Semaine 1 : Introduction

Organisation générale

Le cours a été initialement publié sur la plateforme gouvernementale FUN. Chaque semaine commençait le mardi à 10h, heure de Paris. Vous pourrez désormais le suivre à la vitesse qui vous plaira, puisque le cours est dorénavant disponible intégralement et sans interruption.

Organisation d’une semaine type

Chaque semaine illustre un concept lié à la Fabrication Numérique. À la fin de la vidéo, nous vous proposons la transcription de la vidéo en .pdf, que vous pourrez imprimer si vous le souhaitez.

À chaque fin de cours, vous aurez à répondre soit à des QCM, soit des travaux pratiques.

Si vous avez des questions autour de l’organisation générale du MOOC, n’hésitez pas à nous en parler sur le Forum.

Planning

Le MOOC s’étend sur 13 semaines en trois modules :

• Module 1 - Prototypage électronique avec Arduino

  • Semaine 1 : Introduction
  • Semaine 2 : Installation des outils
  • Semaine 3 : Les capteurs numériques
  • Semaine 4 : Les capteurs analogiques
  • Semaine 5 : Librairies et sorties

• Module 2 - Modélisation et machines à commandes numériques

  • Semaine 6 : Modélisation 2D
  • Semaine 7 : Les découpeuses Laser
  • Semaine 8 : Modélisation 3D
  • Semaine 9 : Les imprimantes 3D
  • Semaine 10 : Les fraiseuses numériques
  • Semaine 11 : Design d’objets

• Module 4 - Internet des objets

  • Semaine 12 : Internet des objets 1/2
  • Semaine 13 : Internet des objets 2/2

Pour souder la communauté, nous vous invitons à  collaborer au travers du forum pour échanger, partager et poser vos questions. Ce MOOC est vivant, ne l’oubliez pas !  Utilisez le tag [Tuto fablab] pour rassembler le maximum de monde.

Wiki :

Le wiki est aussi un outil de partage et nous comptons sur vous pour le consulter, mais aussi pour compléter les différents documents proposés.  Nous vous invitons à remplir les pages avec vos idées, suggestions, remarques ou critiques. Nous avons ainsi ouvert des pages pour :

• L’Agenda  (Si vous avez connaissance d’un évènement autour des FabLabs, n’hésitez pas à  en faire part à toute la communauté)
• Liste du matériel (Là aussi, vous avez certainement des idées de matériel supplémentaire)
• Liste des fournisseurs (Nous avons établi une liste de fournisseurs, mais cette liste a vocation à être complétée)
• Arduino (documentation et exemples). (Vous souhaitez ajouter des informations supplémentaires sur le sujet ? Ne vous gênez pas ! 

Ainsi, nous remercions à l’avance tous les futurs contributeurs.

L’équipe du MOOC.

Partout dans le monde, dans plus de 100 pays, des lieux aux objectifs et dimensions variables, hackerspaces, fablabs, fabshops, investissent des registres autrefois réservés aux professionnels de la conception, du prototypage et même de la distribution des objets. Leur point commun ? Un alphabet technique et des méthodes hybridant les manières de faire et créer ensemble dans les mondes physique et numérique.

La connaissance des briques de base de cet alphabet permet à la fois de concevoir ensemble, physiquement ou non, des objets nouveaux, notamment interactifs et communicants, mais aussi de les partager, de les améliorer, et de les transmettre sans déplacer un gramme de matière.

Cela est rendu possible par la mise au point à la fois d’outils et de méthodes pédagogiques ouverts non aux spécialistes, mais à tous et toutes, et permettant de manière de concevoir, tester et diffuser à peu près n’importe quoi en utilisant la puissance combinée du lien social et de l’internet global.

Tout comme l’existence d’un standard ouvert pour les pages web permet de lire des contenus sur toute marque d’ordinateur et sur tout navigateur, la fabrication numérique repose sur des fondamentaux et standards techniques universels et ouverts capables d’être utilisés par quasiment tous les ordinateurs, machines-outils et composants programmables.

La démocratisation de ces outils et la transmission des méthodes collaboratives provoque une révolution comparable à celle du web 2.0, mais dans le registre des objets itérables, voire viraux, qui peuvent être désormais conçus pour régler le problème d’une personne unique, de petits groupes, ou de millions de personnes.

Pour ce qui concerne les laboratoires de fabrication numériques ou Fablabs, leur philosophie globale consiste à donner aux personnes plus de pouvoir pour exprimer leur créativité, intelligence et imagination et l’appliquer immédiatement et concrètement à la résolution de problèmes sur le terrain. Les méthodes et outils privilégient  l’intelligence collective autour de viviers de partages d’objets, de code et de savoir-faire. Ce qui est également intéressant, c’est que dans les fablabs, il n’y a pas de théorie sans pratique : la réalisation prime avant tout, et l’erreur fait partie du jeu pour progresser.

