Observer, identifier et comprendre le fonctionnement des différents systèmes présents dans le diorama, en les reliant à des applications concrètes issues du monde réel.
Programme
Étude descriptive et fonctionnelle des dispositifs techniques
Chaque système technique intégré au diorama fait l’objet d’une analyse guidée par un ensemble de questions fondamentales visant à en expliciter le fonctionnement et la finalité dans le monde réel : Qu’est-ce que c’est ? À quoi cela sert-il ? Comment cela fonctionne-t-il ?
Pont élévateur
Bras robotiques
Pont roulant
Plateforme rotative
Consoles de commande
Poste électrique
Lien entre fiction et réalité technologique
Les éléments de réponse issus de cette démarche sont ensuite replacés dans le cadre narratif de la Batcave, afin d’établir un lien entre la réalité technique et son interprétation à l’échelle. Cette mise en perspective permet de vérifier que le modèle réduit du système restitue fidèlement les principes de fonctionnement et les usages identifiés, tout en favorisant une compréhension globale, à la fois technique et contextuelle, de l’objet étudié.
Analyse de la transposition de technologies réelles dans un univers imaginaire.
Identification des principes scientifiques dissimulés derrière la mise en scène scénographique et narrative.
Expérimentation et manipulation
Pour chaque système technique, un relevé détaillé des mouvements et des mécanismes de déplacement est réalisé, afin d’en d’en mesurer la cohérence lors de la manipulation de ces dispositifs représentés dans le diorama.
Mise en pratique via les consoles de commande pour activer les différents systèmes techniques du diorama.
Observation et interprétation des interactions entre dispositifs mécaniques et numériques.
Découvrir le diorama en guidant les élèves dans la compréhension de son rôle en tant qu’outil d’exploration pédagogique et technique.
Susciter une réflexion collective et participative sur la fonction de la Batcave, envisagée non seulement comme espace narratif, mais également comme support d’analyse technologique et scientifique.
Favoriser l’appropriation progressive des notions abordées tout en développant la capacité des élèves à relier observation, compréhension technique et interprétation symbolique.
Programme
Cette séquence pédagogique propose aux élèves une initiation progressive à l’univers de la Batcave en mobilisant à la fois leur curiosité culturelle et leur esprit d’analyse technique. Elle s’appuie sur le diorama pédagogique du projet BATLab112 comme support d’observation, d’expérimentation et de réflexion collective.
Introduction à l’univers de Batman
Les élèves sont invités à découvrir le personnage de Batman à travers une approche historique et narrative :
Qui est Batman ? Quelles sont ses particularités et ses valeurs ?
La Batcave, qu’est-ce que c’est ? À quoi sert-elle dans l’univers du héros ?
La Batmobile, qu’est-ce que c’est ? Quelles sont ses fonctions et ses symboliques ?
Cette phase introductive vise à replacer ces éléments emblématiques dans un cadre culturel et technologique permettant de comprendre leur rôle au sein du récit et leur potentiel pédagogique.
Batman, un héros sans super pouvoirs : un prétexte pédagogique
À partir de la figure d’un héros dépourvu de pouvoirs surnaturels, les élèves sont amenés à réfléchir sur la place de la technologie comme facteur de dépassement et d’ingéniosité humaine.
Discussion collective sur la manière dont Batman compense l’absence de superpouvoirs par l’usage de dispositifs techniques et scientifiques.
Réflexion critique sur les limites et les risques liés à l’usage des technologies dans notre société contemporaine (surveillance, dépendance, impact environnemental).
Cette étape permet d’introduire une dimension éthique et citoyenne à l’analyse des innovations techniques.
La Batmobile : entre mécanique et imaginaire
Le diorama sert ici de support à l’étude de la Batmobile comme objet technologique complexe.
Présentation des composantes mécaniques et des principes de fonctionnement intégrés à la maquette.
Observation des systèmes techniques et de leurs représentations à l’échelle du modèle réduit.
Mise en perspective avec les enjeux réels de la maintenance, de l’innovation et de la durabilité dans le secteur automobile.
Cette séquence vise à développer la culture technologique des élèves tout en nourrissant leur imagination créative.
La dimension technologique du quotidien héroïque
En prolongement de l’étude de la Batmobile, cette phase introduit les notions de maintenance préventive et corrective, essentielles à la fiabilité des systèmes techniques.
Présentation des principes de fonctionnement des dispositifs de contrôle et d’entretien.
Sensibilisation aux métiers techniques et scientifiques liés à la conception, à la performance et à la sécurité des équipements.
Cette dernière étape permet d’ouvrir la réflexion sur les perspectives professionnelles et éducatives associées aux filières technologiques et industrielles, tout en donnant du sens à l’apprentissage à travers un ancrage concret et motivant.
La conception d’un diorama technique, pédagogique et fonctionnel — comme celui développé dans le cadre du projet BATLab112 — requiert une méthodologie rigoureuse fondée sur la précision dimensionnelle, la maîtrise des interactions mécaniques et la cohérence esthétique de l’ensemble. Les outils de Conception Assistée par Ordinateur (CAO) s’imposent dans cette démarche, car ils permettent de structurer les différentes phases du projet, de réduire les risques d’erreurs et d’assurer la reproductibilité des modèles.
Dans cette perspective, FreeCAD, logiciel libre de modélisation 3D paramétrique, constitue un environnement particulièrement pertinent. Ses capacités avancées de représentation, sa flexibilité structurelle et son inscription dans l’écosystème open source en font un outil adapté aux projets complexes, évolutifs et techniquement exigeants tels que BATLab112.
Un environnement paramétrique garantissant la cohérence structurelle
FreeCAD repose sur une architecture entièrement paramétrique dans laquelle chaque élément géométrique est défini par un ensemble de contraintes et de variables modifiables. Cette approche permet d’obtenir une cohérence structurelle particulièrement utile dans la conception d’un diorama évolutif.
Cette architecture paramétrique :
garantit la cohésion technique entre les sous-systèmes, en assurant que toute modification locale reste compatible avec l’ensemble
réduit le risque d’erreurs structurelles, en évitant les incohérences dimensionnelles qui apparaissent fréquemment dans des projets non paramétriques
facilite l’intégration progressive de nouveaux modules, puisque les ajouts ou remaniements s’effectuent sans perturber l’architecture globale
permet des itérations rapides, essentielles lors des phases de prototypage ou de correction.
Dans le cadre du projet BATLab112, l’utilisation de FreeCAD a permis un travail fondamental : le dimensionnement complet des équipements miniatures du diorama à partir du modèle réduit de la Batmobile, choisi comme référence esthétique et dimensionnelle. Le véhicule, présenté à l’échelle 1/12, a servi de base pour établir l’encombrement maximal des plateformes motorisées, pour calibrer la hauteur utile du pont élévateur, ou encore pour définir les dégagements nécessaires aux mouvements de rotation et de translation. FreeCAD a donc rendu possible une modélisation cohérente de l’ensemble du dispositif, en permettant d’adapter chaque équipement aux proportions imposées par l’objet central du diorama.
