DigitalSpirit / Blog

J'utilise pas mal le WD-40 afin de lubrifier les axes de mon Ultimaker, c'est bien mieux que de la graisse car plus liquide, ça pénètre bien partout et ça laisse un mince film qui tient éloigné l'humidité.

Mais pulvériser le WD-40 directement sur les axes est peu précis et pas vraiment pratique, jusqu'au jour ou j'ai découvert le "Stiiick WD-40", simple et efficace, une espèce de marqueur avec une grosse mine par laquelle s'écoule le WD-40 lorsqu'on exerce une pression dessus.

Fin de la publicité pour ce produit car il a beau être vraiment pratique, j'ai un peu l'impression d'être pris pour un pigeon quand je vois le prix :

• Le Stiiick se 7,7ml, se trouve à 9€ en magasin
• L'aérosol de 100ml est à environ 3,5€

J'ai ni bec, ni plume donc je ne vais pas racheter un stylo toute les 5 minutes à ce prix là d'autant plus qu'il est encore en état de fonctionner...
Il suffit juste le recharger, et voici la méthode, très simple :

On commence par percer le fond avec une vrille au diamètre du tube de l'aérosol :

On insére le tube de l'aérosol et on rempli le stick :

Avant de refermer, il faut laisser ouvert quelque temps de manière à ce que le gaz de l'aérosol sorte, ensuite, refermez le trou avec une vis au bon diamètre et un joint torique, ne serrez pas trop :

Et voilà le travail : une seconde vie pour le stick qui en comptera encore bien d'autres...

Pour ceux qui aurait raté les épisodes précédents, Bleuette est un robot hexapode (3 paires de pattes) entièrement libre (logiciel, plan, etc...) réalisable avec une imprimante 3D ou dans une moindre mesure et de la patience en découpant les pièces dans du Plexiglas.

Concernant la carte fille, je viens d'arriver au bout de son routage et je vais lancer sa fabrication d'ici peu, les caractéristiques de cette carte sont les suivantes :

• Génération de la tension de fonctionnement pour l'Arduino
• Pilotage des 12 servos de pattes + 2 supplémentaires
• Contrôle de la tension de la batterie
• Surveillance du courant consommé par les servos

Voici le schéma de principe (cliquez pour agrandir) :

Et le PCB (cliquez pour agrandir) :

Tous les documents nécessaires à sa fabrication sont sur GitHub par ici https://github.com/hugokernel/Bleuette.

Concernant la mécanique, c'est presque prêt, encore quelques pièces à imprimer et je pourrai passer à l'assemblage final !

Voici un billet pour vous tenir informé des évolutions de Bleuette.

Les supports de pattes

Liste des modifications :

1. Simplification du design des support de pattes, ils sont maintenant symétriques permettant d'avoir les même supports à gauche ou à droite du robot, cela à impliqué de devoir faire une seconde fente pour laisser passer le bras permettant de bouger la patte via un servo et de faire en sorte de pouvoir changer le guignol qui permet à la patte de tourner.
2. L'avantage est que cela permettra aussi de changer le guignol si il casse ou encore de pouvoir faire des essais de longueur beaucoup plus facilement.
3. Pour finir, les supports de servos ont été légèrement modifiés.

Vue de l'ancienne et de la nouvelle version :

Comparaison vue du dessous :

Vue d'un guignol, on aperçoit à droite la queue d'aronde qui permet de le glisser sous le support de servo afin de le bloquer :

Le support de pattes monté avec le support de servo et le guignol :

Le corps

J'ai commencé à imprimer le corps un peu rapidement, comme expliqué dans un précédent article, le corps est trop grand pour la surface d'impression de l'imprimante 3D, il faut alors le découper en plusieurs parties et les réassembler, pour cela, j'ai réalisé une librairie de découpe en queue d'aronde afin d'avoir une liaison la plus robuste possible, un paramètre important pour générer ce genre de découpe est l'espace entre les 2 pièces à assembler (0.1mm par défaut).

Pour la découpe de Bleuette, je suis parti avec une valeur plus ou moins pifométrique, c'est après une dizaine d'heures d'impression que je me suis aperçu que l'écart était vraiment trop faible et qu'il était impossible de lier les éléments entre eux sans les endommager...

