dernière fonction concerne la diffusion d’huiles essentielles. Le système doit être capable d’émettre des huiles essentielles quand l’utilisateur souhaite en avoir. Les clients ont indiqué que cette option était moins importante que la synchronisation des lumières et que le programme tablette.

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Développement

Cette partie définit la problématique, l'étude de faisabilité du projet et les solutions retenues pour la réalisation du système. Une bonne définition de la problématique et de la faisabilité permet de fixer le matériel à utiliser et l'organisation à adopter lors de la réalisation.

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Problématique

Les différentes problématiques reprennent les fonctions définies dans le cahier des charges.

Tout d’abord, il a fallu réfléchir à la méthode permettant de synchroniser la couleur du fauteuil et celle des panneaux. Le fauteuil dispose d’une télécommande permettant de choisir la couleur du fauteuil. Une seconde télécommande permet de choisir la couleur des panneaux. Chaque télécommande est couplée à son matériel avec un identifiant. La solution qui a été retenue consiste à connaitre tous les identifiants des télécommandes utilisées. L’utilisateur choisit ensuite un programme sur la tablette, le dispositif détecte les identifiants manquants et les génère afin que panneaux et fauteuils reçoivent le même signal.

La question de l’implémentation d’un code dans la tablette s’est également posée par la suite. Quels logiciels choisir ? Cette problématique a été résolue, une première version de l'apllication aillant été codée sous QT Android il a été décider de continuer avec ce même logiciel.

Vient également la question de l’interfaçage du fauteuil et des autres composants. Certains seront reliés en filaire, d’autre avec une connexion sans fil.
 
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Faisabilité

L’étude de faisabilité d’un projet cherche à vérifier, avant définition finale du cahier des charges, que chacune des tâches qui seront proposées pourra être réalisée. Cette phase permet de choisir entre autres les logiciels qui seront utilisés, le matériel et d’estimer le temps que chaque partie prendra.

Pour cela, divers processus d’études et de manipulations ont été réalisés.

Concernant la première fonction, celle de chromothérapie, il s’agissait de vérifier que chaque télécommande possède un identifiant unique qui soit couplé à un matériel unique, par exemple fauteuil 1, 2 ou panneau 1, 2 … Pour cela les signaux de deux télécommandes ont été relevés à l’oscilloscope. Il a était constaté que chaque télécommande possède bien un identifiant unique, et que la télécommande du fauteuil par exemple ne permet de pas de contrôler le panneau de LEDs.

Par ailleurs, la télécommande utilise une communication sans fil. La fréquence a donc été relevée sur le récepteur présent dans le fauteuil. La communication s’effectue à 433.92 Mhz. Les panneaux et le fauteuil utilisent la même fréquence de communication ce qui ne nécessite aucune adaptation.
Concernant la génération des couleurs, fauteuils et panneaux sont équipés de LEDs RGB. Sept teintes par couleurs ont pu être établies ce qui représente une variation de 350 couleurs. Ceci a été possible grâce à une PWM (Pulse Width Modulation) implantée dans le programme. L’état haut correspond à l’état éteint pour les LEDS.