Dimanche, mars 16 2014

[DIY] Stencil pour soudure de CMS

Bonjour tout le monde !

Après presque un mois d’essais infructueux, j’ai fini par trouver une façon simple et viable de graver des stencils pour soudure de composants CMS.

DSCF2695

Un stencil ce n’est rien de plus qu’une plaque en métal (ou en plastique) avec des trous aux endroits où se trouvent les empreintes des composants CMS.

Avec un stencil, l’opération de soudure de composants CMS se limite à appliquer de la patte à souder sur le circuit avec le stencil puis à passer la carte avec les composants au four (de refusions, pas le four de le cuisine ;) ).

Plus besoin de souder chaque composant à la main. Autant dire que le gain en temps est énorme !

Vous vous demandez surement pourquoi d’un coup je cherche à faire des stencils ?

En fait, j’ai un projet "top secret" sur lequel je travaille depuis plusieurs mois.
J’avais prévu de le rendre public en début d’année, mais j’ai dû me résoudre à attendre encore un peu.
Finalement j’espère pouvoir vous montrer le résultat dans le milieu de l’année, juste pour l’anniversaire des 3 ans du blog.

C’est un projet assez costaud qui me demande de souder un bon nombre de composants CMS, d’où la nécessité d’un stencil pour accélérer l’opération de montage.

En attendant, voici ma méthode étape par étape, du fichier de typon, au stencil final ;)

Remarque n°1 : ma méthode est fortement inspirée de celle disponible sur ce blog anglais :
http://rayshobby.net/?p=1246
Je n’ai pas réinventé la roue, j’ai juste ajouté un peu plus de gomme autour ;)

Remarque n°2 : j’ai laissé traîner un paquet d’indices dans les captures d’écrans ci-dessous.
Mais croyez-moi, ce n’est que la partie visible de l’iceberg ;)

Etape 1 – Générer les fichiers Gerber

eagle_brd

La première étape consiste à générer les fichiers Gerber à partir du typon.
Avec Eagle il suffit d’utiliser l’option "CAM" pour cela.

Suivant le logiciel utilisé la façon de faire est différente.
Mais dans tous les cas il doit être possible de générer les fichiers Gerber à partir des couches du typon.
Si ce n’est pas le cas, changer de logiciel de CAO, c’est vraiment un truc de base.

gerber_zip

Au final pour mon circuit, j’obtiens toute une série de fichiers Gerber prêts à être envoyés en fabrication.
Personnellement je fais fabriquer mes circuits chez Seeedstudio. Je n’ai jamais été déçu par la qualité des PCB.

Etape 2 – Vérification des fichiers Gerber

gerbv_all_layers

L’étape 2 consiste à ouvrir les fichiers Gerber avec un éditeur pour voir si tout va bien.
J’utilise Gerbv pour cela.

Logiquement vous devriez vérifier les fichiers générés avant de les envoyer en fabrication.
Si vous ne le faites pas, vous aurez des surprises parfois ;)

Etape 3 – Sélection des couches "solder mask"

gerbv_p_layers

Après avoir vérifié que tout allez bien, vous devriez pouvoir facilement mettre de côté les couches "solder mask" (masque de soudure) qui nous intéressent.
Ces couches servent à masquer les zones où la soudure devra être appliquée.

Etape 4 – Export en SVG

gerbv_p_layers_export

Une fois les couches "solder mask" séparées du reste il faut les exporter en SVG.
Avec Gerbv il suffit de faire "File" -> "Export" -> "SVG".

L’opération devra être répétée autant de fois qu’il y a de couches "solder mask" (théoriquement il devraient en avoir une ou deux).

Etape 5 – Ouverture du SVG

inkscape_layer

Une fois la couche "solder mask" exportée en SVG il faut l’ouvrir avec un éditeur de SVG.
Pour cela rien ne vaut Inkscape.

Etape 6 – Dégroupage (étape spécifique à Inkscape)

inkscape_ungroup

Par défaut Inkscape fait des "blocs" quand vous ouvrez un fichier SVG.
Si vous essayez de cliquer sur un des pads de composant, vous remarquerez que tout le bloc se sélectionne.

Ce n’est pas pratique et ça va poser des problèmes par la suite, il faut donc dégrouper le bloc.
Pour ce faire : "Object" -> "Ungroup".

inkscape_ungrouped

À présent chaque élément du fichier SVG (= chaque empreinte de composants) est indépendant.