Un exemple concret :
L’article de présentation de la modélisation 3D de l’intégration des équipements industriels dans la diorama, qui consiste à rassembler tous les équipements industriels conçus séparément, dans une modélisation globale de l’atelier de la Batcave du projet BATLab112 est une parfaite illustration de l’intérêt de l’utilisation d’un logiciel de modélisation 3D paramétrique tel que FreeCAD.
Une précision adaptée aux exigences du diorama technique
La fabrication d’un diorama fonctionnel impose une maîtrise fine des échelles et des tolérances mécaniques, particulièrement dans un projet tel que BATLab112 associant impression 3D, assemblages mécaniques et intégration électronique.
FreeCAD permet un contrôle dimensionnel très précis, répondant directement aux contraintes imposées par la fabrication additive ou par les mécanismes miniaturisés (guidages linéaires, engrenages, axes, plateformes motorisées, etc.).
La modélisation détaillée des circuits imprimés équipant les consoles de commande et les armoires électriques du pont élévateur a démontré toute l’importance de cette précision de conception. FreeCAD a permis de reproduire les PCB avec une exactitude compatible avec le pas standard de 2,54 mm, garantissant l’emplacement précis de chaque composant électronique (microcontrôleurs, borniers, LED, résistances). Cette modélisation rigoureuse a rendu possible :
l’intégration réaliste des PCB dans les volumes restreints des consoles de commande miniatures,
l’anticipation des interférences possibles avec les parois internes, câblages ou pièces mécaniques environnantes,
la vérification préalable de l’accessibilité nécessaire pour les opérations d’assemblage à l’échelle réduite.
Grâce à ses outils d’esquisse, de cotation et de modélisation volumique, ainsi qu’aux modules spécialisés tels que Part Design, Draft ou TechDraw, FreeCAD a permis de générer des plans cotés, des vues éclatées, des cinématiques de sous-ensembles et des validations d’interférences, indispensables à la fabrication et à l’assemblage des différents systèmes du diorama.
Un exemple concret :
L’article consacré à la modélisation 3D de l’intégration des PCB, équipés de leurs composants électroniques, au sein du corps de la console de commande constitue une illustration particulièrement représentative de la précision offerte par FreeCAD.
Une intégration naturelle dans un processus de fabrication
FreeCAD s’intègre aisément dans l’ensemble de la chaîne de fabrication numérique grâce à sa capacité à exporter des modèles dans des formats couramment utilisés dans l’industrie. Cette interopérabilité constitue un atout essentiel pour un diorama mêlant mécanique, électronique, architecture miniature et automatisation.
Dans le cadre du projet BATLab112, l’utilisation de FreeCAD permet :
l’exportation de modèles STL, destinés à l’impression 3D des pièces structurelles ou mécaniques, notamment sur l’imprimante Anet A8 ;
la génération de fichiers DXF ou SVG, compatibles avec la découpe laser, une technologie en cours d’étude pour les développements futurs du diorama ;
la production de fichiers STEP, facilitant l’importation et l’intégration de composants électroniques (LED, résistances, microcontrôleurs Arduino) ou mécaniques (écrous, boulons, glissières) provenant de plateformes telles que GrabCAD.
Cette capacité à circuler entre différents outils de production garantit une continuité fluide entre la phase de conception numérique et la fabrication physique du diorama.
Un exemple concret :
L’article consacré à la modélisation 3D de la structure des armoires de distribution électrique met en évidence la manière dont FreeCAD permet d’articuler de manière cohérente la conception du design de ces structures avec les contraintes spécifiques de leur fabrication en impression 3D. Il illustre notamment la prise en compte, dès la phase de modélisation, des limitations techniques et dimensionnelles de l’imprimante Anet A8 utilisée dans le cadre du projet.
L’un des avantages majeurs de FreeCAD réside dans sa nature open source, qui offre une série de bénéfices spécifiques pour la conception d’un diorama évolutif.
Tout d’abord, la pérennité des données est assurée, puisque les fichiers produits ne dépendent pas de licences propriétaires susceptibles de devenir obsolètes ou inaccessibles. Dans le projet BATLab112, débuté en 2018 et encore en développement, cette indépendance garantit la continuité du travail.
Ensuite, la forte évolutivité fonctionnelle du logiciel permet d’adapter l’outil aux besoins spécifiques du diorama. L’ajout de macros, de scripts Python ou de modules complémentaires facilite, par exemple, la simulation des mouvements de chaque système du diorama, qu’il s’agisse d’un équipement isolé ou d’un ensemble de mécanismes fonctionnant simultanément.
Par ailleurs, FreeCAD bénéficie d’une communauté active et collaborative fournissant une documentation abondante, des bibliothèques de modèles et un accompagnement constant dans la résolution de problèmes techniques.
Enfin, son accessibilité économique, due à l’absence de frais de licence, rend possible une utilisation dans des contextes amateurs, pédagogiques ou associatifs tout en conservant un niveau de professionnalisme élevé.
Dans le cas du BATLab112, cette philosophie ouverte a permis une évolution continue du diorama, facilitant l’ajout de nouvelles fonctionnalités, l’amélioration de dispositifs existants et le renforcement du réalisme technique du modèle.
Un support méthodologique pour la gestion du projet
Au-delà de la modélisation 3D, FreeCAD contribue à structurer la démarche méthodologique du projet. Dans BATLab112, l’architecture générale du diorama a été organisée selon une logique systémique, chaque système représentant un équipement industriel miniature, décomposé en sous-systèmes et composants. Cette structuration hiérarchique a favorisé une vision globale du projet, tout en permettant une progression contrôlée à travers les différentes phases de développement.
Dans ce contexte, FreeCAD s’est révélé parfaitement adapté à une méthode de gestion de projet, notamment à travers :
la planification séquentielle des étapes de fabrication et d’assemblage, grâce à la modélisation progressive des systèmes
l’anticipation des interactions entre mécanismes, éclairages, câblages et éléments décoratifs grâce aux assemblages numériques
la production d’une documentation technique distribuable à des collaborateurs, des élèves ou des intervenants extérieurs
la simulation préalable de cinématiques complexes (rotation de la Batmobile, élévation du pont, synchronisation d’équipements) permettant de réduire le besoin de prototypes physiques intermédiaires
la traçabilité des évolutions du modèle numérique, essentielle dans un projet à long terme débuté en 2018 et enrichi continuellement.
