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Theatre de marionnettes

Il était une fois…un petit théâtre de marionnettes

Prototype

Le 2nd projet de groupe de fin de DU d’initiation numérique (3ème promo Fév.2017)

Ce super projet est né de la fantaisie de cerveaux divers qui alliaient talents graphiques, mécaniques, électroniques et de couturières. L’intérêt de ce projet, autre que celui d’enflammer l’imaginaire était qu’il allait requérir un effort collectif et nous faire utiliser la plupart des machines disponibles dans un FABLAB, et effectivement tout y est passé: de la gravure laser à l’impression 3D, en passant par des travaux de couture :)
Pour nous coordonner et vu les délais assez courts où nous allions pouvoir travailler ensemble, nous nous sommes appuyés sur les compétences de chacun, et même si la majorité des décisions ont été prises en commun (ça été bien pour la motivation mais parfois ça nous a ralentit), nous avons travaillé par petits groupes de 2 ou 3 dans les parties ou nous nous sentions capables d’avancer.
Ça était génial comme ambiance de travail mais seulement le temps du DU. Tout le monde savait ce qu’il avait à faire, prenait l’initiative de s’enquérir sur quelle partie il y avait besoin d’aide, proposait des solutions d’appoint et avançait sur le projet durant son temps libre. Mais ce bel état d’esprit s’est évaporé sans la contrainte de se voir tous les jours pour faire le point.

EquipeTheatre

Aurait-il fallu élire un chef de projet, se définir une liste de taches bien précises et se les répartir, certaines personnes ont besoin d’être guidé sans doute, mais je ne crois pas que cela aurait changé la donne. Les prérogatives de la vie de chacun a repris le dessus et à la base c’était un projet libre, né dans un lieu où l’une des devises est de s’affranchir des contraintes, donc la liberté de s’y investir si on avait envie d’aller jusqu’au bout. Et comme c’est aussi l’endroit du DIWO (Do it with Others), j’ai pu rallier d’autres personnes au projet qui ont grandement contribué au fait qu’il est avancé.

Alors après ce petit constat des difficultés de travail en équipe sur un projet avec des gens qu’on connaît peu et des délais courts, voici les étapes de réalisation :)
On a dessiné les plans sur papier, puis fait une maquette en carton pour estimer les proportions.
On voulait qu’il soit transportable, qu’on puisse facilement le ranger et réutilisable.
Nous nous sommes inspirés de vieux modèles de théâtre à rouleaux.

PlanConception

Pour ne pas nous bloquer trop longtemps, j’ai rapidement jeté mon dévolu sur un conte russe dont l’histoire m’avait inspiré pour imaginer les décors et les marionnettes. Rendu avec la plotteuse de découpe vynile :
Sketch

Rapidement approuvé par mes camarades, nous nous sommes lancés dans le dessin et la vectorisation sous Inkscape pour réaliser les découpes lasers du triptyque de la façade et des figurines. Comme c’est au laser, le choix du matériau s’est porté sur du contreplaqué 3mm.

Tryptique

Pour le châssis, devant être un peu plus solide, nous avons choisi un bois légèrement plus épais et du procéder à un usinage plus classique quoique la CNC nous a aussi pas mal aidé.
Par manque de temps et souci de simplicité de conception, nous nous sommes rabattu sur une forme rectangulaire mais il aurait mieux valu concevoir une forme trapézoïdale pour un meilleur confort visuel des spectateurs et un effet de profondeur avec un fond plus large que le devant de scène. Nous avons légèrement palier à ce problème de distraction visuelle en rajoutant des rideaux sur le côté.
Nocturne

Suite aux conseils d’une marionnettiste pro (merci Jeanne:) ), nous avons choisi de manipuler les marionnettes avec des baguettes par les côtés. On a essayé le fraisage mais ça rendait moins bien.

Figpeintes

Une représentation publique étant prévue et prévoyant que l’équipe ne serait pas au complet, j’ai rapidement pris en compte la gestion automatique de la partie régie du théâtre.
Dream Theater Box

Réalisation d’un théâtre de marionnettes avec gestion par Arduino

Dans un premier temps, nous avons imprimé en 3D les embouts des rouleaux et pensions à une transmission par courroie avec tension. Le dessus en forme de croix permettait un défilement des scènes avec un tournevis. Finalement, au vu des problèmes de tension et de guidage, j’ai dessiné 3 engrenages sous Inkscape pour les découper au laser. Mon moteur un Nema17 d’imprimante 3D entraîne un seul rouleau et le fait tourner dans un seul sens. S’il rembobinait, il y aurait bourrage papier à cause de la tension non suffisante entre les 2 rouleaux. Donc le rembobinage est encore manuel. En fait, il faudrait soit coupler un 2ème moteur au 2nd rouleau soit relier les 2 rouleaux via une courroie crantée.
J’ai aussi mis le 2ème rouleau sur un engrenage pour qu’il soit au même niveau que le premier.
De plus, un frein a été rajouté au sommet du 2nd pour régler la tension papier lors de l’entrainement.
Une planchette a été rajouté en haut pour maintenir les 2 rouleaux et des guides en 3D imprimé pour le bas. Voilà pour les enjeux mécaniques principaux.

MFNantes

La partie électronique maintenant :
L’idée m’est venue que quiconque voulait utiliser le théâtre puisse se l’approprier le plus simplement possible. Les rouleaux peuvent se changer si on veut changer d’histoire. A ce propos, attention au positionnement des rouleaux car du papier enroulé ça grossit vite mine de rien. Notre histoire compte que 20 scènes et nous sommes limites avec la bordure. Au départ je voulais coller les scènes sur un support plus solide, mais j’ai du y renoncer et les juxtaposer simplement sinon ça triplait le volume.

