DIY Planet : Made in Fr

Ayant relevé tout un tas de défaut qui empêchaient le fonctionnement de mon premier moteur stirling, j’ai donc décidé de partir sur une seconde version améliorant les problèmes. Au final j’ai complètement changé le design, et suis partis sur un modèle à pistons parallèles (mais toujours alpha), car ils permettent plus de réglages. Je me suis largement inspiré d’un design trouvé sur internet, en apportant des corrections sur les points qui avaient posé problème à ses auteurs. Cette nouvelle version présente également un changement d’échelle par rapport à ma V1, mais finalement plus importante que ce que je m’imaginais à partir de la CAO. Comme pour le modèle précédent, je publierais les plans dès que mon modèle sera fonctionnel (s’il l’est), en y apportant les différentes corrections/modifications faites en cours de route.

Comme il s’agit d’un projet d’assez longue haleine, je vous met ça sous la forme d’une sorte de journal de bord. Cela vous permettra d’y voir la chronologie des étapes, et à moi de garder une trace des temps passés pour faire un bilan final. Histoire de ne pas polluer le blog avec un post a chaque étape, j’essaierais de grouper ça dans un post mensuel, sauf éventuellement sur des points techniques intéressants.

Vendredi 8 /11: Ebauche du piston chaud. 5h d’usinage, pour réduite un rond d’inox, diamètre 60 sur 200 de long, à un tube d’inox de diamètre intérieur 45… Reste à l’emmener à 50mm de diamètre interne, et reprendre légèrement le diamètre extérieur (0.2mm). La plupart des matériaux ont été achetés ou commandés, à l’exception du laiton.

Mardi 12/11: Finition du cylindre chaud. 2h d’usinage. Cote interne au début du cylindre 49,635, cote à la fin 49,64 ce qui n’est pas mal sur 160mm de long avec des outils moyennement adaptés. Le piston est terminé, à l’exception des perçages.

Mercredi 13/11 : 2h d’usinage. Travail sur la tête de la culasse chaude. J’ai été trop léger sur la longueur du rond d’inox acheté. Résultat des courses, l’usinage est compliqué. J’ai atteint 1/100eme de précision sur la partie rentrant dans la culasse, en revanche, sur l’extérieur, j’ai été obligé de descendre en dessous de la côte (problème de concentricité car pas assez de matière pour la prise). Du coups la tête fait 0,5mm de diamètre en moins que la culasse. Pas super esthétique, mais aucune influence sur le fonctionnel. J’essaierais de faire mieux sur le piston froid.

Mercredi 20/11 : 1h d’usinage. Réalisation du piston chaud, en graphite. Alors le graphite à usiner, c’est du beurre, mais alors à nettoyer…. Donc, 1h pour réaliser la pièce, 3h pour nettoyer l’atelier ! Et dire qu’il m’en reste un autre a faire :’(

Lundi 25/11 : Ca y est, j’attaque le socle et les parties d’assemblages. L’usinage se fera au centre, j’ai donc du apprendre pas mal de choses sur la génération de code machine, et notamment la prise en main d’Esprit, qui n’est pas un modèle d’ergonomie Merci encore à Alain pour ses précieux conseils.
Au total, il m’aura fallu 5 heures pour aboutir à une pièce à moitée usinée : les perçages et le surfaçage sont fait, mais il reste encore le contournage. Pour pouvoir le faire, je dois réaliser un support qui permettra de brider la pièce dans le centre d’usinage. Connaissant un peu mieux le logiciel maintenant, je pense gagner pas mal de temps sur les prochaines pièces !
Sinon, petite boulette en passant : à l’origine je pensais usiner mes pièces d’assemblage sur une fraiseuse « stratoconception ». Cette machine permet de disposer au mieux les différentes pièces, et de tout découper à partir d’une seule plaque de matière. (très pratique pour faire des meubles). Bien que pouvant théoriquement usiner de l’aluminium, j’avais négligé le problème de la lubrification, ce qui m’oblige à passer sur le centre d’usinage pour toutes les pièces d’assemblage, et pas seulement la base. Là où ça deviens moins drôle, c’est que le centre ne fonctionne pas de la même manière, et on travaille pièce par pièce avec des morceaux de taille adaptée… Me voilà donc avec ma scie sauteuse à redécouper ma plaque d’alu de 10mm…. J’en ai pour quelques heures !

Mercredi 27/11 : 3h d’usinage. Je viens de recevoir mon laiton. 15Kg de brut pour le cylindre froid (ouch !) J’ai passé deux heures sur le tour pour réaliser l’ébauche. Les ailettes de refroidissement sont terminées, et les diamètres extérieurs sont à +5mm pour pouvoir les reprendre aux mors doux quand j’aurais terminé l’intérieur.
Il me reste maintenant à creuser ça, quelques heures de travail en perspective.
Sinon j’ai profité d’un créneau machine ce matin pour usiner le support de bridage de ma base. Avec un peu de chance, je pourrais terminer cette partie vendredi.

