Archives de catégorie : Impression

CNC : dernières améliorations

Dans le précédent article j’ai décrit comment j’avais remplacé tout l’électronique de ma petite CNC pour régler des problèmes de fiabilité/stabilité.

Cette fois-ci, on va s’attacher à régler 4 autres problèmes :

  • La machine vibre quand même beaucoup (elle est posée directement sur mon plan de travail en chêne). Ca peut avoir un impact sur la précision, mais c’est surtout le bruit qui me gène.
  • Le plan de travail de la machine en aluminium n’est pas tout à fait plan, j’ai constaté 1 mm d’écart entre le bord gauche et le bord droit. Lors de gravure déco sur bois, ce n’est pas très gênant, mais pour graver des PCB, où la couche de cuivre à retirer est très fine, ce n’est pas acceptable.
  • La machine ne peux pas percer ou fraiser complètement la matière sous risque d’endommager la fraise et le plan de travail en aluminium.
  • Le système de fixation vendu avec la machine est simplement une horreur à utiliser.

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On y coupera pas : le hand spinner imprimé en 3D

Allé, on n’échappera pas à la tendance du moment : le hand spinner (ou fidget spinner)

Bon, et c’est aussi l’occasion de redémarrer l’imprimante 3D qui commençait sérieusement à prendre la poussière après plus d’un an de repos. J’espère retrouver un peu de temps pour avancer sur des projets plus sympa rapidement (notamment le projet R.I.P.E.R.).

En attendant, voici 2 hand spinners, sortis tout droit du Thingiverse ! Le premier à 3 branches (le modèle par ici) :

Et maintenant voici le Cat Spinner 😉 (modèle par ici) :

On finit avec une petite vidéo de tout ça en action 🙂

 

En bonus, une petite astuce : les roulements à billes sont gavés d’huile ou autres graisses qui génèrent beaucoup de frottements et qui empêchent de longues rotations. Si les roulements sont vieux, ils peuvent être encrassés. Pour obtenir des roulements efficaces, il suffit de les laisser tremper quelques minutes dans un dissolvant (alcool, acétone…) qui virera le gras et les saletés, puis les rincer et bien les sécher. Ils devraient maintenant beaucoup mieux tourner ! Attention tout de même, ils s’useront plus rapidement s’ils tournent à sec, donc ne pas hésiter à ajouter une goutte d’huile (ce que je n’ai pas fait…).

Projet R.I.P.E.R. : étage alimentation

Après cette parenthèse culinaire, revenons à la technique. Dans un précédent article , je présentais l’étage des batteries du robot, passons à l’étage de gestion de l’alimentation.

Ce bloc va être chargé d’apporter l’énergie aux différents éléments du robots :

  • 5V pour l’électronique de bas niveau et pour le cerveau (mini PC)
  • 7.2V pour les moteurs à courant continu
  • 6V pour les servomoteurs

J’utilise 3 modules :

  • Pour l’électronique, l’alimentation DFRobot DFR0205 3.3-25V 25W convertira les 7.2V de la première batterie (ou de l’alimention externe) en 5V
  • Les moteurs seront alimentés par la seconde batterie et pilotés par le contrôleur SaberTooth 2x5A.
  • Pour les servomoteurs, le module d’alimentation Seeed Studio 1.25-35V 3A convertira les 7.2V de la première batterie (ou de l’alimention externe) en 6V

Lorsque que le robot sera alimenté en 12V (alim externe), il faudra le détecter parce que les moteurs ne pourront pas encaisser les 12V en continu (ou prévoir une alim externe de 9V) :

These motors are intended for use at 6 V. In general, these kinds of motors can run at voltages above and below this nominal voltage, so they should comfortably operate in the 3 – 9 V range, though they can begin rotating at voltages as low as 1 V. Higher voltages could start negatively affecting the life of the motor.

Voici le caisson prévu pour ces éléments :

Les 2 trous sur les extérieurs accueilleront les fiches d’entrée pour les alimentations (électronique/moteurs). Le petit trou accueillera un double switch (pour activer/désactiver les 2 sources de courant en même temps).

Comme cet étage sera « suspendu » dans le châssis par des fixations latérales, j’ai collé 2 plaques d’aluminium sur les côtés pour renforcer la structure et éviter un décollage des couches de plastiques.

La grande ouverture rectangulaire est destinée au connecteur 14 pins qui permettra la connexion avec le corps du robot.