Un exemple représentatif issu du projet BATLab112 illustre cette intégration méthodologique : FreeCAD a été utilisé comme outil central pour orchestrer les différentes phases du développement, depuis la modélisation initiale des environnements architecturaux jusqu’à l’intégration finale des sous-systèmes mécaniques et électroniques. L’outil a servi de base commune pour valider les choix techniques, identifier les risques de conception, organiser la fabrication des pièces et coordonner les étapes d’assemblage. Par son approche paramétrique et sa capacité à documenter automatiquement chaque étape, FreeCAD s’est ainsi comporté comme un véritable support de gestion de projet, et non comme un simple logiciel de modélisation.
Un exemple concret :
La page consacrée à la présentation de la méthode utilisée pour gérer le projet BATLab112 met en évidence le rôle central joué par FreeCAD tout au long du cycle de vie du projet. Elle souligne l’importance de cet outil depuis les phases de conception préliminaire, où sont définies les architectures générales et les premiers volumes fonctionnels, jusqu’à la modélisation 3D détaillée de l’ensemble des équipements intégrés dans le diorama.
L’usage de FreeCAD dans la conception du diorama technique BATLab112 révèle une série d’avantages déterminants tant sur le plan conceptuel que sur le plan opérationnel. Sa modélisation paramétrique, sa précision dimensionnelle, son interopérabilité avec les outils de fabrication numérique et sa nature open source en font un environnement particulièrement adapté à la conception rigoureuse, évolutive et documentée d’un diorama fonctionnel.
Au-delà de la simple production de modèles 3D, FreeCAD constitue un véritable environnement de conception, de prototypage et de communication technique. Le projet BATLab112 illustre de manière exemplaire comment cet outil permet de sécuriser les choix conceptuels, d’enrichir progressivement les fonctionnalités du diorama et d’assurer une cohérence globale dans l’ensemble du processus créatif.
Les consoles de commande du projet BATLab112 constituent des modules techniques intégrés au diorama de la Batcave, destinés à centraliser les commandes manuelles et l’affichage des données liées aux équipements industriels miniatures présent dans le diorama de la Batcave. Leur fonctionnement repose en grande partie sur l’intégration de cartes microcontrolleur Arduino, choisi pour leur facilité de mise en œuvre, leur modularité et la disponibilité de nombreux modules compatibles. L’objectif principal est d’obtenir des consoles fonctionnelles, capables d’afficher des informations en temps réel sur l’état des équipements industriels, d’émettre des signaux lumineux et d’interagir avec d’autres sous-systèmes du diorama.
Fonction et organisation générale des consoles
Chaque console est conçue comme un bloc autonome comprenant :
Deux cartes Arduino Mega 2560
Deux écrans TFT 2,8’’
Un pupitre de commandes manuelles composées de switches, boutons poussoirs, Leds …
Des modules électroniques complémentaires en fonction des besoins techniques d’équipement contrôlé tels que des modules électroniques L298N
Les consoles de commande sont directement connectées aux sorties des armoires de raccordement du poste électrique.
Choix des microcontrôleurs
Modules d’affichage
Le choix des microcontrôleurs destinés aux consoles de commande est directement lié au type de modules d’affichage retenus. Les consoles du projet BATLab112 utilisent des écrans TFT tactiles 2,8’’, équipés d’un lecteur de carte au format SIM, nécessitant un nombre important de broches pour gérer simultanément l’affichage graphique, la couche tactile et les fonctionnalités annexes intégrées au module.
Pour la première console, deux écrans sont utilisés afin d’afficher en temps réel l’ensemble des informations relatives à l’état du système industriel contrôlé. Cette organisation à double affichage permet de répartir clairement les données selon leur nature et leur utilité opérationnelle. Les écrans sont ainsi mobilisés pour présenter :
L’état des commandes manuelles, incluant l’activation des interrupteurs, des boutons et des sélecteurs.
L’historisation des commandes, permettant de visualiser la dernière action effectuée ou de suivre la séquence d’ordres exécutés.
Une représentation visuelle de l’équipement, offrant un retour graphique instantané sur la position ou l’état général du dispositif piloté.
L’état des capteurs de fin de course, utile pour vérifier la conformité des déplacements ou des rotations simulées.
Les mesures spécifiques à l’équipement, telles que la vitesse de déplacement ou de rotation, les modes de fonctionnement sélectionnés, ou encore les valeurs de consigne.
Microcontrolleurs
La phase de conception préliminaire de la première console de commande, destinée au pilotage de la plateforme rotative de la Batmobile, a conduit au choix d’une carte Arduino Mega 2560. Ce choix s’explique principalement par le nombre élevé de broches disponibles, permettant de répondre aux besoins de raccordement identifiés lors de ce premier développement. L’architecture retenue devait également anticiper l’évolution des consoles futures, notamment celles destinées à piloter des équipements mécaniques plus complexes. En effet, si la plateforme rotative repose sur le pilotage d’un seul moteur, le pont roulant nécessite deux moteurs, le pont élévateur quatre, et certains bras robotiques jusqu’à cinq.
L’Arduino Mega 2560 présente ainsi plusieurs avantages pour la mise en œuvre des éléments techniques suivants :
Raccordement simple et direct des écrans tactiles TFT 2,8’’, équipés d’un lecteur de carte au format SIM, nécessitant un grand nombre de broches numériques et analogiques pour la gestion simultanée de l’affichage, du tactile et des fonctions associées.
Connexion des éléments de commande manuelle, incluant LED, interrupteurs et boutons poussoirs, chacun demandant un adressage propre et suffisamment de broches d’entrées/sorties.
Gestion des signaux PWM, utilisés pour le pilotage des moteurs ou pour la modulation des effets lumineux, nécessitant la disponibilité de plusieurs sorties PWM dédiées.
Accès à un port de communication série (Rx/Tx), indispensable pour les échanges de données entre microcontrôleurs ou entre la console et d’autres modules du diorama.
L’ensemble de ces facteurs a confirmé la pertinence du choix de l’Arduino Mega pour assurer la robustesse, la modularité et l’évolutivité requises par la suite du projet BATLab112.
Intégration esthétique
L’intégration des deux modules Arduino Mega 2560, indispensables à chacune des consoles de commande pour assurer le pilotage des deux écrans TFT 2,8″, a exercé une influence déterminante sur la conception générale de ces interfaces. Bien que les microcontrôleurs demeurent relativement compacts, leur installation directe, équipée de leurs écrans respectifs, sur le panneau vertical frontal de la console aurait entraîné une augmentation notable des dimensions hors tout. Une telle configuration se serait révélée incompatible avec les contraintes spatiales strictes imposées par l’intégration de quatre consoles au sein du diorama.