Attention : à ce stade, évitez de bouger une empreinte par erreur sinon le stencil sera complètement faux à la fin ;)

Etape 7 – Préparation avant impression

Pour pouvoir graver le stencil, il faut que les pads soient blancs sur fond noir.
Une simple impression en mode négatif pourrait suffire, mais niveau consommation d’encre se serait un massacre d’imprimer des pages noir.

L’idée consiste donc à entourer chaque morceau du stencil d’une zone noir, ni trop grande, ni trop petite.

inkscape_square

Pour dessiner les zones noires, il suffit d’utiliser l’outil "Rectangle".

inkscape_white_square

Ensuite avec la roue de sélection chromatique il suffit de mettre tous les pads en blanc et les rectangles en noir.

inkscape_lower

Astuce : les rectangles se dessinent toujours par-dessus les autres formes avec Inkscape.
Il suffit de cliquer sur l’icône "Lower selection to bottom" pour "descendre" le rectangle d’un niveau, et faire en sorte qu’il soit en dessous des pads.

Etape 8 – Impression

Pour fabriquer mes stencils, mes PCB, mes faces avant de boitier, bref tout, j’utilise la technique du "transfert de toner".
Cette technique consiste à utiliser une imprimante laser (et uniquement laser, pas jet d’encre) pour imprimer un motif sur du papier et ensuite le transférer sur un support.

"L’encre" dans une imprimante laser s’appelle du "toner". C’est une sorte de plastique qui se transfère très bien à la chaleur.
Cerise sur le gâteau : le toner étant un plastique il ne craint pas l’acide, c’est donc tiptop pour faire des circuits ;)

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Pour faire mes circuits, j’utilise une petite imprimante laser du fabricant "Brother" qui m’as coûté ~80€.
Les recharges de toner (noir uniquement) font environ 1000 feuilles et coûtent 40€, pour une imprimante laser c’est vraiment low-cost.

Ironie, si vous avez une imprimante laser professionnelle qui peut imprimer plus de 100 feuilles par minute (le genre de grosses imprimantes laser qui font souvent scanner automatique et fax) ça ne marchera pas aussi bien qu’avec une petite imprimante laser comme la mienne qui fait au maximum 20 pages à la minute les jours de beau temps.
Cela est dû à la puissance du fil Corona des rouleaux chauffant qui chauffent le toner pour l’incruster dans le papier. Sur les grosses imprimantes laser, ils sont tellement puissant que le toner est carrément fondu d’un bloc dans le papier.

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Concernant le papier justement, il faut impérativement du papier glacé pour que le transfert puisse se faire.
MAIS, il ne faut PAS du papier de qualité …

L’idéal c’est le papier glacé de publicité, le truc qu’on jette sans même lire, c’est tiptop.
Pas la peine d’acheter du papier "ultra glossy" à 20€ les 10 feuilles ça ne marchera que très moyennement.

J’adore cette technique pour ce côté "ne marche qu’avec de la merde" :)

Etape 9 – Préparation

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Pour faire les stencils, il faut du métal, idéalement de l’acier au carbone.
Mais bon, l’acier au carbone c’est hors de prix et en plus ça ne se grave pas.
Donc à moins d’avoir une découpeuse laser ça ne vaut pas le coup.

Personnellement pour faire mes stencils j’utilise deux types de métaux : du cuivre et de l’aluminium.
Le cuivre se grave sans problème comme un circuit classique, par contre à l’usage le stencil s’use plus vite.
L’aluminium dure plus longtemps à l’usage et se grave assez facilement avec la bonne méthode. Quand on commence à maîtriser la technique, c’est une solution très intéressante.

Dans les deux cas, les feuilles de métal doivent faire très exactement 1/10iéme de millimètre. C’est l’épaisseur standard d’un stencil pour soudure CMS.
Ce genre de feuille se vend au mètre à 10-20€ le mètre, une petite recherche google donne plein de résultats ;)

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Pour faire la base des stencils, il suffit de découper un rectangle de métal de taille raisonnable.

Etape 10 – Nettoyage

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Avant de pouvoir transférer le toner sur le métal, il faut enlever toute trace de graisse, d’encre, de poussière et autre saloperie.
Pour ce faire il suffit d’essuie-tout, d’acétone et d’huile de coude.

Précaution d’usage : gants et une bonne ventilation, l’acétone n’est pas très bon pour la santé.

Etape 11 – Transfert du toner

C’est désormais le moment de transférer le toner sur le métal.

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Il vous faut :
- un fer à repasser, idéalement un fer à repasser pas cher qui ne servira qu’à cela,
- de l’essuie-tout pour protéger le métal,
- un support dur et bien plat.

