SUPPORT DE SMARTPHONE POUR ORDINATEUR PORTABLE

Sommaire

1) Introduction

2) Etude du marché

3) Mise au point du support

4) Anayse fonctionnelle

5) Analyse du prototype

6) Notre projet

7) Conclusion

1) Introduction:
 

Dans le cadre du Projet S3 - Optimisation Produit, un projet de deuxième année d’ingénieur en génie mécanique à l’INSA Strasbourg, il nous a été demandé de fabriquer un objet innovant et de réaliser toutes les démarches afin de le concrétiser. Nous avons donc choisi de concevoir un support de smartphone pivotant universel pour ordinateur portable, c'est à dire qui s'adapte à tous les modèles de smartphone et d'ordinateur portable.

L'idée est simple et sans prétention: nous sommes partis du constat que nous utilisons souvent simultanément nos deux écrans devenus aujourd’hui indispensables, à savoir le smartphone et le PC. Ainsi, il est pratique de pouvoir fixer le téléphone sur l'ordinateur, de le maintenir positionné à proximité, et de pouvoir le faire pivoter afin d'avoir au choix une utilisation en mode portrait ou bien en mode paysage.

Ainsi, les 2 appareils sont utilisables en même temps, ce qui a de multiples utilités : travailler sur son PC tout en faisant les recherches associées sur le téléphone, avoir accès à sa boîte mail ou à son application de messagerie tout en travaillant sur le PC, passer un appel et naviguer en même temps sur l'ordinateur pour surveiller, suivre, chercher, prendre des informations, utiliser le téléphone comme deuxième écran pour jouer aux jeux-vidéos par exemple, ou l'utiliser comme radio, mp3, calculatrice, bloc-notes, planning, calendrier, ou toute autre application d'utilité du smartphone, tout en travaillant ou naviguant sur le PC, donc impossible de rater une notification, un mail important, un appel, une information, il est aussi possible de procéder à un transfert de données d'un appareil vers l'autre, par câble ou par Bluetooth, ou de recharger le smartphone à partir du PC, ou encore une partage de connexion...

En bref, toutes les fonctionnalités possibles et imaginables sont disponibles avec un tel objet, ce qui a le mérite d'accroître notre capacité de multitâche (par exemple réception et lecture des mails + naviguer sur YouTube) et d'optimisation du travail (par exemple travailler, étudier sur PC (Word, PowerPoint, Excel ou encore CREO) un document d’étude qu’on affiche à côté sur le smartphone), de ne pas nous obliger à ouvrir plein de pages web, logiciels, applications en même temps, mais plutôt de les répartir sur les 2 écrans pour ne pas devoir changer de page de façon frénétique. Aussi, cela est d'autant plus pratique en extérieur, dans l'espace public (gares, bancs, parcs, centre commerciaux, aéroports, bus...) où il n'y a pas forcément de table pour pouvoir garder le PC et le téléphone posés à proximité en même temps, et dans ce cas avec notre support le smartphone est attaché au PC, il est donc même possible de travailler ou naviguer assis avec l'ordinateur sur ses jambes, et le téléphone directement utilisable en même temps. Pour les plus motivés, cela est donc aussi possible debout en tenant son PC !

Concrètement notre démarche a été de trouver un objet simple, réalisable, donc qui ne se targue pas de résoudre des problèmes capitaux, mais qu'en réalité nous avons vraiment envie d'utiliser, qui est utile et répond à un besoin réel de la vie de tous les jours que nous avons rencontré. Et nous avons effectivement l'intention d'utiliser cet objet qui s'est finalement présenté comme réussi et vraiment utile, comme prévu !

2) Etude du marché

Il existe plusieurs types de solutions sur le marché qui ont pour vocation d’attacher son smartphone au côté de l’écran de son ordinateur portable. En revanche nous avons remarqué qu’aucun de ces produits ne répondent aux contraintes que nous nous sommes imposées, et qu’ils amènent en réalité des problèmes indésirables :

Ces solutions sont classiques, mais ici le téléphone est juste posé dans le support, si on renverse le PC, il va tomber du support. D’autre part, aucune rotation du smartphone n’est possible, et le support ne peut qu’être attaché sur le bord droit du PC.