Vendredi 29/11 : 5h d’usinage. Aujourd’hui, travail de finition du  cylindre froid. Objectif être le plus prêt de la cote internet du cylindre chaud. Résultat cylindre froid : 49.625mm, cylindre chaud 49,635. Plutôt pas mal . Par contre, la fin de l’usinage s’est très mal passée : après avoir fait la passe de finition d’un côté du cylindre, j’ai voulu usiner les mors doux pour ne pas le marquer en usinant l’autre côté. Malheureusement, je n’avais pas assez de prise sur le mors doux, la pièce a été éjectée en cours d’usinage. Heureusement pas de blessure, mais la pièce a sérieusement reçu ! des entailles de 5mm apparaissent de chaque extrémités du cylindre. Après une heure de travail supplémentaire, au mors standard cette fois ci, temps pis pour les marques, j’ai réussi à rattraper le coups (heureusement, le côté le plus marqué était celui qui n’était pas terminé, et j’avais un surplus de matière suffisant). Au final, on voit une légère marque d’un côté, mais aucun impact sur le fonctionnement, et la marque est tout de même assez minime. J’ai eu chaud !!

Lundi  2/12 : 2h d’usinage. On continue le support du moteur au centre d’usinage. Le programme était fait, le support de bridage aussi, mais il aura fallu près de 2h pour en venir à bout. on a perdu pas mal de temps à trouver une bonne méthode pour brider la pièce. Les trous sur le côté, que je pensais faire à la perceuse à colonne ont finalement été réalisés au centre, taraudage compris : c’est assez impressionnant à voir faire !

Attention : Le cœur de ce système électronique n'est pas libre, il nécessite l'achat d'un microcontrôleur auprès de l'auteur du G2N.

Certains jeux vidéos d'arcade sont jouables uniquement avec certains accessoires.
Un volant et des pédales, un tapis de danse, des boutons à frapper, etc, tout ce qui fait le charme des bornes dédiées.
Parmi elles, il y a les jeux de flingues qui sont particulièrement amusant, mais les évolutions technologiques ont rendu les pistolets optiques obsolètes, car inopérant, par la disparition du téléviseur à tube cathodique.
De plus, aucun émulateur n'est capable de faire fonctionner un pistolet optique, et ce même si on utilise une télé à tube.
En fait les émulateurs simulent le déplacement du réticule de visée soit par les mouvements de la souris, soit par les mouvements d'un joystick analogique. (mame fait les deux)

Pour résumer, la problématique :
- Dans le cas des jeux originaux, sur console ou arcade, le pistolet optique ne fonctionne pas sur une télé LCD.
- Dans le cas des jeux émulés, console ou arcade, le pistolet optique n'est pas supporté par l'émulateur.

Les solutions disponibles :
- Dans le cas des jeux originaux, certains jeux d'arcade utilisent les coordonnées X,Y d'un potentiomètre analogique pour déplacer le réticule de visée.
- Dans le cas des jeux émulés, on peut utiliser la souris ou un joystick analogique pour déplacer le réticule de visée.

Les solutions disponibles n'étant en l'état pas intéressantes, il restait à trouver comment les exploiter de manière à pouvoir les utiliser avec un pistolet, ce qu'Aganyte, membre du forum Gameoover s'est attelé à réaliser avec son pistolet infra-rouge ''G2N'' :

Le montage est constitué de deux cartes électroniques.
Une main board contenant un micro-contrôleur PIC, qui permet de récupérer via le bus I2C, les informations de positionnement en X et Y d'une caméra Infra-rouge disposée sur la pistol board, par rapport à deux références disposées prés de l'écran.
La main board fait ensuite l'interface pour retranscrire et envoyer ces signaux sous la forme de valeurs ohmique comprise entre 0 et 10kOhm, compatible avec les entrées du système Arcade Naomi, afin de déplacer le réticule des jeux de tir.
Suite au succès populaire reçu par le projet, le montage et le firmware de la main board ont été adapté pour être compatible avec les entrées d'un joystick analogique USB, rendant alors le G2N compatible avec un PC.

Je vais détailler ici l'avancée de mes travaux sur le G2N, d'abord en réalisant un prototype de test afin de valider les modifications apportées au schéma d'origine, puis je verrais pour développer une carte fille remplaçant avantageusement le hack-pad USB.

Le prototype :

Schémas et nomenclatures :

Les schémas structurels sont dessinés avec Kicad; je fournirais le projet complet lorsque la CAO sera terminée, car ces versions ne sont pas définitives !