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1) Préchauffer le métal en le glissant dans une feuille d’essuie-tout pour éviter que le fer soit en contact direct avec le métal.
Le fer à repasser doit être réglé sur la puissance maximale, faut que ça chauffe !

Laisser préchauffer 20-25 secondes.

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2) Poser le papier avec le toner côté métal. Bien faire attention de ne pas faire de plis.

Attention : le métal chaud va immédiatement faire fondre le toner qui va commencer à se transférer.
Il n’y a pas le droit à l’erreur lors de la pose.

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3) Pour finir le transfert, il suffit de chauffer le métal (toujours en le glissant dans une feuille d’essuie-tout) pendant 30 secondes de plus. Penser à faire des mouvements circulaires et n’oublier pas les angles, c’est ce qui se transfère le plus mal.

Etape 12 – Épluchage

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Après un rapide passage à l’eau froide le papier devrait se décoller facilement.

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Il suffit de tirer doucement sur un coin pour que le toner reste sur le métal, mais pas le papier.
Si le transfert c’est bien fait le papier doit se décoller comme un auto-collant.

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Plusieurs essais sont souvent nécessaires pour trouver le bon type de papier, mais une fois que c’est bon le résultat est au rendez-vous.

Etape 13 – Protection des zones non couvertes

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Avant de passer le métal dans l’acide, il faut protéger chaque centimètre carré de métal à nu.
Les seuls endroits à nu doivent être les zones à graver.

Le scotch transparent marche super bien pour faire le masquage.

Etape 14 – Gravure

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Je ne donnerai pas de détails concernant le mélange permettant la gravure.
C’est une solution acide extrêmement puissante qui grave en moins d’une minute le cuivre ou l’aluminium, mais qui est extrêmement dangereuse à réaliser.

Si vous voulez savoir comment elle se réalise voici un tutoriel :
http://www.instructables.com/id/Stop-using-Ferric-Chloride-etchant!–A-better-etc/?ALLSTEPS

Cette solution est vraiment puissante, en plus de graver ultra rapidement elle est réutilisable indéfiniment.
La réaction avec le cuivre génère une deuxième solution qui peut être régénérée avec de l’oxygène, redonnant la solution de départ.
En plus la solution est transparente, contrairement au perchlorure de fer qui est jaune opaque.

C’est vraiment LA solution pour graver des circuits, mais elle demande de prendre beaucoup de précautions.
Autant le perchlorure de fer n’est pas bien dangereux, à part faire des taches il ne peut pas arriver grand-chose.
Autant l’acide ci-dessus peut ronger tout et n’importe quoi, en plus de réagir violemment au contact de toute substance organique.

Pour faire simple, c’est un mélange d’acide chlorhydrique à 23% et de peroxyde d’hydrogène (eau oxygénée) à 30%.
Même séparément ces deux composantes peuvent ronger du métal … ou une main.

Dans tous les cas, il est obligatoire de porter un vêtement à manche longue en coton, des lunettes de protection pour la chimie (qui couvre contre les éclaboussures), des gants de chimies et un masque (idéalement à cartouche, mais je n’en ai pas).
Le mélange doit impérativement se faire en extérieur, avec une source d’eau vive proche disponible à tout instant.

Pour vous donner une idée, voici ce que donne le mélange dès que le cuivre entre en contact avec l’acide :

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Ça fait des bulles … d’oxygène et de chlore. À ne pas respirer donc.

Etape 15 – Nettoyage

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Au bout d’une grosse minute, le cuivre devrait être rongé entièrement.
Il suffit alors de rincer le stencil à l’eau froide et d’enlever le scotch.

Remarque : la solution de gravure doit être conservé dans un récipient en VERRE, pas en métal (logique) ou en plus plastique (à long terme il sera rongé).
En aucun cas la solution de gravure ne doit être jetée dans la nature. N’essayez même pas d’annuler l’acide avec une base, le résultat serait catastrophique. Si vous voulez vous débarrasser d’un trop-plein de solution, il faut aller en déchetterie.

Le résultat final :

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Etape 16 – Utilisation

Le stencil est prêt, il ne reste plus qu’à le tester !

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Patte à souder, raclette, support, scotch à peinture, stencil et circuit. Let’s go !

Le résultat :

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Avec les composants :

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PS : Pour la recuisson j’utilise un mini four à infrarouge contrôlé par un module "Reflow Controller V2" de BetaStore.
Ce module m’a coûté un bras, mais le résultat vaut largement mieux qu’un four de recuisson infrarouge tout fait.