Les briques de base transmises et éprouvées par le faire dans les laboratoires de fabrication ou Fablabs sont au nombre de quatre :

La première consiste à pouvoir récupérer, créer, modifier, fabriquer et transmettre des objets interactifs et communicants. En clair, cela signifie comprendre et créer des comportements programmables dans tout objet ou réseau d’objets. Cela n’est désormais plus l’apanage des ingénieurs mais peut être réalisé par tous à l’aide d’outils à la fois pédagogiques et efficaces sur le terrain, comme la carte électronique programmable arduino. Le format .ino est d’ailleurs l’un des formats de référence permettant mondialement la réutilisation concrète de l’interaction inventée ailleurs sur la planète. Un téléchargement de plan de montage et de code actif se transforme ainsi en objet dont la dimension n’est plus seulement matérielle, mais aussi numérique. Arduino n’est pas la seule voie pour vulgariser et partager ces possibles, mais permet de comprendre et pratiquer immédiatement l’algorithmie, autrement dit le fameux « CODE, »  et de le démystifier.

La deuxième consiste à pouvoir récupérer, créer, modifier, fabriquer et transmettre des formes par l’utilisation combinée de la modélisation ou du scan 3D et de l’impression 3D. Le format de référence est le .stl utilisable sur toute la planète. Cette brique permet la transmission de formes reconstituées par impression 3D et donc le déplacement d’objets sans bouger un gramme de matière  quel que soit le modèle de machine.

La troisième consiste à pouvoir récupérer, créer, modifier, fabriquer des formes par enlèvement de matière (gravure, découpe) en se basant sur des outils de conception bi-dimensionnels. Le format de référence est le .dxf et les machines utilisées sont surtout des fraiseuses et découpeuses. Cette technique permet notamment de pouvoir transmettre des mobiliers et objets de grande taille découpés dans des matières très variées, papier, plastiques, bois, et même métal.

La quatrième brique est fondamentale. Sans elle il n’y aurait pas de progression rapide ni de réutilisation ou transmission possible des objets. Il s’agit de la documentation des objets créés.  Cette documentation doit être comprise comme la condition de l’intelligence collective et de l’ouverture. Il ne s’agit pas de recréer des micro-communautés de spécialistes, mais bien d’élargir les possibles au niveau planétaire et de permettre l’amélioration par tous, dans une dynamique comparable à celle de wikipédia.

Contrairement aux idées reçues, il n’est nul besoin d’être ingénieur pour comprendre et utiliser ces briques de base. Chacun et chacune les éprouvera d’abord pour son projet d’objet futile, utile ou artistique. mais une fois acquises, elles ouvrent un immense champ de possibles tant au niveau de l’amélioration, de la réutilisation, que de la collaboration. Les effets en sont tout de suite mis à l’épreuve des faits, car les objets sont tangibles et opérationnels. Le pouvoir de faire et celui de comprendre se combinent ici, tout comme celui du groupe bricolant ensemble et du réseau planétaire, mais avec des outils puissants capables d’investir tous les registres.

Alors à vous d’apprendre et surtout,  à vous de fabriquer !

Hugues Aubin

Chargé de mission TIC à la ville de Rennes et co-fondateur du LabFab

Merci d’avoir regardé cette vidéo, c’est la toute première que nous ayons tournée en février 2013 pour la première édition du MOOC. Elle n’est donc pas exempte de défauts, mais nous nous sommes améliorés dans les suivantes.

Nous espérons qu’elle vous a convaincu qu’Arduino est une plateforme intéressante lorsque l’on souhaite prototyper des objets. Aussi, nous espérons qu’elle deviendra votre couteau suisse pour mettre de l’intelligence dans vos futurs projets.

Nous avons choisi Arduino car celle-ci est :

• ouverte : le code source et les schémas électroniques du logiciel et du matériel Arduino sont open-source. Ce qui signifie que l’on peut comprendre comment fonctionne un Arduino, le cloner, le modifier, l’adapter pour l’intégrer ensuite dans toute sorte de projet.
• bien documentée : l’utilisation de toutes les instructions dont on peut tirer parti avec Arduino est détaillée dans une référence accessible en ligne.
• peu couteuse : le prix d’un Arduino officiel classique (appelé Arduino UNO) est d’environ 20€ TTC.
• adoptée par une large communauté : c’est probablement le plus important. Le nombre croissant de personnes qui utilisent cette plateforme est un atout indéniable. En effet, grâce à la puissance d’Internet, il est possible de trouver de la documentation, des tutoriels qui traitent de toutes les thématiques dans lesquels on peut trouver un Arduino :
  -   Apprentissage de l'électronique
  -   Domotique
  -   Robotique
  -   Vêtements intelligents
  -   Installations artistiques
  -   Machines à commande numérique
  

Pour toutes ces raisons, nous avons choisi de sélectionner Arduino comme la plateforme de ce MOOC.

Sachez également qu’il existe des alternatives à Arduino.

Juste pour en citer quelques-unes : Raspberry Pi, BeagleBoard, MSP430 LaunchPad, mbed… sont des plateformes particulièrement intéressantes pour mettre de l’intelligence dans des objets. Ces plateformes seront comparées à Arduino à la fin du module 1 de ce MOOC.