De gauche à droite, la description de chaque pin :

  1. +5V électronique bas niveau
  2. 0V
  3. +5V électronique haut niveau (mini PC, hub USB)
  4. 0V
  5. +6V pour les servomoteurs
  6. 0V
  7. Néant
  8. Pont diviseur de tension sur batterie 1 (surveillance de la charge et détection alim externe)
  9. Pont diviseur de tension sur batterie 2 (surveillance de la charge et détection alim externe)
  10. Pilotage des moteurs (connexion série Arduino Mega –> SaberTooth)
  11. Encodeur A moteur 1 vers Arduino Mega
  12. Encodeur B moteur 1 vers Arduino Mega
  13. Encodeur A moteur 2 vers Arduino Mega
  14. Encodeur B moteur 2 vers Arduino Mega

La photo ci-dessous montre l’agencement des composants :

  • Rose : régulateur 5V
  • Vert : contrôleur des moteurs
  • Blanc : régulateur 6V
  • Bleu : carte d’interface entre les différents éléments
  • Rouge : fiches jack d’entrée pour l’alimentation en provenance des batteries/alim externe
  • Noir : double switch

Le schéma ci-dessous permet de mieux visualiser les connexions :

power_07

Vue du dessous : les composants sont fixés sur des entretoises.

Projet R.I.P.E.R. : étage batteries

La pause fun avec BB-8 étant terminée, on se remet aux choses sérieuses avec l’étage du robot qui contiendra les batteries. On reprend donc où on en était resté il y a quelques semaines : Projet R.I.P.E.R. (Robotic Intelligent Platform for Entertainment and Research).

Les choix concernant l’alimentation sont expliqués ici : Autonomie et alimentation d’un robot.

Une batterie de 7.2V/5Ah sera dédiée à l’alimentation des moteurs CC et servomoteurs, l’autre alimentera tout l’électronique du robot. Il pourra fonctionner au choix, sur batteries ou sur alimentation secteur (via régulation 12V). La bascule se fera automatiquement.

On pourra recharger les batteries du robot sans les sortir du chassis, via 2 connecteurs jack.

Voici le modèle 3D :

00_EtageBatteries

Et la sortie d’impression :

On commence par installer les connecteurs jack femelles :

  • Les 2 à l’avant permettront la recharge des batteries
  • Les 2 sur les côtés à l’arrière permettront d’alimenter l’étage supérieur (contrôle des moteurs et alimentation du robot)
  • Le connecteur du milieu est l’entrée pour une alimentation fixe de l’ensemble du robot

Le circuit électronique utilise le principe de commutation par diodes, décrit ici. Quand l’alimentation fixe du robot est coupée (12V), les batteries prennent automatiquement le relais (7.2V). Voici le schéma de la carte :

07_EtageBatteriesSchema

Les Jx sont des borniers, Cx des diodes Schottky. J3 est l’arrivée de l’alimentation fixe en 12V. J7 et J8 sont connectés aux prises jack de rechargement des batteries. Les borniers J1 et J2 permettent de raccorder les 2 batteries. Enfin, J4 et J8 sont les sorties vers les connecteurs jack qui alimenteront l’électronique et les moteurs du robot.

Après installation des 2 batteries :

J’ai également imprimé un couvercle, essentiellement pour des raisons esthétiques, en gardant une ouverture pour l’évacuation de la chaleur.

Le bloc prendra ensuite place dans le châssis.

J’espère que le diamètre des fils sera suffisant pour le courant qui circulera. J’ai été contraint d’utiliser des borniers plus petits que prévu initialement pour des raisons de place. On verra bien 🙂

BB-8 DIY (contrôlé par la Force ;)

Après quelques mois passés à bosser sur un gros projet, je m’offre une petite pause de fun pour un petit BB-8 fait maison, parce qu’il est vraiment trop mignon 😉 (vidéo disponible à la fin de l’article).

A la base, je voulais juste faire une une figurine et puis je me suis dit que ça serait sympa de l’animer un peu. Alors il ne se déplace pas, mais il tourne la tête, émet des sons et détecte les obstacles devant lui : un simple passage de la main devant lui déclenchera différentes animations.

Ci-dessous, l’ensemble des éléments utilisés (électronique, pièces imprimées, capteur ultrasons, servomoteur…). Le modèle 3D n’est pas de moi, il vient d’ici. J’ai fait des trous dans le corps pour pouvoir passer l’axe de la tête et imprimé des joints pour assembler le tout (+ le support).

Après ponçage, enduit, peinture et vernis, il ne reste plus qu’à assembler le tout.

L’image suivante représente le « cerveau » de BB-8 : un simple Arduino Nano, un buzzer et 3 borniers à visser (alimentation et capteur ultrasons).

Le code est disponible ici. C’est pas super propre mais bon, ça fait l’affaire. J’ai eu de petits soucis d’incompatibilité entre différentes librairies car elles utilisaient les mêmes interrupts : Servo, NewPing, Tone (ou même NewTone pour éviter le conflit avec NewPing). Au final, je n’utilise aucune librairie pour piloter le buzzer).

