Denis Meyer

Traceur à pinceau & labo d’enseignement scientifique et artistique

19 septembre 2018, 11:50
WaterColorBot-Elektor-TV
WaterColorBot V2.0 est livré assemblé et testé.
Ni jouet, ni gadget, le WaterColorBot est un projet éducatif attractif. Sa finalité est de motiver les enfants (filles comme garçons), mais aussi les adultes et les enseignants, en expérimentant la robotique et les réalisations créatives. Il offre aussi aux jeunes utilisateurs la possibilité de construire et apprendre la commande numérique à l’aide d’un ordinateur mais aussi de découvrir la programmation d'un robot. Cependant, vous découvrirez, à l’usage, qu'il va bien au-delà. Pour résumer, le WaterColorBot V2.0 est essentiellement un traceur spécialisé, monté sur un robuste châssis en bois. L'appareil utilise des couleurs à l'eau pour peindre vos créations numériques sur du papier. Il trempe son pinceau dans l'eau, puis le déplace et l’imbibe de la couleur souhaitée. Le robot peint sous vos yeux, soit pour reproduire une création graphique vectorielle issue de votre ordinateur ou en suivant en temps réel le mouvement de vos mains en train de dessiner. L’appareil utilise des godets de couleurs et du papier ordinaires (aucun consommable spécialisé n’est nécessaire).

Compatible avec les systèmes Mac, Windows ou Linux

Le WaterColorBot est également une véritable machine à commande numérique, automatisée grâce à un ordinateur, avec laquelle toute personne créative peut produire des réalisations étonnantes.
Deux moteurs incorporés dans le châssis du robot entraînent chacun un petit treuil en aluminium, usiné en commande numérique. Ce dispositif applique une force de traction sur des fils, solidaires de tiges chargées de commander la position X et Y du pinceau, lui-même monté sur un chariot en aluminium.
 
Le WaterColorBot V2.0 est livré assemblé, testé et prêt à l'emploi, avec un pinceau et un ensemble initial de couleurs et de papier. L'appareil peut aussi utiliser d'autres couleurs à l'eau et une bibliothèque des jeux de peintures possibles figure dans la documentation. Les platines inférieures personnalisées permettent d’élargir la gamme des peintures utilisables (couleurs à l'eau liquides, peintures à la tempera, crayons aquarellables).
Pour télécharger le logiciel, les instructions, les plans et les schémas, il suffit de disposer d’un système Mac, Windows ou Linux doté d'un port USB  ainsi que d'un accès internet.
 

Formats et modes

Deux modes de tracé sont possibles : le mode « automatique » avec différents paramètres d'intervalles pour retremper le pinceau, et le dessin en temps réel, en mode « manuel », qui consiste à suivre un dessin à l'écran, avec des commandes manuelles pour imbiber de nouveau le pinceau d'eau ou de couleur.
 
Pour les créations vectorielles, le robot utilise le format de fichier SVG. À cet effet, le logiciel Inkscape, bien connu des passionnés, permet de convertir différents formats (PDF, Illustrator, ...) en SVG. Pour expérimenter les images au format pixel et les convertir en créations vectorielles, il est préférable d'utiliser d'autres outils de conversion.

Un laboratoire scientifique, technologique, artistique et mathématique

WaterColorBot est un projet résolument open source (matériel, micrologiciel, logiciel), parfaitement documenté. Ouvert à la réutilisation et au « bricolage », son matériel a été conçu pour être développé et redéployé dans des domaines dépassant largement l'horizon d'un simple robot de dessin et de peinture.
Le WaterColorBot est aussi un laboratoire d'enseignement qui permet d'aborder des principes et des sujets relevant de la science, de la technologie, de l'ingénierie, de la création artistique et des mathématiques.
Physique : Synthèse additive et soustractive des couleurs, tension superficielle, conductivité thermique, poulies, treuils, diagrammes des forces, tension, friction, couple et force, puissance électrique, résistance des matériaux, flexibilité des matériaux, élasticité.
Chimie : Solubilité, évaporation, chromatographie.
Biologie : Préparation d’échantillons en utilisant le WaterColorBot comme pipetteur ou pour déposer des bactéries sur de l’agar-agar. Dépôt de spores de mousse sur des surfaces pour les cultiver. Dépôt d'inhibiteurs chimiques pour le développement de cultures.
Technologie et ingénierie : Lithographie (avec un stylo contenant une substance résistante à la gravure). Circuit imprimés électroniques, avec un stylo conducteur pour créer les circuits. Présentation aux étudiants des logiciels de dessin, de la CAO et des concepts de la commande numérique.
Mécanique : Commande du mouvement, transmission de puissance, moteurs à courant continu et pas-à-pas, mécanismes de translation linéaire, translation rotative.
Electronique : Conception de circuits, microcontrôleurs, alimentations, régulateurs de tensions, interfaces de logique numérique, ponts en H et commande de moteurs.
Logiciel : Infographie. Commande numérique. Conception de micrologiciels.
Art : Peinture et exploration d'autres supports (peinture à l’huile ou pastels).
Mathématiques : Tracé et découpage de tangrams. Démonstration du théorème de Pythagore. Constructions géométriques. Fonctions et données de tracés de graphiques. Systèmes de coordonnées.
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