Afin de concilier cohérence technique, lisibilité fonctionnelle et exigences esthétiques, le choix s’est porté sur une implantation verticale et déportée à l’arrière des modules Arduino. Cette solution intermédiaire a permis d’optimiser l’espace tout en préservant la silhouette des consoles, garantissant ainsi une intégration harmonieuse dans l’ensemble scénographique du projet BATLab112.
Conclusion
La réalisation des consoles de commande du projet BATLab112 met en lumière l’intérêt particulier de l’écosystème Arduino pour les projets de diorama intégrant des fonctionnalités mécaniques, lumineuses ou interactives. Dans un contexte où la miniaturisation, la fiabilité et la polyvalence sont essentielles, les microcontrôleurs Arduino se révèlent être des outils parfaitement adaptés. Leur rapidité de mise en oeuvre, leur compatibilité immédiate avec une vaste gamme de modules d’affichage, de commande ou de pilotage moteur, ainsi que la simplicité de leur programmation, en font une solution idéale pour orchestrer les multiples sous-systèmes qui animent un diorama technique.
L’intégration des Arduino dans les consoles de BATLab112 montre à quel point ces microcontrôleurs facilitent le développement progressif d’un projet créatif. Ils permettent d’ajouter, de tester ou de modifier rapidement des fonctions, sans revoir entièrement l’architecture existante. Cette capacité d’évolution est un atout décisif dans un diorama où chaque module — plateforme rotative, pont roulant, pont élévateur ou bras robotique — impose ses propres besoins électriques et mécaniques. Grâce à l’Arduino, ces exigences peuvent être prises en charge de manière cohérente, tout en restant accessibles à un maquettiste ou un concepteur ne disposant pas nécessairement d’un bagage spécialisé en électronique industrielle.
À la suite du premier article sur la version initiale de l’électronique du pont élévateur, celui-ci présente les principales évolutions techniques mises en œuvre.… Lire la suite →
Le premier prototype du système électronique destiné à la commande des quatre moteurs du pont élévateur du diorama pédagogique de la Batcave a mis en évidence plusieurs dysfonctionnements. Ceux-ci résultent principalement d’un choix de composants inadapté lors de la phase de conception, notamment au regard des performances attendues du système. Plus précisément, le prototype a révélé les limites techniques des quatre convertisseurs fréquence-tension utilisés comme interface entre les plateformes moteurs et la console de commande.
Les moteurs fonctionnant à des fréquences inférieures à 500 Hz, les convertisseurs délivrent des tensions de sortie présentant des variations inférieures à 50 mV. L’acquisition, la transmission et le traitement de ces signaux de très faible amplitude induisent un taux d’incertitude trop élevé pour garantir un fonctionnement suffisamment fiable et prévenir les risques de blocage du pont élévateur.
L’objectif principal de ce nouveau prototype est de valider le principe des modifications proposées à la conception initiale. Celles-ci reposent notamment sur le remplacement des quatre modules de conversion fréquence-tension par une carte à microcontrôleur de type Arduino.
Un second objectif consiste à évaluer l’intégration d’un écran LCD I2C associé au microcontrôleur, permettant l’affichage local des vitesses de rotation des moteurs ainsi que leur traitement au plus près des plateformes. Cette amélioration, non envisagée dans la conception initiale, a émergé lors de l’utilisation de la plateforme TinkerCAD, au cours de la simulation du remplacement des modules de conversion par un Arduino.
Un troisième objectif vise à valider un nouveau mode d’échange d’informations entre l’armoire électrique d’acquisition des signaux issus des capteurs optiques et la console de commande. Le premier prototype reposait sur la transmission de quatre signaux analogiques correspondant aux tensions en sortie des convertisseurs. L’intégration d’un microcontrôleur dans l’armoire électrique permet désormais d’envisager une communication plus fiable via les ports série (Rx/Tx). Le traitement des signaux est ainsi déporté vers ce microcontrôleur, libérant celui de la console de commande, qui est alors exclusivement dédié à la mise à jour de l’affichage sur l’écran TFT 2,8″.
Comme indiqué dans la conclusion de l’analyse du premier prototype, l’architecture générale du système électronique a été globalement reconduite. Le dispositif comprend ainsi les quatre plateformes moteurs assurant l’entraînement des axes du pont élévateur, connectées à deux armoires électriques distinctes :
une armoire [1] dédiée à l’acquisition et au traitement des signaux en fréquence issus des capteurs optiques des plateformes ;
une armoire [2] destinée à la commande du sens et de la vitesse de rotation des moteurs.
Dans le cadre de ce nouveau prototype, un microcontrôleur Arduino UNO R3, déjà disponible dans le stock du projet BATLab112, a été retenu pour remplacer les quatre modules de conversion. Ce choix, fondé sur une démarche de rationalisation des coûts, demeure provisoire et pourra évoluer au cours des phases ultérieures du projet.
Implantation des nouveaux éléments
Le microcontrôleur Arduino Uno est installé à plat devant les armoires électriques.
L’écran LCD i2C est positionné de face, à proximité.
La liaison de transmission série entre les microcontrôleurs est assurée par le câble bleu et blanc.
Les quatre câbles transmettant les signaux en tension des convertisseurs vers la console de commande ont été supprimés : l’Arduino Uno est désormais connecté, via l’armoire n°1, directement aux sorties des capteurs optiques des plateformes moteurs.
Le câble transmettant la commande de vitesse entre la console et l’armoire n°2 a été retiré. L’Arduino Uno fournit désormais quatre signaux à rapport cyclique réglable, permettant de piloter indépendamment la vitesse de rotation de chaque moteur.
Conclusions
La conclusion de l’article consacré au premier prototype soulignait deux axes principaux d’amélioration :
Le remplacement des convertisseurs fréquence-tension par un microcontrôleur Arduino
L’amélioration de l’esthétique et de la robustesse des PCB des borniers des armoires électriques.
Le présent travail confirme la validité du principe de remplacement des convertisseurs par un microcontrôleur. Il reste toutefois à déterminer le modèle Arduino le plus adapté pour une intégration définitive au sein de l’armoire électrique d’acquisition et de traitement des signaux issus des capteurs optiques des plateformes moteurs. Un premier état des lieux indique que l’usage de modules Arduino Nano serait pertinent, leurs dimensions et caractéristiques répondant aux contraintes d’intégration et de performance. Leur déploiement sera effectué lors de la révision de l’implantation interne des armoires électriques.
Enfin, la refonte des PCB des borniers des deux armoires électriques sera également réalisée au cours de cette même phase de réaménagement interne.trique sera aussi mise en oeuvre lors de la reprise de l’implantation interne de ces deux armoires.