Vue du boitier une fois tous les composants en place :

Le servomoteur est fixé au centre du boitier :

Pour prolonger l’axe du servomoteur, j’ai utilisé un tube (qui remontera jusqu’à la tête) et imprimé 2 joints qui s’emboîtent dans le tube de PVC : le premier a un emplacement prévu pour intégrer le connecteur à la tête du servomoteur (en noir, que j’ai découpé d’un support vendu avec le servo) et le second qui permet de faire la jonction avec la tête).

Au passage, le socle au dessus du servo est constitué de 2 pièces : la première permet de surélever le support au dessus des vis du servo et le second est un cône qui donnera l’illusion d’une dune (le sable a été saupoudré sur une couche de colle à bois) parce qu’on rencontre BB-8 dans le désert ;).

Aperçu du système de rotation de la tête :

A l’arrière : un interrupteur et un connecteur USB (le robot peut fonctionner sur USB ou sur pile, au choix) :

Et voilà !

Pour finir, une démonstration de notre petit BB-8 en vidéo 🙂

 

Tous les fichiers sont disponibles ici (modèles Sketchup, fichiers STL et code pour le Arduino Nano). Les fichiers STL du robot en lui-même sont à récupérer sur Thingiverse comme indiqué plus haut.

HALO : conception boitier et installation

Voici un 3ème article concernant la fabrication d’un système Ambilight DIY, il fait suite à Suite projet HALO : pilotage d’un ruban de 85 LEDs.

Les pré-requis étant validés, on va pouvoir s’attaquer à l’installation du système sur l’écran. Pour commencer, j’ai dessiné un boitier qui se fixera derrière l’écran (sur les fixations VESA standards disponibles sur la plupart des écrans) et qui contiendra tout l’électronique :

01_halo_model

Le couvercle se clipsera simplement sur le boitier. L’imprimante 3D va pouvoir reprendre du service. Quelques heures plus tard :

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Vue de l’intérieur, on peut voir des espaces prévus pour y faire glisser les écrous qui permettront de fixer la carte électronique.

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Après installation de l’électronique :

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Un connecteur de façade est prévu pour l’alimentation :

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Le boitier fermé, et en fonctionnement, tout est prêt pour l’installation sur l’écran.

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On installe les rubans de LEDs (autocollants) en faisait bien attention au sens et on fixe le boitier.

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Et voilà !

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Prochaine étape, le logiciel !

Support tablette… pour tête de lit Home Cinema, si si

Il y a un ou deux ans, j’avais fabriqué une tête de lit sur mesures et j’en avais profité pour y intégrer un home cinema: ampli et haut-parleurs, pico-projecteur et un Raspberry Pi pour alimenter tout ça (qui tourne sous OpenElec). Avec bien sûr la terrible contrainte du facteur WAF 🙂

Ça marchait bien mais, pas assez pratique : XBMC sur Raspberry Pi n’est pas un foudre de guerre, il faut réindexer fréquemment le NAS pour voir les derniers films et séries apparaître, et le pilotage de XBMC nécessite de passer par un téléphone ou une tablette.

Bref, changement de plan : intégration d’une tablette 8″ Windows 8.1 dans la tête de lit ! Plusieurs avantages :

  • La tête de lit est complètement autonome
  • XBMC est beaucoup plus véloce
  • Accès direct au NAS via le système de fichiers
  • Accès à la télé
  • Accès à VLC
  • Accès aux replay des différentes chaînes
  • etc.

Le besoin était de disposer d’un support pour la tablette, qui se cale bien et cache les différents câbles (hdmi, usb, jack audio). Ma surface d’impression étant limitée à 20cm x 20cm, il a été nécessaire de l’imprimer en 2 morceaux.

Ci-dessous, le support assemblé.

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Vue de derrière : des profilés alu ont été utilisés pour assembler les 2 moitiés du support :

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Des cache-fils ont été imprimés séparément puis fixés sur le support :

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Ci-dessous une petite cale qui garantit le blocage de la tablette :

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Et voici le tout assemblé. Des espaces ont été prévus pour accéder facilement aux boutons de contrôle du son et de mise sous tension.

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Et maintenant la bête en situation :

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Vue d’ensemble :

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La tête de lit intègre également 2 haut-parleurs, 2 spots et 4 prises secteur.

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Pour finir, quelques photos de l’ensemble en fonctionnement…

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Support téléphone avec chargeur sans-fil Qi intégré

J’ai acheté un chargeur sans-fil pour mon téléphone (une dizaine d’euros chez Amazon). Cette fonctionnalité est très pratique, mais le chargeur l’est un peu moins :

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Cette base circulaire oblige à bien positionner le téléphone pour enclencher la charge. De plus, le téléphone n’est pas du tout calé et l’ensemble prend beaucoup de place sur le bureau.

Le but du jeu à donc consisté à concevoir un support qui pourrait accueillir le téléphone en position verticale et bien sûr, intégrer le chargeur sans fil. Une ouverture à été prévue pour le passage du câble USB du chargeur.

