Useless box

De L'abscisse - FabLab et Hackerspace de Dijon
Révision datée du 9 juin 2015 à 11:35 par Nicof (discussion | contributions) (9 - Fixation de l'articulation de la trappe)
Aller à : navigation, rechercher
Dialog-warning.png Article en cours de rédaction Dialog-warning.png


Présentation

Une "Useless box", c'est une machine qui ne sert à rien. Sympa comme idée de projet, non ?
Il s'agit d'une boite qui va s'éteindre toute seule lorsqu'on va la mettre en route et qui n'a pas d'autre utilité. Un interrupteur à bascule est monté sur le dessus de la boite. Lorsqu'on bascule cet interrupteur, une trappe s'ouvre et un mini-bras sort de l'intérieur de la boite et remet l'interrupteur dans sa position initiale et … c'est tout. Il s'agit de là de la version de base de la Useless box. On peut l'agrémenter d'options sorties de votre imagination pour rendre ce projet plus personnel et plus surprenant.
Pour cet article, un écran LCD et un capteur à ultrason ont été ajoutés. L'afficheur est là pour inciter les curieux à jouer avec l'interrupteur, le capteur à ultrasons permet de modifier le comportement de la box si le joueur approche sa main de l'interrupteur. Elle se compose d'un coffret, d'un interrupteur à bascule, d'un Arduino Uno, de deux servomoteurs et d'un peu de patience.

Coût

  • Un Arduino Uno 25 €
  • Deux servomoteurs 2 x 10 €
  • Un coffret (dimensions : 20 cm x 10 cm x 10 cm) 5 €
  • Un interrupteur à bascule 1 €
  • Une alimentation à découpage 5 V / 1 A 10 €
  • Quelques bricoles électroniques 10 €


En option :

  • Un écran LCD de 2 x 16 caractères 15 €
  • Un capteur à ultrasons 5 €

Niveau de difficulté

Orange.png ou Rouge.png

Outillage nécessaire

  • Une imprimante 3D pou la fabrication des supports des servomoteurs et des articulations ou à défaut du balsa, une scie à métaux, un cutter
  • Fer à souder, étain, gaine thermorétractable de petit diamètre
  • Pistolet à colle
  • Mini scie circulaire de modélisme, à défaut une scie à métaux
  • Perceuse et forêts (1 et 6 mm)
  • Toile émeri ou papier de verre fin
  • Ruban adhésif d'électricien

Composants nécessaires

Pour fabriquer cette boîte, prévoir :

  • Une carte Arduino Uno
  • Deux servomoteurs (rotation minimum de 180°, couple de xx N.cm)

Mouvement de la trappe : microservomoteur de type SG90 (TowerPro)
Mouvement du mini-bras : Servomoteur de type S3003 (Futaba)

  • Un interrupteur inverseur à bascule
  • Un coffret aux dimensions intérieures d'environ 20 cm de long, 10 cm de large sur 10 cm de haut. Le coffret doit pouvoir s'ouvrir facilement et pouvoir loger les moteurs et l'Arduino Uno. Il faut aussi prévoir de découper la boite pour créer la trappe, fixer l'interrupteur et l'écran LCD.
  • Un morceau de plaque pastillée (5 cm x 2 cm)
  • Deux borniers à deux broches à souder
  • Deux connecteurs mâles pour le raccordement des servomoteurs
  • Du fil de câblage ou à défaut, une douzaine de cordons de plaques à essais mâle/mâle

Schémas

Étape par étape

1 - Fabrication des supports de servomoteurs et articulations

Imprimer les pièces suivantes :

  • Support du servomoteur de trappe
  • Support du servomoteur du mini-bras
  • Mini-bras ou pétouillon appuyatoire sur interrupteur
  • Articulation permettant le mouvement de la trappe

Celle-ci est composée de trois pièces, la pièce en haut de l'image se fixe sur l'axe du servomoteur, celle du milieu sera nommée entretoise par la suite et la dernière, l'anneau sera collée sur la trappe.

2 - Montage du mini-bras

Le mini-bras aura pour rôle de remettre l'interrupteur en place.
Assembler le mini-bras et le volant livré avec le servomoteur ayant le plus de couple. Percer deux trous à travers le mini bras avec un forêt de 1 mm. Les trous devront correspondre avec ceux présents sur le volant.
Immobiliser les deux pièces en fixant deux goupilles. Ici, il s'agit de morceaux de trombones repliés qui maintiennent l'assemblage en place.

3 - Montage de l'articulation de la trappe

Percer les trous comme montrés sur la photo suivante :
L'anneau et la pièce fixée au servomoteur seront vissées à l'entretoise. Percer des trous légèrement plus petits que le filetage des vis de façon à ce qu'elles soit fixer solidement. Prévoir des trous plus larges aux extrémités de l'entretoise pour que celle-ci puisse tourner librement autour des vis la liant au servomoteur et à la trappe. Les mouvement des pièces les unes par rapport aux autres doit être assez libre sinon le servomoteur devra lutter pour faire bouger la trappe.