La question que vous vous posez peut-être maintenant est :

La réponse est non, l’achat d’un Arduino est optionnel. En effet, vous pourrez suivre la quasi totalité des modules consacrés à Arduino grâce à un simulateur en ligne qui sera détaillé la semaine prochaine. C’est moins cool, mais ça fonctionne !

Par contre, si vous souhaitez prototyper avec un vrai Arduino, différents choix s’offrent à vous :

• soit vous rendre dans votre FabLab le plus proche et participer à un des ateliers organisés dans ces lieux de fabrication (carte des FabLabs)
• soit acquérir un kit ou compléter votre matériel existant grâce à la liste de matériel présente ici.

Liste du matériel nécessaire

Vous souhaitez prototyper sur du vrai matériel et investir dans du matériel ?

Alors vous êtes sur la bonne page ! Le matériel ci-dessous est nécessaire si vous souhaitez réaliser les montages présentés tout au long du MOOC. Les composants décrits ci-dessous sont vendus à l’unité ou sous forme de kit de démarrage (appelé souvent Starter Kit sur les boutiques en ligne présentes dans la sous-partie suivante).

Nous n’avons pas souhaité mettre en avant une boutique ou un kit particulier sur ce site afin que vous puissiez comparer les offres des différents sites marchands (énumérés dans la sous-partie suivante). Nous vous recommandons de faire attention à la qualité des kits ou composants que vous allez acquérir, à la documentation et au sérieux des revendeurs.

Enfin, nous vous encourageons (beaucoup) à venir échanger sur notre forum ou sur Facebook avant de vous lancer dans un achat.

Kit de démarrage : l’essentiel

• Arduino UNO R3 avec son câble USB ×1 (ou équivalent)
• Platine de prototypage × 1 (aux moins 500 trous)
• Kit de câbles de prototypages × 1
• LED de différentes couleurs (au moins 2 × vert, 2 × rouge, 2 × orange ou jaune)
• Résistances de différentes valeurs :
  • 10kΩ × 5
  • 4,7kΩ × 5
  • 1kΩ × 5
  • 220Ω × 5
  • 150Ω × 5
• Condensateurs céramiques de différentes valeurs :
  • 100nF × 2
  • 10nF × 2
• Condensateurs chimiques de différentes valeurs :
  • 10uF × 2
  • 47uF × 2
  • 470uF × 2
• Diodes 1N4148 × 2 (ou autres diodes)
• Transistor NPN (TO92) × 2 ( ex.  BC337, BC546, 2N2222, 2N3904 … )
• Transistor PNP (TO92) × 2 ( ex.   BC327, BC556, 2N2907, 2N3906 … )
• Photorésistance × 1
• Boutons poussoirs × 5
• Potentiomètre 10k × 1
• Potentiomètre 10k ou 50k avec bouton × 1
• Piezzo buzzer × 1

Matériel optionnel

• Module d’extension (shield ou module) écran  LCD 16×2
• LED RVB × 1
• Bouton codeur avec contact × 1
• Thermistance ( 100k ou 50k ) × 1
• LM35 (sonde de température) × 1
• Transistor MOSFET-N "Logic level" × 1 ( ex. IRL530 )
• Transistor MOSFET-P "Logic level" × 1 ( ex. IRF9530 )
• Module Relais pilotable en 5V pour commuter jusqu’à 230V × 1
• Module d’extension (shield ou breakout board) Ethernet x 1 (choisir un des deux options) :
  -   basé sur chip Wiznet W5100  ( plus cher mais plus facile à utiliser
  avec l'Arduino UNO )
  -   basé sur chip ENC28J60  (moins cher mais gourmand en mémoire)
  

• Mini Servo Moteur × 1 ( choisir le plus grand angle d’ouverture possible )
• Boîtier plastique pour contenir les composants et l’Arduino × 1 (vraiment optionnel

Fournisseurs Arduino et composants electroniques

Si vous souhaitez acheter un kit de démarrage Arduino ou simplement compléter le matériel dont vous disposez déjà, vous trouverez ci-dessous la liste des fournisseurs Arduino Français.

Liste des fournisseurs (par ordre alphabétique)

• AlphaCrusis
• Arobose
• Bosc Technologie Services   (afficheur LCD 2 x 16 seulement)
• Conrad
• Elecdif.com
• Evola
• Gotronic
• HackSpark
• Letmeknow
• Lextronic
• L’Impulsion
• Matlog
• Mouser
• RS
• Selectronic
• Semageek (Kit de démarrage préparé spécialement pour le MOOC)
• Snootlab (Kit de démarrage préparé spécialement pour le MOOC)
• Zartronic

Aussi, nous tenons à remercier tous les fournisseurs présents sur cette page, qui ont pris le temps de répondre à nos questions et donner leur accord pour apparaître sur ce site.

Notes :

• Les cartes Arduino UNO officielles sont documentées, fabriquées en Italie et ont une empreinte carbone nulle. Ce qui signifie que l’open-source, le droit du travail européen et le respect de l’environnement sont au coeur des préoccupations de l’équipe Arduino. Nous partageons ces valeurs et vous invitons à vous méfier des cartes "low cost".