• Main Board
  

Par rapport au G2N original, j'ai modifié les valeurs de C1 et C2, et le modèle de Q1.
Il manque sur ce schéma des condensateurs MKT de découplage de 100nF associés à IC1, IC2 et IC3.

Liste des composants:

Nom                 Type et valeur

R1                  Résistance  100kΩ
R2, R3, R4, R5      Résistances  10kΩ
RV1, RV2, RV3       Potentiomètres  10kΩ         
C1, C2              Condensateurs céramiques 22pF
C3, C4              Condensateurs électrochimiques polarisés 220µF 10V
IC1                 Microcontrôleur  PIC16F876A
IC2, IC3            Potentiomètres numériques  MCP41010
Q1                  Transistor  BC547
X1                  Quartz  24MHz
Écran LCD           HD44780
JP1, JP2, JP3, SW2  Interrupteurs inverseurs
SW1                 Interrupteur momentané
K2, K3              Borniers doubles

Attention :
Ni le code source, ni le binaire pour programmer le µC PIC16F876A ne sont fournit par son auteur !
Il faut donc acheter celui-ci déjà programmé auprès d'Aganyte, par le biais d'un message privé sur ce forum ou par e-mail.

• Pistol Board
  

Par rapport au G2N original, j'ai modifié les valeurs de C3 et R3.
Changé le modèle de XTAL1.
Supprimé la bidouille à base de diode censée fabriquer le 3,3V (mesuré 4V en charge !) à partir du 5V, pour la remplacer par un circuit de régulation à base de LM317.

Liste des composants:

Nom        Type et valeur

R1, R2     Résistances  2,2kΩ
R3         Résistance  220Ω
R4         Résistance  240Ω
R5         Résistance  300Ω
R6         Résistance  100Ω
C1         Condensateur électrochimique polarisé 0,1µF 10V
C2         Condensateur électrochimique polarisé 1µF 10V
C3         Condensateur électrochimique polarisé 10µF 10V
U1         Régulateur LM317T
XTAL1      Oscillateur HCMOS/TTL  25MHz 3V
SW1, SW2   Interrupteurs momentanés
K2, K3     Borniers doubles
K1         Camera Pixart Infra-Rouge, à récupérer dans une Wiimote

• Description brève du fonctionnement :
  

Le programme du µC PIC étant un logiciel privateur, je ne peux pas en décrire le fonctionnement.
RV2 sert à régler la luminosité de l'écran LCD.
JP1 pour entrer dans les menus de réglages du µC.
RV3 et RV2 pour modifier les valeurs lors des réglages du µC.
SW1 pour ré-initialiser le µC.
JP3 sert à opter pour le mode PC ou le mode NAOMI.
JP2 permet de visualiser les valeurs émises par la caméra IR, sur l'écran LCD.
IC1 et IC2 permettent de transcrire les valeurs émises par la caméra IR en valeur ohmique compréhensibles pour le joystick USB.
SW2 sera utilisé pour activer le mode Reload.

Mise en œuvre :

Après avoir effectué le routage, j'ai gravé ces deux circuits, ça se passe sur ce billet !

• Main Board
  

Les composants de la « main board ».

Il y a deux staps à mettre, ici les fils bleu :
et un autre depuis le strap sur la pin 19 de IC1 :

Tous les composants sont en places :

Reste l'écran à relier avec des nappes et placer les circuits intégrés sur leurs supports respectifs :

L'écran est fixé avec des boulons de 2 mm de diamètre et des entretoises découpées dans un tube plastique récupéré sur une bombe aérosol (air sec) :

Voilà !

• Pistol Board
  

La carte est perfectible et je vois déjà les modifs à faire, notamment sur l'empreinte du bouton gachette qui s'est avérée trop large pour le composant.

Les cartes découpées et percées !
On remarque la couleur verte étrange qu'on prise les plaques… c'est que l'époxy que j'avais sous la main était du très fin, je l'ai donc collé sur des chutes d'époxy épais qui était vert, et on voit les traces de colle au travers.
Les composants de la « pistol board » près pour la soudure.

On commence par les composants les plus fins, puis par ordre d'épaisseur.
On coupe les pattes au fur et à mesure pour ne pas être gêné dans le travail de soudure.

La carte est terminée, j'y ai soudé les fils du bouton start, repris sur le circuit d'origine du gun.

À suivre…

Cela fait un bon bout de temps que je n'avais pas écrit d'article sur l'Ultimaker, il faut dire qu'elle fonctionne parfaitement bien et que je n'ai plus à me préoccuper des réglages et autres et je me focalise depuis quelques mois sur d'autres projets qui en dépendent complètement dont Bleuette ou LeMurmureDuSon.