Objet emblématique en constante mutation, la Batmobile s’impose comme l’un des symboles les plus puissants et les plus signifiants du mythe de Batman. Véhicule, armure et prolongement du corps du héros, elle condense les tensions fondamentales de son univers : entre technologie et humanité, visibilité et secret, puissance et vulnérabilité. Depuis ses premières apparitions dans les comics jusqu’aux versions proposées par Tim Burton, Christopher Nolan, Zack Snyder ou Matt Reeves, ainsi que dans les séries animées de Bruce Timm ou de la Warner Bros., la Batmobile se configure comme un véritable miroir de la psyché du Chevalier Noir et des imaginaires technologiques qui traversent les différentes périodes de son adaptation.
Si la Batmobile fascine par son apparente perfection technique et sa puissance spectaculaire, elle laisse pourtant en suspens une question centrale, rarement explorée explicitement à l’écran : qui veille sur cette machine ? Qui la répare, la modifie, l’adapte sans relâche aux exigences d’un justicier dont les missions n’offrent aucun répit ? Derrière le mythe du héros solitaire se dessine alors l’enjeu, profondément matériel, de la maintenance. Une technologie, si avancée soit-elle, ne peut se soustraire à la nécessité du soin. C’est précisément cette tension entre autonomie mythique et dépendance technique que les différentes représentations cinématographiques et animées donnent à entrevoir — souvent en creux, parfois plus directement.
Les films de Tim Burton (Batman, 1989 ; Batman Returns, 1992) offrent une Batmobile conçue comme un artefact quasi mystique : silhouettes gothiques, surfaces organiques, systèmes de défense autonomes. La machine semble surgir d’un imaginaire baroque, hermétique à toute logique d’atelier. Pourtant, cette sophistication silencieuse laisse affleurer l’idée d’un travail technique complexe, que la mise en scène choisit délibérément de tenir hors champ afin de préserver l’aura du mythe.
Les films de Tim Burton (Batman, 1989 ; Batman Returns, 1992) offrent une Batmobile conçue comme un artefact quasi mystique : silhouettes gothiques, surfaces organiques, systèmes de défense autonomes. La machine semble surgir d’un imaginaire baroque, hermétique à toute logique d’atelier. Pourtant, cette sophistication silencieuse laisse affleurer l’idée d’un travail technique complexe, que la mise en scène choisit délibérément de tenir hors champ afin de préserver l’aura du mythe.
À l’inverse, la trilogie de Christopher Nolan (Batman Begins, 2005 ; The Dark Knight, 2008 ; The Dark Knight Rises, 2012) inscrit la Batmobile — devenue Tumbler — dans un environnement rationalisé, pragmatique et militarisé. Conçue comme un prototype industriel, elle suppose une mécanique sophistiquée, des pièces interchangeables, des protocoles d’essai. Pourtant, même dans cet univers qui privilégie la vraisemblance, l’entretien n’est presque jamais montré : l’infrastructure nécessaire au maintien d’une telle machine demeure implicite, maintenue dans l’ombre.
Cette dialectique entre visibilité et dissimulation se prolonge dans The Batman (Matt Reeves, 2022), où la Batmobile apparaît sous la forme d’un moteur brut, presque féroce, conçu dans la logique d’un atelier artisanal. Chaque vibration semble attester un travail continu, une mécanique vivante façonnée au quotidien.
À l’autre extrémité du spectre, Batman v Superman : Dawn of Justice (Zack Snyder, 2016) montre une Batmobile militarisée, pensée comme un instrument de guerre — un véhicule dont la logistique d’entretien doit nécessairement être lourde, bien que le film choisisse lui aussi de la maintenir hors du cadre narratif.
Au carrefour de ces visions, la figure d’Alfred Pennyworth occupe une place déterminante. Majordome, confident, mais aussi souvent ingénieur discret, il apparaît comme le garant silencieux de la cohérence matérielle du double héroïque de Bruce Wayne. C’est dans Batman v Superman de Zack Snyder que cette dimension technique de son rôle est la plus mise en scène : Alfred y assume pleinement la fonction d’ingénieur en chef, opérant les diagnostics, supervisant les réparations et dialoguant avec la Batcave comme un véritable centre de contrôle.
Dans l’économie narrative comme dans l’économie symbolique de ces œuvres, Alfred incarne ainsi la main invisible qui veille à la pérennité de la machine et, par extension, à celle du mythe. L’entretien de la Batmobile devient alors le signe d’un équilibre subtil entre puissance et vulnérabilité : derrière la force du héros se trouve toujours un travail de réparation, de surveillance et de soin — un travail auquel Alfred donne un visage.
La série d’articles à venir, introduite ici, se propose ainsi d’explorer, œuvre par œuvre, la manière dont chaque film ou série animée articule cette question de la maintenance, de l’invisible et du soutien technique qui rendent possible l’existence même de la Batmobile. Car interroger la machine, c’est interroger la condition héroïque de Batman elle-même : un mythe qui ne tient que grâce à ceux qui, dans l’ombre, le rendent matériellement possible.
L’ultime évolution du système électronique de commande des moteurs du pont élévateur du diorama de la Batcave est en cours de mise au point.
Le remplacement de 4 convertisseurs fréquence/tension par un microcontrôleur Arduino UNO pour le traitement des signaux issus des capteurs optiques des plateformes moteurs et la transmission de données vers la console de commande.
Comme mentionné dans l’article précédent consacré à ce sujet, l’imprimante 3D Anet A8 utilisée dans le cadre du projet BATLab112 m’a été prêtée. Ne disposant d’aucune expérience préalable en impression 3D, j’ai donc débuté avec cette machine dans sa configuration d’origine, en apprenant progressivement ses spécificités et ses limites. Cette initiation s’est déroulée au moment même où je cherchais une solution pour fabriquer les structures internes des armoires électriques du panneau de raccordement du diorama de la Batcave. L’apprentissage de la machine n’était donc pas abstrait : il était orienté par un objectif précis, associé à des contraintes techniques incontournables.
Pour atteindre les niveaux de précision et de qualité d’impression nécessaires à la réalisation de ces pièces, j’ai régulièrement recherché des améliorations techniques permettant d’optimiser les performances de l’Anet A8. La présente mini-série d’articles n’a pas pour ambition de dresser un inventaire exhaustif des modifications possibles pour cette imprimante. Elle vise uniquement à présenter celles qui ont été mises en œuvre dans le cadre du projet BATLab112, en réponse directe aux difficultés rencontrées lors de la fabrication des éléments du diorama.
Le warping
J’ai rencontré les premiers effets sévères de warping, c’est à dire ne pouvant pas être résolus par des bordures d’adhérence plus large, lors de l’impression des panneaux latéraux des consoles de commande. Dans un objectif de robustesse, en vue des manipulations auxquelles ils seront soumis, ces panneaux d’une taille déjà importante (environ 90x90mm), ont une épaisseur de 4mm. Les premiers modèles imprimés présentés des phénomènes de warping quelque soit la taille des bordures d’adhérence. Il faut aussi ajouter que je ne maîtrisais alors pas du tout des éléments essentiels de l’impression 3D telle que la densité de remplissage ou la régulation de la température de la buse.