Ça m'apprendra à vouloir aller trop vite, du coup, quelques petites impressions de test plus tard et il se trouve que la bonne valeur (pas trop petite mais pas trop grande) est de 0.2mm, et là, la liaison est excellente :

Les pattes

À l'origine, les entretoises entre chaque pattes venait simplement s'emboiter en rentrant en force dans les pattes, maintenant, elles viennent s'enclencher dans les pattes, une fois mise, elles sont piégées et ne peuvent plus sortir de leur logement, c'est ainsi plus robuste mais ça reste réversible s'il faut changer une patte...

L'ancienne entretoise et la nouvelle :

Et voici une vue de l'entretoise emboitée :

Pour effectuer la liaison entre les 2 pièces, on enfonce l'entretoise dans la patte, on effectue une rotation à 90º et ça y est, c'est bloqué, voir animation ci-dessous :

Les palonniers ou bras de servo

12 servos embarqués juste pour la mobilité des pattes, ça fait 12 palonniers, et ces derniers coutent chèrs comparés à la quantité de plastique qu'ils sont : l'idée est donc de les imprimer, pas moyen de trouver une librairie OpenSCAD pour cela, chose en partie compréhensible car la tête des servos sur laquelle vient se greffer le palonnier est très fine et requiert une précision d'impression assez poussée, cependant, nul besoin d'obtenir une empreinte parfaite, avec un peu de marge, les imperfections de l'impression devraient suffir à faire en sorte que le palonnier reste en place...

Et ça marche parfaitement bien avec ma librairie OpenSCAD qui vous permet de créer des palonniers de toutes les tailles avec le nombre désiré de bras.

Les palonniers réalisés en ABS attendent leur montage :

L'électronique

Pour le moment, je ne sais pas encore si toute l'électronique sera sur une ou deux cartes, la facilité / reproductibilité m'oriente vers le premier choix (avec une carte fille compatible Arduino), la raison technique m'oriente vers 2 cartes distinctes, bien séparées, à réfléchir donc...

Voici le rôle que doit avoir l'électronique sur Bleuette en plus de l'Arduino :

• Marche / Arrêt général
• Génération des tensions 5V pour l'Arduino, 6V pour les servos
• Mesure du courant consommé
• Contrôle de la charge de la batterie (surêment en technologie LiPo)
• Sécurité en tout genre
• Pilotage de 14 servos (les 12 des pattes + 2 pour une tourelles mobiles par exemple)

L'électronique sera basée principalement sur une carte de gestion de 24 servos réalisée il y a maintenant quelques années.

La suite

La conception des pièces étant pour ainsi dire finie, il faut maintenant lancer la production des pièces restantes, autant dire que l'Ultimaker va avoir du boulot, en parallèle, je vais m'attaquer à la partie électronique.

Tout le développement se fait via GitHub à cette adresse : http://github.com/hugokernel/Bleuette/

Pour finir, voici un tiers de Bleuette :

...et cette fois ci, il n'est pas content !

Ce projet à pour but de fabriquer une bestiole à 6 pattes et de la faire marcher sans l'aide de quiconque. Pour certain d'entres vous, le nom “Bleuette” vous est peut être familier, en fait, c'est une féminisation de Bleuet, le robot de la série FX, Effet spéciaux, nous n'avons aucun rapport avec cette série mais on s'est dit que le pauvre Bleuet devait se sentir seul et qu'il faudrait lui fabriquer un congénère et puis tant qu'à faire femelle… :) extrait de la page du wiki sur Bleuette

Le projet s'est arrêté il y a quelques années faute d'avoir trouvé une solution robuste pour le pivot de chaque patte, sur notre prototype, il était réalisé en bois mais nous voulions une autre matière plus robuste. Le projet est bien sûr OpenSource / OpenHardware.

Plus d'informations sur la première version :

• Information sur Bleuette
• Sa construction
• Ses premiers pas

Le logiciel

De grosses modifications vont être faite sur la partie logiciel par rapport au plan initial, sur la première version de Bleuette, c'est une carte à base de PIC qui devait être développé from scratch et exécuter le noyau temps réel PICOS18 mais afin de simplifier la prise en main, une carte Arduino sera le cerveau de l'engin et une carte fille développée par mes soins en 2006 pour Bleuette sera utilisée pour piloter les 12 servos de manière parfaitement synchrone.