4 - Montage du mécanisme de trappe sur le servomoteur

Procéder de façon analogue à l'étape 2 en utilisant le moteur ayant le moins de couple.

5 - Insertion des servomoteurs dans leur support et fixation de leur axe

Insérer les servomoteurs dans leur support respectif. Le montage se fait légèrement en force. Une encoche est prévue sur les supports pour sortir les fils.
Pour les deux servomoteurs, présenter les volants sur les axes des servomoteurs et s'assurer que la course des moteurs permet les mouvements attendus :
Vérifier que le mini-bras pourra se redresser et s'escamoter sans arriver en fin de course du moteur.(le méplat du mini-bras doit toucher le fond de la boite lorsqu'il est masqué). La tige montée sur l'axe du moteur de la trappe doit être à l'horizontal lorsque la trappe est fermée.

6 - Prépositionnement des servomoteurs dans la boite

Escamoter le mini-bras (position cachée). En principe, la partie plate du bras vient toucher le fond de la boite.
Faire tourner doucement le servomoteur à la main et vérifier que la course du mini-bras n'est pas gênée par une paroi de la boite.
Centrer le servomoteur sur la largeur de la boite. Marquer au crayon la position du support sur le fond de la boite. Ce marquage permettra de coller définitivement le support ultérieurement.

7 - Perçage du trou de fixation de l'interrupteur

Déployer le mini-bras jusqu'à environ 90% de sa course. Une fois le mini-bras sorti, mettre en parallèle sur le grand coté le fond de la boite et son couvercle.
Reporter sur le couvercle la position où s'arrête le mini-bras (le réglage fin de la course pourra se régler dans le programme de l'Arduino).
Avancer le repère de quelques millimètres vers le mini-bras pour tenir compte de la course de la bascule de l'interrupteur.
S'assurer que le mini-bras ne soit pas trop haut ou trop bas par rapport à l'extrémité de l'interrupteur ; sinon adapter la hauteur du support du moteur en conséquence.
Centrer ensuite la position de l'interrupteur sur la largeur du couvercle et marquer l'emplacement du trou à percer.
Percer le trou de l'interrupteur avec un forêt de 6mm.

8 - Découpe de la trappe

La trappe sera à découper sur la partie du couvercle masquant le mini-bras.
Tracer une marque à 2 cm par rapport à la position de l'interrupteur sur toute la largeur du couvercle. Reporter ce trait sur les deux flancs du couvercle et tracer un trait de coupe de deux centimètres en dessous de la face supérieure du couvercle.
Découper la trappe avec une mini-scie circulaire de modélisme ou avec une scie à métaux. Ebavurer et chanfreiner les contours découpés avec une lame de cutter ou de la toile émeri.

9 - Fixation de l'articulation de la trappe

Créer une charnière pour articuler la trappe utilisant une bande de ruban adhésif d'électricien.
Présenter l'ensemble support + servomoteur de trappe + articulation dans le fond de la boite. Il faut le rapprocher du coin supérieur droit de la trappe.
Déposer le couvercle de la boite sur le fond, trappe ouverte.
S'assurer que le mouvement du mécanisme ne rencontrera pas d'obstacle sur sa course (parois de la boite, mouvement du mini-bras). L'amplitude du mouvement du moteur sera d'un peu plus de 90° (de l'horizontal à la verticale par rapport à l'axe fixé au servomoteur).
Marquer au crayon la position du support moteur dans le fond de la boite.

10 - Positionnement et découpe de l'empreinte de l'écran LCD

Sur la partie fixe du couvercle, centrer la partie visible de l'écran LCD, tracer puis découper l'empreinte.

11 - Collage des supports des servomoteurs et de l'anneau de trappe

Monter définitivement les volants sur les axes des moteurs en les serrant grâce aux vis fournies avec les servomoteurs.

Liens

Auteurs

Licence de la page

Attribution - Partage dans les Mêmes Conditions 3.0 non transposé (CC BY-SA 3.0)

Vous êtes libre de :

  • partager — reproduire, distribuer et communiquer l’œuvre
  • remixer — adapter l’œuvre
  • d’utiliser cette œuvre à des fins commerciales

Selon les conditions suivantes :

  • Attribution — Vous devez attribuer l’œuvre de la manière indiquée par l’auteur de l’œuvre ou le titulaire des droits (mais pas d’une manière qui suggérerait qu’ils vous approuvent, vous ou votre utilisation de l’œuvre).
  • Partage dans les Mêmes Conditions — Si vous modifiez, transformez ou adaptez cette œuvre, vous n’avez le droit de distribuer votre création que sous une licence identique ou similaire à celle-ci.

http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/deed.fr