L’adhésif bleu sur le plateau chauffant
Comme le montre ces screenshots Instagram, pendant la phase de fabrication des consoles de commandes, j’ai utilisé de l’adhésif bleu appliqué sur le plateau chauffant pour éviter les phénomènes de warping. Même si ce type d’adhésif est efficace pour éliminer ces phénomènes, il y a quelques inconvénients à cette méthode. Tout d’abord, il est nécessaire de recouvrir tout le plateau chauffant de l’imprimante 3D avec l’adhésif pour éviter que ce dernier se décolle. Par conséquent, même si un rouleau d’adhésif n’est pas très cher, en fonction du nombre d’impressions, la quantité utilisée peut vite être importante, et ainsi représentée un budget non négligeable, sans parler de la quantité de déchets produits. Ensuite, cet adhésif est souvent très pénible à retirer de la surface des pièces en contact avec le plateau chauffant, ce qui oblige à une phase de nettoyage assez longue et fastidieuse.
La plaque de verre borosilicate : une alternative durable
En alternative à l’adhésif bleu, j’utilise désormais une plaque de verre borosilicate fixée sur le plateau chauffant de l’imprimante 3D. Bien que cette solution soit plus coûteuse à l’achat, l’investissement se révèle rapidement rentable dans le cadre d’une utilisation régulière — en particulier pendant la phase de fabrication des structures internes des armoires électriques du panneau de raccordement du diorama de la Batcave.
L’installation de cette plaque est extrêmement simple : comme l’illustre la photographie, quatre pinces doubles de bureau suffisent pour la maintenir solidement en place. Le principal inconvénient de cette méthode réside dans la légère réduction de la surface utile du plateau chauffant, la plaque étant légèrement plus petite que le plateau d’origine. Cette contrainte reste toutefois marginale au regard des bénéfices obtenus.
Depuis la mise en place de cette plaque de verre borosilicate sur l’Anet A8 dédiée au projet BATLab112, je n’ai plus constaté de phénomène de warping sur les pièces imprimées. Bien que la plaque n’élimine pas totalement la nécessité d’utiliser une bordure d’adhérence, elle en réduit considérablement la taille. Cette optimisation permet non seulement de diminuer le temps d’impression, mais également de réduire la quantité de matière perdue, ce qui s’avère particulièrement pertinent dans un projet reposant sur des séries de pièces complexes et répétitives.
Comme mentionné dans l’article précédent consacré à ce sujet, l’imprimante 3D Anet A8 utilisée dans le cadre du projet BATLab112 m’a été prêtée. Ne disposant d’aucune expérience préalable en impression 3D, j’ai donc débuté avec cette machine dans sa configuration d’origine, en apprenant progressivement ses spécificités et ses limites.
Cet article présente le premier prototype des plateformes de motorisation des axes du pont élévateur à l’échelle 1/12, du diorama de la Batcave du projet BATLab112.
Cet article présente la réalisation du prototype, d’une armoire de distribution électrique basse tension, du diorama de la Batcave du projet BATLab112.
Dans The Batman (2022), le réalisateur Matt Reeves propose une réinterprétation radicale de la Batcave, marquant une rupture nette avec les représentations antérieures du mythe. En abandonnant la monumentalité technologique et l’esthétique quasi cathédrale des versions précédentes, Reeves ancre son dispositif scénographique dans une matérialité brute, inscrite au cœur de la topographie urbaine de Gotham. Située dans une ancienne station de métro désaffectée — vestige d’une infrastructure souterraine désormais obsolète — la Batcave se présente comme un espace liminal, à mi-chemin entre friche industrielle et atelier clandestin. Ce déplacement géographique et symbolique traduit un glissement de paradigme : la Batcave cesse d’être un sanctuaire isolé, lieu de retrait et de transcendance, pour devenir un interstice au sein de la ville, une zone de passage où se superposent le chaos urbain et l’intériorité tourmentée du justicier.
Une scénographie de la précarité
Sur le plan scénographique, cette nouvelle Batcave se distingue par un dépouillement quasi documentaire. Les murs de brique, les structures métalliques oxydées, la poussière omniprésente et la lumière parcimonieuse composent un environnement d’une matérialité tangible, voire triviale. L’esthétique de la friche, substituée à la grandiloquence architecturale, confère à l’espace une dimension de précarité maîtrisée : tout y paraît provisoire, réaffecté, fonctionnel. Ce choix visuel opère un recentrage du mythe sur la figure de l’enquêteur, ramenant Batman du statut de chevalier technologique à celui de détective urbain. L’équipement minimaliste — poste informatique bricolé, pont élévateur pour la maintenance manuelle de la Batmobile — souligne cette tension entre rudimentaire et contrôle, entre empirisme et obsession méthodique.
Sur le plan symbolique, la Batcave de Matt Reeves incarne un retour au réel, en réaction à l’omniprésence technologique de la vision de Zack Snyder. Elle exprime la condition d’un Bruce Wayne encore en construction, dont l’identité de Batman n’a pas encore atteint sa pleine maturité. L’espace souterrain devient ainsi le reflet d’un processus de formation : un lieu de travail, d’expérimentation et de transformation plutôt qu’un sanctuaire du secret.
Dans cette logique, la Batmobile occupe une place centrale. Loin des versions sophistiquées et futuristes des adaptations précédentes, elle apparaît ici comme une machine artisanale, assemblée manuellement. Véritable prolongement du corps du héros, elle matérialise la tension entre puissance brute et inachèvement, entre instinct et maîtrise. Son moteur brutal, ses soudures visibles, sa mécanique apparente traduisent le même principe de construction progressive qui traverse la Batcave elle-même.
Ainsi, l’ensemble de cet univers souterrain fonctionne comme une métaphore du devenir : la Batcave, la Batmobile et Batman participent d’un même mouvement d’élaboration. Tous trois incarnent un état transitoire, où la quête d’identité se forge dans la matière et la poussière. Cette poétique de l’inachevé réinscrit le mythe dans une dynamique d’authenticité et de fragilité, rappelant que le héros, avant d’être une figure de légende, est d’abord un être en train de se construire.
Conclusion
Ainsi conçue, la Batcave de The Batman se redéfinit comme un véritable laboratoire urbain, un espace liminal où se conjuguent la mémoire de la ville, la matérialité du monde et l’ombre du héros. Ni caverne mythologique ni mausolée monumental, elle devient un interstice entre le visible et l’invisible, où se fabrique, dans la pénombre du réel, la légende encore inachevée du justicier de Gotham.