Ces supports peuvent convenir pour certaines utilisations, mais ils s’éloignent de l’esprit de notre objet, qu’on désire compact, utilisable à l’extérieur debout ou assis posé sur ses jambes, avec une facilité de transport. Ces solutions fonctionnent dans un cadre domestique, et ici a été ajouté un élément que nous ne souhaitons pas, à savoir un plateau de surélévation du PC. Également ici, le téléphone n’est pas bloqué mais juste posé, donc peu stabilisé.

Enfin terminons sur cette solution, qui se trouve être la plus élégante, utilisant le phénomène d’aimantation, et étant discrète, compacte, légère. En revanche on peut lui reprocher le fait que le bras articulé doive être collé de façon permanente et irréversible sur le dos du PC, et qu’il faille, de plus, utiliser une coque spéciale avec aimant intégré pour son smartphone, ou de coller un aimant avec de la super glue sur le dos de son smartphone ! Ici la rotation à 360° est possible, mais en revanche impossible d’attacher le téléphone sur les trois bords de l’écran, mais uniquement sur celui où l’utilisateur a définitivement collé le système articulé (il est bien précisé sur sa page Amazon qu’il est impossible de retirer le support sans l’endommager). Le prix est du coup également plutôt élevé (15 euros), ce qui est aussi contraire à l’esprit de notre projet. Et enfin, sur Amazon, plusieurs commentaires de clients se plaignent de fait que l’aimant ne soit pas assez puissant, et que pour les gros modèles de smartphones, le système ne fonctionne tout simplement pas !

Donc à l’issu de cette analyse de l’existant, nous avons pu nous inspirer et surtout cadrer les problématiques à résoudre, les caractéristiques à prendre en compte : le support doit être simple, léger, bon marché, facilement rangeable et transportable, simple d’installation et d’utilisation, universel concernant les gabarits de PC et de smartphones, permettant une rotation de 360° du téléphone, bloquant complétement le smartphone afin d’éviter qu’il tombe en cas de secousses, vibrations, chocs ou renversement du PC, pouvant être attaché au choix aux 3 bords de l’écran du PC, le système doit pouvoir être complétement dissociable du PC et du smartphone quand on ne l’utilise pas, sa fixation ne doit pas endommager l’écran du PC ni celui du téléphone, et il doit résister à des smartphones lourds avec en plus des tapotements de l’écran par l’utilisateur, et donc ne pas flancher sous de fortes charges.

3) Mise au point du support

Après avoir visualisé les différents types de supports disponibles sur le marché, nous avons décidé d’axer notre conception sur un système de pince pour fixer le support à l’écran, et une glissière pour créer un écartement variable pour l’adaptation au téléphone. Ainsi cet écartement pourrait aussi bien recevoir le smartphone debout (en portrait) ou couché (en paysage). Cela satisfait nos exigences. Entre ces 2 éléments, la pince et le porte-téléphone, il y aurait un bras sous forme de glissière télescopique afin de pouvoir rapprocher plus ou moins notre téléphone de l’ordinateur. Cette première idée a été retranscrite en croquis.

Premier croquis de notre projet

Après notre premier croquis, et après réflexion, nous avons décidé d’abandonner le système de fixation par pince, qui est trop compliqué à mettre en œuvre, il serait complexe, lourd, volumineux, peu efficace (nécessité d’un ressort, ou d’un matériau avec flexibilité élevée etc…). Donc nous nous sommes dirigés vers un système de mâchoire avec une partie fixe et un patin mobile, qui viendrait serrer le PC grâce à une vis de serrage qui pousse plus ou moins le patin contre le dos de l’écran. Voir photo plus bas.

