Cette page présente quelques réalisations de projets effectués lors de la « Semaine PSL » sur le Physical Computing qui s’est tenue en Mars 2018 dans les locaux des PSE à l’ESPCI avec 16 élèves de l’ESPCI et des Mines Paris.

Objectif du cours
Ce cours était une introduction au Physical Computing, c’est à dire à l’ensemble des outils, méthodes et connaissances nécessaires pour concevoir des systèmes autonomes ayant une capacité de calcul embarquée, ainsi que des capteurs, actuateurs et moyens de communication (câblés ou sans fil) tant entre eux qu’avec des ordinateurs conventionnels. Il s’agit d’une approche moderne de la cybernétique visant la conception communautaire et le partage d’outils de prototypage sophistiques (hardware et software).

Quelques élèves participants au module

Le “physical computing” a été longtemps le fer de lance du mouvement Maker, au même titre que le prototypage rapide et la fabrication digitale (utilisant des imprimantes 3D, cutters laser,…). Tous ces outils, ainsi que le savoir-faire associé se voient partagés dans des laboratoires communautaires ou Fablabs. La puissance de ce modèle d’échange de connaissances pratiques et théoriques est telle qu’un grand nombre de centres de recherche (universités ou entreprises privées) n’hésitent pas aujourd’hui à l’adapter et à l’intégrer dans leur écosystème.

L’objectif de ce cours est précisément de rendre ces pratiques accessibles. L’enjeu est grand : l’ingénieur maîtrisant ces techniques peut développer en quelques jours un prototype fonctionnel (instrumentation scientifique, instruments de mesure avec capteurs de toutes sortes, générateurs de signaux, automates et systèmes de contrôle en temps réel,…) – et à un coût réduit.

Le “physical computing” représente un paradigme nouveau dans la manière de concevoir des systèmes (électroniques, optiques, électromécaniques…). Il s’agit d’une véritable révolution résultant d’une explosion (inattendue) de plateformes et d’outils de développement extrêmement puissants, accessibles à un très large public. Les plateformes de développement les plus connues étant Arduino et Mbed.

Programme
Le cours est divisé en deux parties : une partie théorique le matin (2-3h) et un travail pratique l’après midi (3h). Il sera orienté vers le développement d’instruments et appareils scientifiques, en tenant compte des centres d’intérêts des participants. Dans la mesure du possible, on développera chaque jour un prototype simple (appareil de mesure, système de contrôle, …). Les propositions de projets sont les bienvenues (merci de nous contacter à l’avance pour pouvoir acquérir le matériel nécessaire).

Enseignant
Alvaro Cassinelli spécialiste internationalement reconnu de l’interaction homme/machine et artiste multimédia.

Quelques films de projets

Mesure du pouls à l’aide d’un phototransistor et d’une LED IR. Le traitement est fait par DSP sur l’Arduino.

Rapporteur de niveau réalisé avec un accéléromètre et un gyroscope ainsi qu’un disque de LED. Chaque couleur correspond à un angle déterminé. Un bouton permet de mémoriser un angle et de le reproduire grace à un bit sonore.

Contrôle de moteur pas à pas contrôlé avec un Arduino et un pont-H.

Un détecteur de pression à l’intérieur d’un ballon permet de le transformer en interface de contrôle.

Système complet de détection de pouls prêt à devenir portable avec écran LCD

Jeu de Snake réalisé avec un Arduino, une matrice de LED et un joystick Sony hacked pour utiliser les apteurs analogiques et inertiels.