UE X2 Introduction Physical Computing

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Introduction à l'Informatique Physique / Introduction to Physical Computing (PhyComp)

Date: Ouverture Janvier 2014

Contact: David Eon.

Volume Horaire : 60 h (18 h CM et 42 h TD/TP/Projet tutoré)

Modalité du Contrôle Continu : rapports d'étape écrits, rapport écrit final, soutenance orale et démonstration

Code APOGEE : ???


Prérequis : Notions très élémentaires de programmation et d'électronique.

L'informatique physique (Physical Computing en anglais, PhyComp en abrégé) se concentre sur les interactions avec le monde physique en utilisant une variété de capteurs et actionneurs qui sont contrôlées par des micro-contrôleurs et par des ordinateurs. Une caractéristique importante est que les développeurs ne sont habituellement pas des spécialistes de l'informatique embarquée et omniprésente . Il en résulte des outils de développement qui mettent l'accent sur la simplicité de programmation et de développement de ces types d'applications.

Le projet Arduino est un excellent exemple de ce mouvement. Il offre à la fois une carte de prototypage rapide, construite autour d'un micro-contrôleur à faible coût avec quelques ports d'entrée-sortie, et un environnement de développement intégré qui simplifie son utilisation. Cette carte est maintenant largement utilisé dans un large éventail de contextes, notamment: prototypage rapide, le test, et l'éducation autour de l'informatique physique.

Cette UE présente les aspects techniques du développement de la plateforme Arduino et de son interfacage avec des postes de travail. Elle offre la possibilité d'acquérir de l'expérience sur la plateforme Arduino par prototypage d'applications informatiques physiques combinant des capteurs et des actionneurs (comme par exemple, un robot mobile explorateur). Cette UE initie également aux outils numériques de fabrication (découpeuse laser, imprimante 3D, ...) pour réaliser le chassis et la coque des objets intelligents prototypés. (Voir photos ci-dessous).

Programme détaillé

Chapitre I : Basics in theoretical and practical electronics

Instructors: Sophie Chareyron, David Eon, Maxime Besacier

Duration : 4 hours

Location: Polytech Grenoble

All you need to know to start in electronics !

Chapitre II : Introduction to Physical Computing with Arduino

Arduino + LCD
Haptic Glove v0.1
Homebrew Arcade Pad

Instructor: O. Richard

Duration: 16 hours

Location: Polytech Grenoble

Dedicated page: Introduction to Physical Computing

  • Introduction Physical Computing
    • Definition, Principles and Examples
    • Presentation Arduino Project in brief
      • Arduino Board, Environment
      • Arduino Language
    • Practicals: First Arduino Board Use
  • Components of Physical Computing
    • Microcontroller in brief
    • Sensors and Actutors
    • Arduino Language:
      • Variable, Control Structure
      • Input/Ouput Operations
      • More about Language
    • Practicals: Second Arduino Board Use
  • Communication: Computer - Arduino
    • Serial, Bluetooth, Xbee (with Android phone)
    • Language for Computer: Processing
    • Practicals: Advanced cicuits

Chapitre III : Robotic with Arduino

Homebrew Robot chassis with arduino
Homebrew Robot chassis with arduino

Instructors : Sophie Chareyron, David Eon, Maxime Besacier

Duration: 16 hours

Location: Polytech Grenoble

  • Basics in Robotics
  • Motors driving (power electronics)
  • Object detection (interfacing sensors)
  • Programming of robot’s behaviors : path following, Labyrinth exploration, ...
  • Communication between robots (IrDA, zigbee, bluetooth)
  • Student project (by group of two) : Design and realization of an autonomous mobile robot based on the Magician Chassis

Chapitre IV : Introduction to Fablab (Factory Laboratory)

Fablab logo
Makerbot'Thing-o-Matic 3D printer
Laser cutter in action

Instructor: Ingénieur Plateformes Persyval

Duration: 8 hours (one morning, one afternoon)

Location: Campus

  • Introduction : What is a "Fablab" (Factory Laboratory)?
  • Introduction to the machines and the tools : laser cutters, vinyl cutter, CNC mill, reprap, 3D printers.
  • Introduction to materials : Wood, Vinyle, PMMA, Polycaprolactone, ...
  • Introduction to 2D/3D CAD tools
  • Class on digital construction (CAD / CAM)
  • Designing / cutting / adapting / expending of robot Magician Chassis.
  • ‘Homework’ : design a snap fit construction kit
  • Review of homework
  • Cutting / milling of kits
  • Construction
  • Evaluation / ideas for new projects / possible uses

Livres

Ressources