Suite à la réalisation du premier prototype opérationnel, cet article présente la reprise de la conception de l’électronique de commande du pont élévateur, du diorama de la Batcave du projet BATLab112.
Cet article fait suite à la conception détaillée de l’électronique de commande et la réalisation d’un premier prototype opérationnel de l’électronique de commande du pont élévateur du diorama pédagogique à l’échelle 1/12 de la Batcave du projet BATLab112.
Les essais effectués à l’aide du montage prototype ont mis en évidence que les modules de conversion des signaux de fréquence, issus des capteurs optiques des plateformes moteurs, en signaux de tension exploitables par la carte Arduino Mega intégrée à la console de commande du pont élévateur, ne sont pas adaptés. En effet, la conversion de signaux de fréquence trop faibles génère des tensions dont les variations en amplitude, corrélées à la fréquence, sont insuffisantes pour permettre une interprétation fiable et précise par le microcontrôleur.
L’objet de cet article est double. Il s’agit, dans un premier temps, de proposer une nouvelle conception de l’électronique de commande, en remplaçant les modules de conversion fréquence/tension par des cartes Arduino, capables d’assurer directement la lecture, le traitement et la transmission des signaux issus des capteurs optiques. Dans un second temps, l’objectif est d’introduire plusieurs améliorations fonctionnelles absentes de la première version du système, notamment la mise en place d’une régulation de vitesse pour chacun des quatre moteurs assurant l’entraînement des axes du pont élévateur. Cette évolution vise à garantir un mouvement synchronisé et sécurisé de l’ensemble des plateformes, tout en offrant une meilleure stabilité et une précision accrue lors des phases de montée et de descente.
Les éléments conservés depuis la version initiale
Dans une volonté de minimiser l’impact des modifications envisagées, tant en termes de temps que de coût, certains éléments existants doivent être conservés. Cette approche vise à réutiliser au maximum les composants et sous-ensembles déjà en place, afin de limiter les interventions matérielles et de garantir la compatibilité avec l’infrastructure électrique actuelle du projet.
Les armoires électriques
L’implantation de cette électronique au sein des deux armoires électriques est conservée. Les dimensions mécaniques de ces armoires demeurent inchangées, afin de maintenir la cohérence avec les autres ensembles électriques similaires du projet.
La conception de l’agencement de l’armoire dédiée au contrôle de la vitesse et du sens de rotation des moteurs n’est que marginalement affectée par le changement de procédé de mesure de la vitesse. Cependant, l’analyse du fonctionnement du prototype a mis en évidence la nécessité d’une évolution majeure : le système doit désormais permettre de piloter la vitesse de rotation de chacun des moteurs de manière indépendante. Cette modification ouvre la voie à une régulation plus fine du mouvement de chaque axe du pont élévateur, garantissant un meilleur équilibrage et une synchronisation plus précise de l’ensemble.
Dans le montage initial, le signal issu du générateur à rapport cyclique variable, conçu à partir d’un oscillateur NE555, produit un signal carré unique distribué simultanément vers les quatre entrées des deux doubles ponts en H assurant le pilotage des moteurs. Cependant, ce dispositif, entièrement autonome et dépourvu de rétroaction, ne permet aucune régulation dynamique du rapport cyclique en fonction des variations de vitesse propres à chacun des moteurs. En conséquence, toute fluctuation mécanique ou électrique affectant un moteur se répercute sur l’équilibre global du système, sans possibilité de correction différenciée.
Schéma électronique
La reprise de cette conception électronique a également constitué l’occasion d’utiliser, pour la première fois dans l’avancement du projet BATLab112, l’outil en ligne TinkerCAD, dédié à la conception et à la simulation de circuits électroniques. Cet environnement virtuel a permis de modéliser les nouveaux schémas de commande avant leur réalisation concrète, facilitant ainsi les phases de test, de validation et d’ajustement. L’usage de TinkerCAD a également contribué à limiter les erreurs de conception, qui se sont déjà avérées coûteuses en temps et en ressources matérielles, en permettant d’anticiper les incompatibilités potentielles entre composants et de valider les principes de fonctionnement avant toute phase de prototypage physique.
Au centre de ce schéma, les deux cartes Arduino Uno jouent un rôle de représentation :
celle située à gauche symbolise la carte Arduino Mega 2650 utilisée dans la console de commande ;
celle située à droite correspond à la nouvelle carte Arduino intégrée au montage, dédiée à l’acquisition et au traitement des signaux électriques provenant des capteurs optiques de mesure des vitesses de rotation des moteurs.
Dans cette simulation, l’écran TFT 2,8″ associé à la carte Mega a dû être remplacé par un écran LCD I2C 16×2, en raison des limitations de la bibliothèque de composants disponibles dans TinkerCAD. Toutefois, ce remplacement s’est révélé être une opportunité technique : il a permis d’envisager une solution d’affichage local, directement au plus près des armoires de raccordement électriques. Les faibles dimensions et la simplicité de câblage de ces écrans LCD offrent de nouvelles perspectives d’intégration, notamment sur la porte même des armoires électriques.
La platine de prototypage électronique présente sur le schéma remplit quant à elle un rôle symbolique, représentant la console de commande physique du dispositif.
Enfin, les quatre générateurs de fonctions simulent les signaux issus des capteurs optiques placés sur les plateformes moteurs. Ces générateurs, réglables individuellement, sont associés à quatre oscillogrammes permettant d’observer les rapports cycliques et les signaux de commande de vitesse de rotation produits par la carte Arduino. Cette configuration a notamment permis de valider expérimentalement la régulation de vitesse des moteurs dans un environnement virtuel.
Évolution depuis la version initiale
Mesure de la vitesse de rotation des moteurs
La mesure de la vitesse de rotation des moteurs est la fonction la plus impactée par les évolutions de cette nouvelle conception. Jusqu’à présent, cette mesure était assurée par des modules de conversion fréquence/tension, qui se sont révélés inadaptés aux conditions réelles de fonctionnement et aux niveaux de signaux fournis par les capteurs.
Comme évoqué précédemment, l’objectif consiste à remplacer ces modules par une ou plusieurs cartes Arduino, chargées d’assurer l’acquisition, le traitement et la conversion des signaux de fréquence issus des capteurs optiques positionnés sur les quatre plateformes moteurs.
L’utilisation de l’outil de simulation TinkerCAD joue ici un rôle essentiel : elle permet d’expérimenter différentes configurations pour déterminer le nombre de cartes Arduino nécessaires à la gestion simultanée des signaux, ainsi que le modèle le plus approprié. Ce choix dépendra à la fois des capacités d’entrée/sortie disponibles et des contraintes d’encombrement mécanique, afin de garantir une intégration optimale en remplacement direct des anciens modules de conversion.