Le bluetooth

Donc pour contrôler le moteur, les lumières et l’ambiance sonore, tout se fait via Bluetooth couplé à un Arduino Mega (la RAM d’un Uno n’est pas suffisante pour gérer autant de variables et de librairies), qui va interpréter ces commandes. Alors comme c’est le module HC-05 qui a bien fonctionné pour mes tests, seuls les smartphones avec Android sont compatibles. Il aurait fallu un HM-10 pour que ce soit universel.
Il faut installer une application « Terminal Bluetooth » sur votre Smartphone et vous apparier avec le HC-05 via vos paramètres. Ensuite, il ne reste plus qu’à taper vos commandes dans l’appli.
Normalement un menu s’affiche vous précisant ce que les commandes pilotent.
Petite précision, le module Bluetooth ne communique qu’à une vitesse de 9600 Bauds, et ce modèle s’alimente bien en 5V, contrairement à ce qu’on peut lire où normalement il ne pourrait recevoir que du 3,3V ainsi que sur sa broche Rx.

L’éclairage

L’éclairage a été simplifié par l’utilisation de rubans de leds que je contrôle par la librairie Fastleds sous Arduino. J’en ai disposé de 4 (4 pins à contrôler donc et à alimenter en 5V), l’ajout d’un réflecteur par le dessus serait judicieux. J’ai rajouté un mode démo qui active les exemples cycliques de la bibliothèque : Cylon et DemoReel.

Le son

Pour le son, j’utilise un shield Mp3 V2 couplé à un second Arduino Uno et le pilote par les pins 30 et 31 de mon Mega qui font office de Rx et Tx en utilisant la bibliothèque SoftwareSerial. Il faut bien entendu les croiser (Rx du 1er va sur le Tx du 2nd et vice-versa), ainsi que relier les GND.
Petite contrainte, le shield utilise une carte micro SD de 2GO max et est limité à 40 morceaux mais il y a de la place pour une playlist de 2h.
Si vous voulez modifier le programme installé ou si vous démarrez un nouveau projet, voici quelques conseils :
Installer les librairies « SoftwareSerial.h » pour communiquer via les ports Rx et Tx sur le 2nd Arduino, « SD.h » et « SPI.h » pour la lecture sur la carte micro SD et la communication Shield/Arduino ainsi que « MusicPlayer.h » pour utiliser les fonctionnalités du shield. J’ai aussi défini une vitesse de communication plus rapide que celle par défaut à 19200 Bauds, ne pas oublier d’indiquer la même sur le 1er Arduino.
J’ai un peu modifié la librairie pour pouvoir jouer une chanson de la playlist (fonction player.playOne) qu’on aura préalablement choisie et définie dans le programme, donc il faudra remplacer le fichier MusicPlayer.cpp par MusicPlayer_new.odt, (ouvrir dans un wordpad le code pour l’enregistrer en .cpp après avoir renommé l’ancien en old.cpp dans le répertoire où la bibliothèque est installée …Documents\Arduino\libraries\Music_Shield-master).

Le stepper-motor

La partie la plus délicate, le contrôle du moteur Pas à Pas.
On a intégré de la mousse sous les pieds du théâtre ainsi qu’entre le support moteur et la paroi du fond, pour amortir au maximum ses vibrations.
Pourquoi avoir choisi un Nema17HS4417 ? C’est ce qu’on avait sous la main et il avait l’air d’avoir suffisamment de couple pour entraîner mes engrenages. On peut le contrôler soit par un pont en H comme le L298, soit par un driver comme le A4988, il y en a d’autres mais ce sont les 2 modèles les plus fiables et les plus standards.
Alors attention tous les Nema 17 n’ont pas les mêmes caractéristiques, le mien a un courant nominal de 1,7A et s’alimente en 2,55V alors que les autres ce sera du 12V.
TheatreMobile_bb
Petite précision comme vous pouvez le constater sur le schéma, je n’ai qu’une seule alimentation externe de 12V. J’ai un « stepdown » (ou régulateur de tension) qui me permet d’avoir une tension stabilisée à 5V et d’alimenter mes arduinos par leur broche Vin. Si vous téléchargez via le port USB de nouveaux codes, veiller à les débrancher car ils n’accepteront pas 2 alimentations en même temps.

Améliorations à apporter :

Que le 2ème rouleau soit également entraîné, éviterait le problème de décalage des scènes à cause du manque de tension lors de l’arrêt moteur.
Un système d’accrochage aux rouleaux des décors qui puisse facilement s’enlever, car là il ne sera pas aisé de changer d’histoire même si les rouleaux peuvent se démonter.
Automatiser le tirage des rideaux et le lever des pop-ups, installés sur le sol du théâtre, pour l’instant les 2 se font manuellement.
Un châssis de forme trapézoïdale, c’est à dire avec un fond plus large que le devant de la scène, cela apportera plus de profondeur.
Installer des réflecteurs (avec de l’aluminium) et couvrir un peu le dessus du théâtre pour un effet boite noire et un meilleur rendu de l’éclairage.
Peut-être installer un rail qui permettrait d’accrocher une figurine (par ex.l’oiseau de feu) et de l’automatiser également.
Le code Arduino pourrait sûrement se simplifier et être amélioré.
Agrandir les dimensions, car là peu de monde peut réellement profiter du spectacle, à part 5 personnes.


Theatre de marionnettes

Réalisé par , mise en ligne le 20 août 2017 - Dernière modification : 2 septembre 2017

Ce projet a été réalisé sous licence CC BY
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