Bon WE à toutes et à tous !


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Vendredi, février 28 2014

Domotique et Raspberry Pi

Plus de 50 idées pour votre Raspberry Pi

Ça fait un moment que je souhaite installer un peu de domotique dans ma maison que j'occupe depuis déjà un an (ça passe vite !). J’ai découvert que ce serait possible avec l’ordinateur qui fait la taille d’une carte de crédit, le Raspberry Pi, qui est sorti en 2012 et a de plus en plus d’usages pour les enthousiastes du DIY. On s’en est servi pour les liaisons radio, la construction de drones, de consoles de jeux rétro…

Pour moi, l'idée serait de mettre en place un ordinateur central, basé sur une carte Raspberry Pi, qui servirait à la fois de NAS, de terminal de contrôle de température intérieur, de station météo extérieure, de gestion du chauffage, de contrôle de luminaire, etc...

Je sais qu'il existe également des projets Open Source de mise en place d'alarme avec un Raspberry Pi, ça pourrait permettre de faire de sacrées économies sur ce poste.

Le principe serait de compléter l'achat de la carte par un raspberry pi boitier puis de stocker le tout dans un placard et ne m'en servir qu'en tant que serveur (ethernet ou wifi).

Pour plus d'infos sur le Raspberry Pi, vous pouvez visiter le site officiel de la carte : http://www.raspberrypi.org/ (toutes les infos sont en anglais).

Pour avoir un aperçu de l'historique de la conception de la carte, voici une infographie sympa que j'ai trouvée sur le blog de korben.

InfographieHistoireRPIV2 kubii Laventure Raspberry Pi

Il me semble que Intel est entrain de développer un équivalent en plus puissant, mais je ne crois pas qu'il soit déjà en vente pour le grand public (edit : plus d'info sur la carte d'Intel, qui est beaucoup chère, ici).

Concernant les entrées et sorties électroniques, vous vous doutez que je ne souhaite pas utiliser de connexions filaires : le coût et le temps d'installation seraient vraiment trop contraignants, et je ne me vois pas faire courir des fils partout dans le salon (j'en connais une qui ne serait pas d'accord…). Je pense donc utiliser des ondes radio en 433 mhz, avec un émetteur / récepteur + antenne côté serveur, et de plus petits du côté des sondes et interrupteurs.

Pour le software, vu que la carte est en fait un pc complet (processeur ARM1176JZF-S, décodeur Broadcam VideoCore IV, 512Mo de RAM, ports USB, etc..), on peut tout à fait programmer toutes les interactions en Python, ce que je ferais surement car je connais bien le langage.

Il existe un large choix de système d'exploitation incluant Raspbian, basé sur Debian, Pidora, basé sur Fedora, ainsi que plusieurs distrib à base de xbmc pour utiliser le Raspberry Pi en mode media center.

Pour ma part je partirais bien sur Raspbian qui me paraît bien maintenu et stable. La doc est plutôt bien fournie et le nombre de packages déjà prêts à l'emploi assez conséquent.

Il ne reste plus qu'à attaquer le projet, ce qui va être un peu dur, vu les nouveautés à la maison, on verra dans les prochains 6 mois comment mini me se porte ;)

Vendredi, janvier 24 2014

Mes projets faits main pour 2014

Je profite de ce début d'année pour faire un point sur l'avancement de certain de mes projets personnels liés au DIY et qui devraient être mis à jour ou terminés dans le courant de cette l'année...

LedPong

Il s'agit d'une version réduite du Led Pong Wall du Tetalab.

Le montage est terminé (un simple avr d'Atmel pilotant une matrice de led hautes luminosités) et fonctionne correctement mais le rendu n'est pas tout à fait celui que je souhaite, la lumière n'étant pas assez forte. J'envisage de remplacer toutes les leds par des modèles RGB adressables (WS2812) et pilotées par un RaspberryPi.

2011-06-09_16.55.39.jpg

À faire :

  1. Faire des tests avec des WS2812 pour s'assurer que l'adressage de 64 leds est suffisamment rapide
  2. Enlever l'ancienne matrice de led
  3. Poser les WS2812
  4. Interface et intégration avec le RaspberryPi

Ballon à air chaud

C'est un aérostat constitué de 8 fuseaux de 9m² réalisé à partir de sacs poubelle bas de gamme (faible épaisseur, environ 17 micron d'épaisseur), le ballon est fini et traine depuis plus d'un an dans un coin, il faut dire que malgré le temps que j'ai passé à le faire (quelques dizaines d'heures), l'arrivée de mon Ultimaker m'a totalement fait changer de priorité.