Edition des schémas électroniques
La simulation du montage électronique du diorama de la Batcave du projet BATLab112 est éditée avec l’application Web TinkerCAD.
Script d’acquisition et traitement des signaux de vitesse moteur
/**************************************************************/ /* Script for Arduino Check Measure */ /* Measures and converts the frequency values from the */ /* generators to transmit them to the second Arduino */ /**************************************************************/ #include <LiquidCrystal_I2C.h>
/**************************************************************/ /* Function : ReadPeriod() */ /* Input : The signal number of the measured period */ /* Return : none */ /* Digest : Use the Arduino pulseIn command to measure */ /* the signal period in microseconds */ /**************************************************************/ float ReadPeriod(int signal) { int pin = 0; float VarPeriod = 0; PulseCounter = 0; while(PulseCounter <= COUNTER) { VarPeriod = (VarPeriod + pulseIn(signal,HIGH)); VarPeriod = (VarPeriod + pulseIn(signal,LOW)); PulseCounter++; } VarPeriod = VarPeriod / PulseCounter; return VarPeriod; }
Limite de fonctionnement du script
Régulation de la vitesse de rotation des moteurs
Le modèle de la bibliothèque TinkerCAD de moteur à courant continu équipé d’un encodeur ne permet, à priori, pas de simuler le fonctionnement réel de l’encodeur. Cette limitation a directement conduit à adopter une approche simplifiée pour la régulation de la vitesse des moteurs. En l’absence de signaux de retour exploitables, la régulation du rapport cyclique du signal PWM de pilotage reste très rudimentaire dans cette première version du script.
À partir d’une configuration initiale des rapports cycliques fixée à 70 % :
#define DUTY_CYCLE_INIT 70
La plus petite valeur parmi les quatre vitesses de rotation simulées est utilisée comme référence pour ajuster les rapports cycliques des trois autres moteurs. Cette méthode, bien que cohérente dans le cadre des contraintes de la simulation, ne constitue pas une véritable régulation en boucle fermée : elle repose uniquement sur une logique de comparaison relative, sans mesure réelle de la vitesse issue d’un encodeur.
De plus, les délais d’exécution du code et les latences propres à l’environnement de simulation TinkerCAD limitent la précision des ajustements et induisent un comportement parfois irrégulier. Ces approximations rendent difficile toute extrapolation directe du fonctionnement simulé vers un système physique réel.
Ainsi, le script doit être considéré avant tout comme une première approche conceptuelle de la régulation multi-moteurs. Il permet de valider les principes d’organisation du code — gestion des signaux PWM, comparaison des vitesses, et synchronisation relative — tout en offrant une base solide pour une future version du programme.
Ces lignes de script déclarées en commentaire correspondent à la mise en œuvre initiale de diviseurs de fréquence appliqués aux signaux PWM générés par les broches 3, 9, 10 et 11. L’objectif de cette modification était d’augmenter la fréquence de modulation, passant d’environ 490 Hz à des valeurs supérieures à 20 kHz, afin de rendre les signaux inaudibles pour l’oreille humaine. Cette approche avait été envisagée pour améliorer le confort sonore du système lors des phases de commande moteur. Cependant, elle a été finalement mise de côté, car l’augmentation de la fréquence PWM provoquait des dysfonctionnements dans la communication I2C utilisée par l’écran LCD, rendant son affichage inopérant. Une solution alternative, consistant à utiliser des bibliothèques spécialisées telles que PWM.h, sera étudiée ultérieurement afin d’obtenir un contrôle plus fin des fréquences de modulation sans interférer avec les autres périphériques du système.
Bienfaits des limites de TinkerCAD
Les limites rencontrées lors de l’utilisation de TinkerCAD apparaissent clairement dès la conception du schéma électronique, notamment en raison de l’absence de certains composants essentiels utilisés dans le cadre du projet BATLab112, tels que la carte Arduino Mega 2560 ou encore les écrans TFT 2,8″.
Cependant, loin de constituer un frein, ces contraintes se sont révélées particulièrement formatrices. Elles ont favorisé une approche plus inventive et une optimisation du travail de conception. En effet, cette première expérience d’utilisation de TinkerCAD a permis de démontrer qu’une seule carte Arduino Uno pouvait remplacer les quatre modules de conversion fréquence/tension initiaux, tout en assurant l’acquisition et le traitement des signaux issus des capteurs.
L’absence de certains composants dans l’environnement de simulation a également encouragé la recherche de solutions alternatives et l’amélioration des montages existants. Ainsi, la nécessité d’optimiser l’utilisation des broches disponibles sur l’Arduino Uno, en nombre plus limité que sur la Mega 2560, a conduit au développement de nouvelles stratégies de communication. Parmi celles-ci, la mise en place d’un échange de données par liaison série entre l’Arduino dédié à l’acquisition et au traitement des signaux de vitesse de rotation des moteurs, et l’Arduino de la console de commande responsable de l’affichage, constitue une évolution majeure. Cette approche a permis non seulement d’alléger le câblage, mais aussi d’améliorer la modularité et la clarté fonctionnelle du système.
Prototypage de validation
Maquette de prototypage
Cette maquette de prototypage est destinée à valider le câblage ainsi que le fonctionnement de la carte Arduino dédiée à l’acquisition, au traitement et à la transmission des signaux de vitesse des quatre moteurs. Elle constitue une étape préalable essentielle avant l’intégration du système complet sur le prototype fonctionnel.
Adaptations par rapport au montage TinkerCAD
Dans cette version matérielle, les générateurs de fréquences utilisés dans le montage TinkerCAD sont remplacés par un clone d’Arduino Mega, chargé de délivrer quatre signaux PWM. Deux de ces signaux sont associés à un diviseur de fréquence, permettant d’alterner entre deux valeurs de fréquences distinctes afin de simuler différentes vitesses de rotation des moteurs.
La carte Arduino Uno couplée à un écran LCD, représentant la console de commande dans la simulation TinkerCAD, est remplacée par la carte Arduino Mega équipée d’un écran TFT 2,8″. Cet ensemble est directement issu de la console de commande réelle du système.
De son côté, l’écran LCD initialement utilisé sur la carte Arduino Uno en charge de la mesure, du traitement et de la transmission des informations, est désormais remplacé par un écran OLED I2C, plus compact et offrant une intégration dans l’armoire électrique.
Conclusion
Le fonctionnement général de cette maquette est validé. Les échanges entre les cartes, ainsi que la génération et la lecture des signaux de vitesse, se comportent conformément aux attentes. La prochaine étape consistera à intégrer ce montage dans les armoires électriques du prototype initial du système de commande, en liaison avec les plateformes moteurs, afin de procéder aux essais en conditions réelles.
BATLab112 