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Une fois le chargeur intégré :

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Il n’y a plus qu’à déposer le téléphone 🙂

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Robot à base d’Arduino, Bluetooth et pilotable avec un téléphone (WP8)

Pas d’articles depuis un moment, mais je n’ai pas chômé pour autant !

Après avoir imprimé un peu tout et n’importe quoi, il était temps d’utiliser la bête pour imprimer un châssis de robot. C’était quand même le but initial 🙂

J’ai fait joujou avec des microcontrôleurs Picaxe, je voulais passer sur du Arduino (hardware Open Source), techno beaucoup plus répandue et avec une très grosse communauté.

Pour découvrir l’Arduino, un objectif simple : fabriquer un petit robot roulant, capable de se déplacer de façon autonome mais également d’être contrôlé à distance via un périphérique mobile (téléphone Lumia 920 sous Windows Phone 8 dans mon cas). Il utilise un télémètre à ultra-sons pour détecter les obstacles et une photorésistance pour détecter les variations de lumières.

Finalement, la prise en main de l’Arduino est un jeu d’enfant. On n’est pas dépaysé après avoir utilisé du Picaxe (qui au passage restent des petits microcontrôleurs super, je n’ai pas vraiment de reproche à leur faire !).

Le prototypage de la partie électronique a été très rapide.

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Voici à quoi le robot devrait ressembler (modélisation Sketchup).

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Ci-dessous, la vue « explosée » du robot où l’on voit bien les différentes pièces imprimées qui le composent.

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Quelques heures plus tard, tout est imprimé 🙂

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J’en profite pour préciser quelques astuces. J’ai remarqué que les pièces imprimées, bien que très solides, présentent une faiblesse entre les couches. Quand une pièce « casse », ce n’est jamais une vraie cassure, mais un décollage de 2 couches superposées. Par exemple, quand les parois d’une boîte sont fines, elles se décollent du socle assez facilement.

Pour pallier ce problème, j’ai pris l’habitude de systématiquement consolider les jonctions de plans avec une petite « pente ».OLYMPUS DIGITAL CAMERA

Quelques bandes en relief  (3 mm d’épaisseur) sur le fond renforcent aussi la structure. Des emplacements sont prévus pour glisser des écrous. Cela permettra d’assembler les différentes parties avec des vis. Nophead utilise cette astuce pour les pièces de la Mendel90. C’est parfait pour avoir un beau rendu, une bonne solidité  et un assemblage facilité.

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Même principe de renforcement pour le pare-chocs. Ici, on voit bien que les contraintes appliquées sur les zones où la paroi est la plus fine, sont fortement absorbées par la « pente ».

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Un traitement d’enduit en bombe, suivi d’un léger ponçage et d’une couche de peinture en bombe permet de lisser convenablement les pièces et d’avoir un rendu plus « pro ».

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Avant/Après lissage, ponçage et peinture.

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Fixation de la roulette sur son support imprimé, toujours avec le système des écrous glissés dans la pièce.

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Pour que l’électronique soit bien fixée à l’intérieur, j’ai réalisé un petit socle aux dimensions intérieures du robot. 3 écrous viennent assurer que le tout sera bien bloqué grâce à des vis sur la paroi extérieure du robot.

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L’ensemble de l’électronique sur son support.

  • 1er étage : la carte Arduino
  • 2ème étage : carte de contrôle des moteurs
  • 3ème étage : carte custom pour connecter avec un minimum de fils  l’électronique au reste du robot (piles, LEDs, module Bluetooth, moteurs, etc.)

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Toutes les pièces sont peintes, une couche de vernis en bombe a été appliquée pour protéger la peinture.

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On peut passer à l’assemblage !

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Supports des moteurs et des piles.

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Tout est maintenant raccordé ! Les écrous sont en place dans les 4 coins… on peut refermer le petit gars 🙂

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Tadaaaammm !

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Des ouvertures ont été prévues pour le port USB et l’extrémité du module Bluetooth, histoire de ne pas affaiblir le signal. Des aérations permettent d’évacuer la chaleur (en particulier celle venant de la carte des moteurs).

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Sous tous les angles :

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A côté de ça j’ai développé une appli Windows Phone 8 pour contrôler le robot. Depuis cette version, Microsoft a laissé un peu plus de liberté aux développeurs pour manipuler le Bluetooth du téléphone. Voici donc la réplique d’une magnifique manette de Nintendo 😀 Le pavé directionnel dérive d’une librairie Open Source.

Fonction de chaque bouton :

  • Start : connexion au robot
  • Select : bascule du mode autonome au mode piloté via Bluetooth
  • A : Allume/éteint les feux
  • B : Klaxon

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Pour finir, voici la bête en action !