C'est une belle bête capable de lever théoriquement 2kg de charge utile, je compte profiter d'une journée fraiche pour le gonfler et faire un premier test.

La moitié du ballon déployé à côté du chat !

À faire :

  1. Fabriquer une nacelle pour tenir les suspentes et les relier à un fil maitre
  2. Trouver une journée froide et sans vent pour faire un test (certainement un matin très tôt

Bleuette

Encore beaucoup de boulot pour le robot hexapode Bleuette mais le projet avance...

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À faire :

  1. Ajouter une caméra sur une tourelle mobile
  2. Revoir tout le système d'alimentation en énergie pour une autonomie plus grande
  3. Améliorer le contrôle des pattes avec une meilleure gestion de la vitesse des servos
  4. Encore beaucoup de choses...

CappuccinoMaker

Amateur de cappuccino à la mousse de lait bien dense et ne trouvant pas d'appareil suffisamment puissant et fiable pour en faire (oui, c'est tout un art), je vous dévoilerai ma version fait main que j'utilise depuis quelques années ainsi que sa nouvelle toute petite version dont le boitier est réalisé à l'impression 3D...

2013-09-13_09.50.36.jpg

À faire :

  1. Tests d'autonomie avec la nouvelle batterie (quelques 120mA)
  2. Finir le nouveau boitier

Automatiser la Blossoming Lamp

Découverte sur le stand RepRap au 3DPrintShow de Paris, cette plante (Blossoming Lamp) à la particularité d'être imprimée en une seule fois (et @f4grx à dû s'y prendre à plusieurs fois pour que j'arrive à y croire ;)), je me devais d'imprimer cette curiosité :

L'idée serait de lui implanter une lumière et de la motoriser afin qu'elle s'ouvre et se ferme toute seule.

À faire :

  1. Trouver comment motoriser la mécanique d'ouverture
  2. Réalisation de l'électronique pour piloter la méca et la lumière

OpenAlarm : Un système d'alarme libre

Suite à l'annonce de création du projet, pas mal de personnes se sont rejointes au projet, apportant leurs idées, conseils ou développements réalisés de leur côté étayant avec des bases très intéressantes le projet à peine commencé...

Pour le moment, j'ai commandé différents composants (module radio, gsm) qui me permettront de réaliser un prototype, dont toutes les informations utiles seront mises à disposition sur la page du projet GitHub / OpenAlarm et sur le forum hébergé sur MadeInFr.

À faire :

  1. Réaliser un premier prototype de capteur
  2. Communication entre le RaspberryPi et un capteur
  3. Envoi de SMS via SIM900 depuis le RaspberryPi
  4. Beaucoup d'autres choses...

RaspiO'Mix

La carte fille RaspiO'Mix que j'ai présenté sur ce blog récemment dont vous allez entendre parler de nouveau d'ici peu de temps...

raspiomix.jpg

À faire :

  1. Écriture d'exemple / enrichissement de la documentation

LeMurmureDuSon

LeMurmureDuSon est un dispositif jouant le rôle de post'it vocal que je n'ai jamais présenté sur ce blog et qui est encore en cours de développement.

Il a été pensé au cours d'un workshop du Museolab d'Érasme oû des équipes pluridisciplinaires ont été réunies autour d’un thème particulier : comment le handicap peut-il être source d’innovation pour tous ?

Ce workshop à donné naissance à 3 projets dont LeMurmureDuSon fait parti, dans la vidéo ci-dessous, vous découvrirez ces 3 projets (la présentation du projet LeMurmureDuSon commence à 3min22) :

Museolab : Le handicap source d'innovation from Erasme on Vimeo.

À faire :

  1. Nouveau design
  2. Nouvelle carte électronique
  3. Plein d'idées à mettre en oeuvre...

Intervalomètre photo

L'Intervalomètre diy est un vieux projet mis en standby pour le moment, n'ayant plus trop le temps pour pratiquer la photo, le besoin de ce dispositif est moindre qu'à l'époque, cependant, la carte électronique est faite et est fonctionnelle à quelques détails prêt...

Je reviendrai dessus le temps voulu mais ce n'est plus une priorité.

À faire :

  1. Déboguer !

Vendredi, janvier 10 2014

OpenAlarm : Un système d'alarme libre

Après de multiples recherches sur Internet, je m'avoue vaincu : pas moyen de trouver un système d'alarme libre suffisamment avancé et les systèmes propriétaires sont beaucoup trop chères, même d'occasion...