Extracteur d'air

En suite direct avec l'article Extracteur de fumées fait soi-même, voici l'adaptation pour Ultimaker qui vous permettra d'absorber les mauvaises odeurs très présentes lors d'impression avec de l'ABS avec toutes les particules que vous vous apprêtiez à respirer...

Les sources OpenScad sont disponibles par ici : https://github.com/hugokernel/OpenSCAD_Things/tree/master/ActiveCarbonExtractor

Une nouvelle tête

Le remplacement du système de maintien du tube par le Bowden Clamp v2 m'a été très utile pour l'utilisation de PLA de qualité médiocre et s'est avérée assez fiable dans le temps mais ce n'était pas parfait, le bouchon fini par se déformé et quand ça force de trop, le tube fini tout de même par glisser vers le haut...

Au cours d'une discussion sur le forum d'Ultimaker, j'ai décidé de suivre le conseil de Gaël et de m'orienter vers des raccords rapides pneumatique, une petite recherche sur le net et les voilà commandés (LOT5 One Touch Hex Socket Male Connector 6mm 1/8" thread Replace SMC KQ2S06-01S).

Attention, les attaches rapides du lien Ebay ci-dessus ne permettent pas de faire traverser complètement le tube, mais pas de souci, un coup de perceuse suffisamment précis (prenez garde à ne pas abîmer la partie mobile à l'intérieur) et le tube passe sans problème, si vous connaissez une source pour des raccords pneumatiques de diamètre 6mm traversant, je suis preneur.

Un petit tour par OpenSCAD et nous voilà avec la pièce qui servira de support à nos attaches rapides (oui, au pluriel, en cas de double extrusion...), et vous remarquerez les emplacements pour les écrous M3 :

Les attaches rapides vissées sur leur support, c'est prêt à être monté...

Cela fait une dizaine de jour que je teste ce système de maintien et pas le moindre problème pour le moment...

Tous les sources OpenSCAD sont sur github : https://github.com/hugokernel/OpenSCAD_Things/tree/master/Bowden%20Clamp%20v3

Mise à jour du micrologiciel Marlin

J'utilise énormément la fonction suicide sur l'Ultimaker qui permet l'arrêt complet une fois l'impression finie (voir Carte de suicide pour RepRap).

Le principe est simple, lors de la construction du fichier G-Code, on ajoute à la fin de ce dernier le G-Code M81, il va permettre une fois lu de basculer la sortie correspondante dans un état qui coupera alors l'arrivée en énergie de l'imprimante.

Il est possible de débrayer cette fonctionnalité à l'aide d'un interrupteur qui, s'il est ouvert, empêchera toute mise en veille mais, et c'est là que le problème pointe le bout de son nez : une fois la sortie suicide basculé dans l'état de veille, il n'est plus possible d'en sortir et donc d'activer la fonction de suicide pour une nouvelle impression sans que l'imprimante ne s'éteigne immédiatement.

C'est l'objet d'un commit qui vient combler ce problème.

Support pour ventilateur

J'ai profité de la maintenance de mon Ultimaker pour changer la buse / support de ventilateur par le Tapir Shroud (Thing:107413).

La buse en PLA étant très proche du corps chauffant, pour la protéger, je l'ai recouverte de scotch aluminium.

Très bonne buse qu'il faudra malheureusement modifier en cas de double extrusion...

Voilà un guide de coupe pour ma scie circulaire. Il en existe de nombreux modèles maintenant pour différentes scies notamment les plongeantes. La mienne qui a plusieurs années ne dispose pas de ce genre de guide de coupe.

On peut trouver des guides universels comme par exemple celui de wolcraft. Le problème c’est le prix qui n’est pas donné ( ~ 75 €)

Voilà comment en fabriquer un très efficace et économique en respectant 1 impératif la hauteur de coupe. Mon guide une fois terminé fait perdre à peine 8mm de coupe. C’est essentiel sur une scie comme la mienne qui n’a que 55mm de profondeur de coupe.

 

Il vous faudra 1 plaque de 3mm MDF ou contreplaqué de plus d’1m et d’environ 40 à 50 cm de large.

1 petite plaque de contreplaqué de 5mm et de la taille de la semelle de votre scie.

Ensuite de plats d’alu de la longueur de votre guide (1.20m chez moi) de 20mm de large et de 2mm d’épaisseur.

 

La suite en image, il n’y a pas grand chose de compliqué. Il faut rainurer la plaque de CTP de la semelle avec deux rainures de la largeur des plats d’alu. Ça se fait sans soucis à la défonceuse.

Les plats sont collés sur le MDF avec de la colle néoprène.

Une fenêtre est ouverte dans la semelle à la scie sauteuse pour laisser passer la lame et son garde. Deux trous taraudés permettent de fixer la semelle à la scie.

 

 

 

 

 

Avec ça vous avez des coupes parfaites sans éclat le tout pour moins de 20 €