Également nous avons choisi d’assurer le fonctionnement du smartphone à la fois en portrait et paysage par une rotation de rotule, et non par un changement de position du smartphone entre les écarteurs, ce qui aurait nécessité plusieurs manipulations à chaque fois que l’on veut changer l’orientation de notre téléphone, et cela aurait aussi exigé d’avoir un système qui s’allonge plus pour recevoir un grand smartphone couché, et donc cet écartement maximal plus grand aurait significativement alourdi, complexifié et rendu plus volumineux notre support. Alors que la rotule permet ce changement d’orientation du smartphone de façon simple, sans alourdir ni complexifier le système, tout en assurant cette caractéristique fondamentale. Donc la liaison rotule entre l'écarteur du porte-téléphone et le bras qui le relie à la mâchoire de fixation est la solution idéale pour notre système, c’est donc celle que nous avons retenu.

Enfin, soulignons que sur notre premier croquis, nous pensions faire une glissière télescopique pour le bras qui relie la partie serrage-PC et la partie serrage-smartphone, afin de rapprocher plus ou moins le PC du smartphone, mais ceci nous a paru non utile voir contre-productif, car cette glissière télescopique ajouterait inutilement de la complexité à notre support alors qu’elle ne remplit aucun besoin fondamental de notre système. Un bras parallélépipèdique simple reliant la partie PC et la partie téléphone fait complétement l’affaire.

Système de fixation

4) Analyse fonctionnelle:

Diagramme bête à corne

Diagramme Pieuvre

5) Analyse du prototype:

                                                  Schéma cinématique                                                                  Différentes vues du prototype

Prototype en vue 3D realisé avec Creo

Le support est composé de 8 pièces realisées en ABS avec l'imprimante 3D Fortus 250mc et d'un ressort à l’intérieur de la pièce 3.

Liaisons entre les pièces :

• Glissière entre 2 et 3
• Encastrement entre 3 et 1 grâce à la goupille 4
• Rotule entre 3 et 6, enveloppée par la pièce 5 afin d’éviter une désarticulation
• Hélicoïdale entre 6 et 7
• Appui plan entre 6 et 8
• Pivot entre 7 et 8

Notre support peut supporter un téléphone dont les dimensions sont comprises entre:

• Epaisseur maximum du téléphone : 11 mm
• Largeur minimum du téléphone : 65 mm
• Largeur maximum du téléphone : 85 mm
• Epaisseur maximum de l’écran d’ordinateur : 10 mm

Nous nous sommes rendus compte que la partie la plus fragile de notre support était la pèce n°3 ( cf. Différentes vues du prototype). C'est la pièce la plus sollicitée, elle supporte une partie du poids du téléphone et elle permet de faire tourner le téléphone à 360°  grâce à une liaison rotule. Nous nous sommes demandés: Est-ce que la pièce casserait si cette était faite en ABS, ? Nous avons donc fait une simulation à l'aide de Creo Simulate pour un téléphone de 500g, nous avons majoré le poids pour être sûr de ne pas avoir de problème.

Simulation de la pièce 3 à l'aide de Creo Simulate

Après simulation, nous pouvons dire que si la pièce n°3 est faite en ABS elle ne cassera pas sous le poids du téléphone.

6) Notre projet

Voici quelques photos de notre projet:

Voici une vidéo de notre support:  

7) Conclusion

Pour conclure, ce projet est un réel succès pour nous, dès le premier prototype avec une faible qualité d’impression, nous étions conquis par l’efficacité du support qui assurait pleinement ses fonctions et répondait aux caractéristiques que nous nous sommes données. Ensuite, avec une bonne qualité d’impression, le système était abouti, et pouvait être manipulé sans précautions, sans risques de casser. Nous sommes donc pleinement satisfaits de l’aboutissement de ce projet intéressant et inspirant, qui nous a permis d’appréhender différentes compétences au fil de ses étapes, et qui à une dimension très gratifiante et satisfaisante, nous permettant d’observer la concrétisation d’un projet entier né dans nos têtes ! Cela nous a demandé du travail, mais nous n’avons même pas vu les heures passer pendant l’élaboration de notre objet, car l’aspect travail de groupe, l’aspect de liberté du projet nous change du fonctionnement scolaire et des cours magistraux auxquels nous sommes habitués depuis longtemps, ce qui nous donne la motivation, l’intérêt et la curiosité nécessaire afin de mener ce projet à bien. Tout le groupe est très satisfait du déroulement de ce projet réussi.