Bien sûr, il reste les systèmes d'alarmes bas de gamme mais que valent t'ils vraiment face à des pros du vol qui connaissent bien les parades...

J'ai donc décidé de développer mon propre système libre, les toutes premières briques ont été posées sur le wiki SystèmeDAlarmeLibre et dans cet article, je vais détailler mes choix.

Cahier des charges

  • Multi-zones sans fil, hors de question de tirer des cables partout, il faudra donc prévoir des capteurs autonomes en énergie et capable de communiquer avec la base par radio
  • Système d'avertissement local sonore et lumineux ainsi qu'un envoi de SMS avec détail sur l'incident (zone, type d’évènement, horodatage)
  • Type de capteurs : Infra rouge (PIR), ouverture (reed switch), vibration, sonore, lumière, fumée, fuite d'eau et pourquoi pas la température et l'humidité
  • Communications sécurisées : Multi-bandes et il ne doit pas être possible de brouiller la bande de fréquences utilisée sans déclencher d'alerte, on ne doit pas pouvoir forger de faux messages de « tout va bien »
  • Alarmes techniques en cas de batterie faible des capteurs autonomes ou perte du signal d'un capteur
  • Watchdog : La centrale doit être capable de se sortir elle même d'un plantage inopiné
  • Autonomie électrique de la centrale : en cas de coupure d'alimentation, elle doit tenir suffisamment longtemps pour avoir le temps de lancer ces alertes
  • Les boitiers des capteurs et de la centrale devront être autant que possible réalisables grâce aux outils d'un fablab (impression 3d, découpe laser, etc...)

Choix techniques

Centrale

La centrale devra donc gérer la communication avec les capteurs, être capable de déclencher des alertes en rapport avec l'incident reporté (effraction supposée : signal sonore et lumineux, envoi de SMS), gérer l'interface utilisateur par le biais d'un serveur web embarqué et d'un clavier déporté.

Le coeur

Le coeur du système sera un RaspberryPi, tout simplement car je connais bien cette carte, elle est peu onéreuse et ces capacités seront largement suffisantes pour ce qu'on va lui demander de faire... La faible consommation du RaspberryPi facilitera son alimentation en cas de perte de la tension du secteur.

Raspberry_Pi_-_Model_A.jpg

En terme de logiciel, Python sera employé et le système sera donc adaptable à toute carte ou PC...

python.png

La communication

La communication avec les capteurs sera effectuée à l'aide d'un nRF905 (http://www.nordicsemi.com/eng/Products/Sub-1-GHz-RF/nRF905), un circuit intégré spécialisé ayant la particularité de pouvoir émettre au choix sur 3 bandes (433, 868 et 915MHz), d'avoir une très faible consommation et d'être très simple à mettre en oeuvre.

Le module GSM pour l'envoi de SMS sera un SIM900.

nrf905.jpg sim900.jpg

Module capteurs

Une des partie les plus critiques du système est la capture des événements par le biais de capteurs (infra-rouge, etc...), ces modules doivent être totalement autonome, alimenté par batterie, voici les parties communes :

  • La partie radio basé sur un nRF905
  • Le coeur : Un Avr (tinyAvr) d'Atmel se chargera de lire l'état du capteur, de communiquer avec la base, de vérifier l'état de la batterie
  • Des entrées / sorties pour y brancher le ou les capteurs
  • Une batterie

L'autonomie étant critique, l'AVR pourra se mettre en veille et en sortir soit au bout d'un temps déterminé pour vérifier l'état du capteur et avertir la base que tout va bien (ou que tout va mal), ou il pourra également sortir de veille par le biais d'un changement d'état du capteur.

Je pense faire une carte électronique générique pour tous les capteurs afin de gagner en coût et en facilité.

La suite

Dans un premier temps, je veux m'assurer de la bonne portée pratique des modules radios ainsi que de leur consommation car il s'agit DES parties critiques du système.

Ayant d'autres projets sur le feu (dont certain qui trainent depuis bien trop longtemps), j'essaierai d'avancer sur OpenAlarm au mieux...En attendant, j'attends vos retours / avis / conseils / idées, etc...

Un dépôt GitHub OpenAlarm à été ouvert oû je mettrai toutes les informations utiles au développement, le wiki sur GitHub sera aussi tenu à jour.

