Connecter le logiciel SOLIDWORKS, l’impression 3D et les jeux - à l’école

La communauté SOLIDWORKS regroupe différents types d’utilisateurs qui créent toutes sortes de produits faisant tourner le monde. Nous avons des utilisateurs qui fabriquent des machines, des appareils de haute technologie, des produits grand public et bien plus encore.

À mesure que le monde évolue, nos utilisateurs s’adaptent. Ils modifient leurs produits et leurs façons de faire afin de suivre le rythme des innovations.

Préparer les individus à entrer sur le marché du travail en constante évolution est la mission des collèges et universités à travers le monde. Préparer les étudiants à contribuer à ces changements et à les suivre, tel est leur objectif. La Full Sail University fait partie de ces établissements qui visent à y arriver de manière relativement progressive.

Full Sail University dispose d’un programme appelé « programme de simulation et de visualisation ». Celui-ci offre aux étudiants un accès à SOLIDWORKS, ainsi qu’à d’autres outils, leur permettant d’expérimenter « les compétences de programmation et de pensée critique nécessaires pour étudier et concevoir des systèmes virtuels ».

Un étudiant qui travaille pour obtenir sa licence dans ce programme est Jaime Soto. Jaime est un étudiant colombien qui étudie actuellement en Floride. Je l’ai connu au cours des deux derniers mois alors qu’il s’attachait à terminer son projet final pour l’année.

Le projet ? Construire une plate-forme Stewart en miniature et l'associer à Unity, une plate-forme de développement largement utilisée permettant de faire des visualisations 3D, afin de créer une expérience de jeu mettant en avant l'utilisation de contrôleurs physiques. En tant que partie du projet, la plate-forme servirait à imiter l’intrant envoyé à Unity par les contrôleurs (comme les propulseurs).

Lors d'un appel téléphonique avec Jaime, il a expliqué le processus en détail :

Maintenant, si vous ne connaissez pas encore ce qu'est une plate-forme Stewart, notre ami Wikipedia propose une définition succincte. C’est « un type de manipulateur parallèle doté de six actionneurs prismatiques, souvent des vérins hydrauliques ou des actionneurs linéaires électriques, fixés par deux ou trois sur le socle de la plate-forme et se croisant à trois points de montage sur une plaque supérieure. »

Mais de qui se moque-t-on ? Nous sommes SOLIDWORKS ! Nous sommes des apprenants visuels. Et nous écrivons un article sur Jaime. Voyons de plus près comment il a assemblé cette chose, pièce par pièce.

Miniature Stewart platform made at @FullSail! It has movement in all 6 Degrees of Freedom and uses an Arduino Pro Mini. pic.twitter.com/qeNaYrTcqj

— JSK (@mrjasker) 14 mai 2019

D'un point de vue mécanique, comment est-il arrivé ici ?

Toute personne utilisant SOLIDWORKS connaît sa capacité à effectuer de puissantes automatisations de conception. Tester le mouvement cinématique avant la production de la pièce, m'a-t-il dit, était au cœur du processus de construction de la plate-forme de Jaime.

Grâce à SOLIDWORKS, il a pu discerner « à quoi doit ressembler le mouvement de la plate-forme supérieure pour chaque degré de liberté ».

Pour la plate-forme physique, Jaime a fabriqué des pièces en acrylique et en plastique. Il les a créées en utilisant différentes méthodes, notamment la découpe au laser et l’impression 3D. « La plaque intermédiaire a été découpée au laser », a déclaré Jaime. « Elle intégrait des trous pour faire passer les fils d’asservissement. »

« Nous avions besoin que tout s’ajuste parfaitement. »

Une fois les pièces en acrylique et en plastique assemblées, il était temps d'intégrer le circuit imprimé. Pour cela, il a utilisé un Arduino Pro Mini. « L’Arduino Pro Mini repose sur une carte de circuit imprimé découpée sur mesure, à côté d’une prise de courant et de quelques broches pour les asservissements du côté inférieur », a expliqué Jaime.

Pour ce qui est de la programmation du mouvement réel prévu dans SOLIDWORKS, il « avait besoin de déplacer les asservissements pour correspondre » aux calculs qu’ils avaient réalisés.

 « Cela a nécessité quelques ajustements et des tests, mais nous avons finalement réussi à faire danser la plate-forme à travers les six degrés de liberté », a déclaré Jaime. 

Il est important de se souvenir de l’objectif de cette plate-forme – cela constitue un avantage unique du programme Full Sail. Avec ce projet, Jaime a pu capitaliser sur ses compétences en matière de création de pièces, d’utilisation de cartes de circuit imprimé et de visualisation 3D, afin de créer une expérience graphique amusante et télécommandée.

Ensuite, il a monté un modèle en miniature de SpaceX Tesla Roadster sur la plate-forme et a intégré des commandes physiques personnalisées.

« Pour les contrôleurs, j'ai créé des commandes de propulseurs adaptées à un potentiomètre et les ai vissées sur un morceau de bois », a expliqué Jaime. « Les potentiomètres sont connectés à l'Arduino Pro Mini qui envoie ensuite les informations à Unity. »

En explorant l'intégration complète du système, Jaime poursuivit : « Lorsque l'Arduino envoie des informations à Unity, il reçoit également des informations et adapte sa position pour correspondre à ce que vous ressentiriez si vous étiez dans la voiture. »

« Pour piloter la voiture, vous avez 3 propulseurs contrôlés par chaque levier. Un de chaque côté de la voiture (gauche, droite) et un à la fin (tangage). »

Jaime a ajouté : « J'ai ajouté quelques pistes de particules nettes à chaque propulseur et créé deux scénarios : un « bac à sable » dans lequel vous volez dans l'espace et jouez avec les contrôleurs et les particules, et un scénario de défi dans lequel vous devez piloter la voiture à travers des points de contrôle dans un laps de temps déterminé. »

Comme le dit Full Sail, l'objectif de leur programme de simulation et de visualisation est de préparer les étudiants à s'intégrer dans une communauté d'ingénieurs qui « apporteront des solutions vitales nécessaires au développement dans diverses disciplines ».

Les cas d'utilisation de la technologie de visualisation 3D ne feront que continuer d'évoluer. Des personnes comme Jaime s'efforcent de s'ériger en leaders de l'avenir dans ce domaine en pleine croissance.

Article traduit de l'anglais du blog anglophone SolidWorks.