Description

Conception et réalisation d’un scanneur électronique pour l’acquisition de forme 3D

Par Johannès Dagbégnon HOUNSINOU

Mémoire pour l’obtention du diplôme d’ingénieur

Résumé

Les pertes post-récoltes dues au pelage manuel des fruits constituent l’une des premières pertes dans l’industrie agroalimentaire. Les machines automatiques existant pour peler les fruits ne s’adaptent pas à toutes les formes de fruits. Une nouvelle approche proposée consiste à utiliser une technique de pelage qui prend en compte la forme du fruit. Cette solution nécessite l’acquisition de la forme 3D du fruit. Dans ce contexte, l’objectif de ce travail est de concevoir et réaliser un scanneur électronique pour une acquisition de forme 3D.

Une méthodologie en six étapes est adoptée pour conduire cette réalisation. La première étape consiste en une étude des systèmes d’acquisition 3D. La deuxième étape est l’analyse du fonctionnement du scanneur et la définition d’un cahier des charges. A la troisième étape, les pièces mécaniques du scanneur et tout le scanneur ont été modélisés en 3D avec le logiciel SketchUp. La quatrième étape traite des différentes pièces mécaniques ainsi que des composants électriques et électroniques assemblés pour réaliser le scanneur. Son programme de commande a été implémenté avec le logiciel LabVIEW utilisé pour programmer une carte Arduino Uno à la cinquième étape. La sixième et dernière étape a permis de tester le scanneur pour différents types d’objets. A l’issu des tests, le scanneur conçu fonctionne correctement et respecte le cahier des charges défini. Il peut supporter un fruit de 4 kg et son coût de fabrication est estimé à trois cent vingt mille cinq cent dix francs CFA (320 510 F CFA). La réalisation de cette machine constitue une première étape dans la conception d’une machine à peler des fruits. En dehors de cette solution, le scanneur présente d’autres applications très intéressantes telles que la numérisation 3D et la reconstitution d’objets endommagés de type solide de révolution.

Mots-clés :

scanneur, forme 3D, LabVIEW et Arduino, modélisation 3D

Abstract

Post-harvest losses fees for manual fruits peeling represents one case of loss in the food industry. Automatic machines for fruit peeling are not adapting to all fruit’s shape. A new approach is the use of a peeling technic which takes into account fruit’s shape. This solution needs a 3D shape of the fruit to peel. In this context, the objective of this work is to design and produce an electronic scanner for 3D shape acquisition. A six-step methodology is adopted. The first step is to study 3D systems acquisition. The second step is the analysis of the scanner functions and also definition of a specification. In the third step, the mechanical parts of the scanner and the entire scanner were modeled in 3D with SketchUp software. In the fourth step, the various mechanical parts and electrical components were assembled to make the scanner. Its control program was implemented with the LabVIEW software used to program an Arduino Uno board in the fifth step. The sixth and final step was to test the scanner for different types of objects. At the end of the tests, the designed scanner works properly and respects all the defined specifications. It can support fruit of 4 kg and its manufacturing cost is estimated at three hundred and twenty thousand five hundred and francs CFA (320,510 FCFA). The realization of this machine constitutes a first step in the design of fruits peeling machine. Apart from this solution, the scanner presents other very interesting applications like 3D digitization and reconstruction of damaged objects resembling solid or revolution.

Keywords :

scanner, 3D shape, LabVIEW and Arduino, 3D design