Vendredi, décembre 20 2013

Impressions multi-matériaux avec un seul extrudeur

Imprimer directement en plusieurs couleurs peut vraiment être intéressant, par exemple, pour intégrer des pictogrammes informatifs sur la face d'un objet ou simplement dans un but purement décoratif.

Ultimaker propose un kit permettant d'imprimer en 2 couleurs (ou 2 filaments de matériaux différents) mais les retours sur les forums ne m'ont pas convaincus de l'acheter, je pense au final que le ratio coût / intérêt n'est pas vraiment bon lorsque l'on s'en sert uniquement pour du multi couleurs, l'intérêt est bien plus grand pour de l'impression multi-matériaux (support en PVA par exemple).

Je vais vous expliquer 2 méthodes qui vous permettront de passer à l'impression multi couleur avec un seul extrudeur.

Notez que cet article tourne autour de l'Ultimaker et de son slicer Cura mais il est tout à fait possible d'adapter cette solution à toute RepRap.

Avec le plugin Cura : PauseAtZ

En utilisant le plugin fourni avec Cura PauseAtZ qui permet, comme son nom l'indique, de stopper l'impression à une certaine hauteur, de parker la tête afin de changer le filament et ensuite de relancer l'impression avec le nouveau filament.

Le principal problème de cette technique est qu'il ne permet pas à une couche d'avoir plusieurs couleurs, rien de vraiment nouveau avec cette méthode...

Feinter le slicer : PauseAtExtruderChange

Dans cette méthode, on va utiliser Cura exactement comme si nous avions le kit de double extrusion, et allons dire à Cura de slicer comme tel. C'est par la suite que nous allons lire le GCode et remplacer l'instruction de changement de tête (Tx) par des instructions permettant de parker la tête le temps d'effectuer le changement de filament.

Voici les étapes exactes :

  1. Parker le Z
  2. Déplacer la tête en X, Y à la position de parkage
  3. Stopper le ventilateur
  4. Attendre une action de l'utilisateur (nécessite un ulticontrolleur TODO)
  5. Restaurer la position X, Y
  6. Redémarrer le ventilateur
  7. Restaurer le Z

Nous pourrions également utiliser le G-Code M600 mais il s'agit d'une instruction en test qui n'est pas inclut par défaut dans tous les firmware et l'utilisation de nos propres instructions nous permet de faire exactement ce que l'on souhaite...

En pratique

1. Installez le plugin Cura PauseAtExtruderChange, (déposez simplement le fichier PauseAtExtruderChange.py dans le dossier ~/.cura/VERSION/plugins)

2. Créons un nouveau profil d'imprimante : File > Machine setting > Add new machine, dans le panel Extruder 2, on s'assure que Offset X et Offset Y soit égal à 0 comme dans l'image ci-dessous :
Cura - Machine settings

3. Importez vos fichiers stl, précisez à Cura que vous souhaitez les fusionner pour faire de la double extrusion (sélectionnez le premier objet d'un clique gauche, puis, bouton droit sur le second objet et cliquez sur Dual extrusion merge)

4. Ajoutez le plugin, modifiez les paramètres tel que vous le souhaitez et vous voilà avec votre fichier G-Code modifié

5. Lancez l'impression et l'imprimante vous signalera chaque changement de couleur, il vous restera alors à changer le filament, valider le changement auprès de l'imprimante, l'impression reprendra alors exactement oû elle avait été arrêtée mais avec un autre filament.

Note: Vous pouvez aussi utiliser le fichier python directement en ligne de commande : python PauseAtExtruderChange.py file.gcode > out.gcode (python PauseAtExtruderChange.py -h pour avoir de l'aide)

Voilà ce qu'il est possible de faire très simplement :

Vous voilà maintenant capable d'imprimer en multi couleur d'une manière un peu plus évoluée qu'avec PauseAtZ, néanmoins, l'utilisation de PauseAtExtruderChange ne sera intéressante que pour des impressions ou le nombre de changement de couleur par couche est faible sinon, vous risquez de passer votre temps à changer de filament...

Mercredi, décembre 11 2013

RaspberryPi + Grove = RaspiO'Mix

RaspiO'Mix est une carte fille pour Raspberry Pi développée par mes soins sur une idée de Michel d'Erasme qui va vous permettre de connecter facilement et rapidement tout un tas de modules de type Grove initialement prévus pour Arduino.

Caractéristiques

  • Aux dimensions du RaspberryPi
  • 4 entrées / sorties tolérantes 5V (basée sur un TXS0108PWR)
  • 4 entrées analogiques, 0-5V, 18 bits de résolution
  • 2 entrées numériques via DIP switch
  • Horloge temps réel avec batterie de sauvegarde
  • 2 connecteurs pour I2C
  • 1 connecteur pour communication série
  • Alimentation 5V via jack

Connecteurs

Bien entendu, cette carte est entièrement libre, toutes les informations nécessaires pour la fabriquer sont disponibles sur GitHub / RaspiO'Mix.

Fonctionnement

Voici le schéma de principe :
schema.png

La conversion analogique / numérique est assurée par un MCP3424, un CAN I2C de 18 bits de résolution, une horloge temps réel DS1307 est présente sur le même bus.

Une librairie Python est disponible et vous permet d'accéder simplement aux différentes fonctions d'entrées / sorties, I2C, série et ainsi d'intéragir avec un monde 5V bien au chaud dans l'environnement 3V3 du RaspberryPi...

La carte en action

Je veux mon propre RaspiO'Mix

2 solutions s'offre alors à vous :
  1. DIY : Tout est à votre disposition pour le faire vous même, sur GitHub, vous trouverez la liste des composants, des informations techniques, les fichiers Eagle, les fichier gerber, bref, TOUT est disponible pour le faire vous même !
  2. Je peux vous les fabriquer, pour le moment, je n'ai pas de magasin en ligne donc, contactez moi directement pour un devis (je suis en mesure de produire des séries et de faire des réductions sur quantité)

Lundi, novembre 4 2013

Nouvelle mise à jour sur l'Ultimaker

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...

scad.png 2013-11-03_19.48.03.jpg 2013-11-03_19.48.17.jpg 2013-11-03_19.48.41.jpg

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.

Agrandissement du trou en 6mm

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 :
Bowden Clamp v3 Le support vu du dessous

Les attaches rapides vissées sur leur support, c'est prêt à être monté...
Le support imprimé avec les 2 raccords rapides

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.

TapirShroudv4.9_0.jpg TapirShroudv4.9_1.jpg

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

Jeudi, octobre 31 2013

Un extracteur de fumées fait soi-même

Si vous faites de l'électronique, vous êtes certainement amené à souvent souder, cette odeur particulièrement désagréable d'étain et autre produit vous est donc familière et avouez qu'on s'en passerait finalement assez bien...

Dans le commerce, il existe des extracteurs adaptés mais aussi assez chère :

Un extracteur monté sur un bras orientable Un extracteur monté sur pied droit

Le premier est à environ 50€ (en promo) et le second à plus de 100€, ça fait mal pour un adaptateur secteur, un ventilo, un pied, un filtre et un bati...

Pourquoi ne pas s'en fabriquer un ? Rien de difficile, encore moins avec une imprimante 3D...

C'est parti ! Nous allons avoir besoin d'une lampe d'architecte, on en trouve à moins de 10 euros en magasin, le mieux est encore de prendre celle qui traine au grenier depuis des années, un ventilateur récupéré dans une vieille alimentation d'ordinateur, un adaptateur secteur de 12V d'un appareil tombé en panne, et des filtres à charbon actif que vous pouvez trouver dans n'importe quel magasin de bricolage ou sur le net...

On récapitule, vous avez besoin de :
lampe_architecte.jpg   fan.JPGadaptateur_secteur.jpg Filtre charbon actif bolt.jpg

Maintenant, il nous faut un support pour le filtre, un petit coup de OpenScad et nous voilà avec de belles pièces à imprimer.

Voici, ci-dessous, les 4 pièces que vous devrez imprimer et assembler (bien entendu, grâce à OpenScad, tout est paramétrable et vous pouvez aisément adapter votre pièce aux dimensions du ventilateur, filtre, etc...) :

attach.pngverticalBase.png handle.png support.png

Et une fois assemblé à l'aide de vis et boulons, nous obtenons ça :

L'extracteur sous OpenScad rectoL'extracteur sous OpenScad verso

Fixons le support de filtre à charbon a actif sur la lampe d'architecte et nous obtenons un montage très pratique et peu chère : vos poumons vont diront merci !

Vue sur la liaison 2013-10-28_20.25.17.jpg 2013-10-28_20.25.42.jpg 2013-10-28_20.25.08.jpg 

J'ai également dérivé cela afin d'aspirer les odeurs désagréables en provenance d'une imprimante 3D en cours d'impression (d'ABS par exemple), ce sera l'occasion d'un prochain article...

Tous les sources OpenSCAD sont disponibles sur Github : github.com/hugokernel/OpenSCAD_Things/tree/master/ActiveCarbonExtractor

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