La nouvelle structure

Dans ses premières versions, Bleuette était réalisé en Plexiglas, découpé à la scie sauteuse et à la scie à chantourner, un vrai boulot, long et pénible avant de nous rendre compte des limites de cette matière : elle est cassante et se raye facilement.

Puis, nous avons pu faire découper gracieusement toutes les pièces (patte et corp) en Lexan par http://jegrave.fr/, merci Jean-Louis pour le boulot, cette matière est beaucoup plus solide, ne se casse pas et résiste incroyablement bien à la torsion mais nous n'avions toujours pas de réelle solution pour les supports de pattes autre que le bois...

Et depuis, plus rien, quelques années se sont écoulées et, depuis, l'impression 3D s'est considérablement développée, au point d'être devenue attractive pour les particuliers et intéressante pour un projet comme Bleuette, l'achat d'une l'Ultimaker à été guidé par l'arrière pensée de pouvoir enfin finir ce projet et là, plus aucun souci concernant le pivot : il sera comme toute le reste : en PLA.

Tous les plans de Bleuette ont été refait à l'aide de OpenSCAD, un dépôt GitHub à été créé à l'occasion pour partager tous les documents inérant à la fabrication du robot.

Le corps de Bleuette modélisé avec OpenSCAD

Son corps étant trop grand pour être imprimé en une seule fois sur la surface de mon imprimante 3D, j'ai développé une librairie OpenSCAD qui permet de découper des pièces avec un motif en queue d'arronde (dovetail), ainsi, le corps sera réalisé en 3 tronçons qui seront emboités les uns aux autres et enfin définitivement bloqués à l'aide de tiges filetées.

La suite

Pour le moment, la dernière section (partie haute et basse) est imprimé, ça à pris environ 13h d'impression, j'imprime à 50mm/s pour avoir la meilleure qualité possible, 1 patte est fonctionnelle pour le moment, le design n'est pas figé encore, j'y apporte quelques corrections...

Avancement du moment avec le test de la cinématique du mouvement de la patte :

Todo liste mécanique :

• Correction des entretoises des pattes
• Ajout d'un support pour une tête
• Bout des pattes avec capteurs d'appuis

Restez connecté à Bleuette !

Il est possible de suivre l'avancée de Bleuette via différent moyen :

• Le dépôt de source sur Github
• Mon compte twitter
• Ici même...

3€ en brocante pour un régulateur de température, je n'allais pas passé à côté d'une telle affaire, ça me sera parfaitement utile pour faire quelques test avec le plateau chauffant de l'Ultimaker...

Ce régulateur acheté neuf reste tout de même assez abordable, il est disponible sur un grand site d'enchère en ligne aux alentours de 20€ sous les marques Elitech ou encore Lerway.

Il permet de commander un système de chauffe et un système de refroidissement à l'aide de 2 relais qui s'activent en fonction de la mesure du capteur de température fourni (de type CTN, résistance à coefficient de température négatif), sa plage de température va de -50°C à 99°C avec une précision d'environ 1°C, il permet de commuter des charges de 220V sous 10A, plus que suffisant pour l'utilité que j'en aurai.

Très pratique, on peut lui spécifier la différence de température entre la consigne et la valeur lue à partir de laquelle il faut commuter mais également le décalage entre la grandeur mesurée et la valeur effective, exemple, je veux m'assurer que le milieu de mon lit chauffant est à 60°C, bien sûr, je ne peux pas mettre mon capteur au milieu, du coup, je le mets au bord et je règle la différence entre les 2 températures.

Mais pour mon utilisation, il à tout de même un petit défaut, il est alimenté directement par du 220V, ça ne m'arrange pas vraiment car j'ai ajouté une alimentation de 12V sur Ultimaker pour le lit chauffant, je ne souhaite pas multiplier encore le nombre de prise 220V.

Un démontage rapide nous montre les entrailles de la bête, un simple transformateur 220V / 10V (en bordeau) apparait :

Dessoudage du transformateur :

On remplace le transformateur par 2 diodes, (2 1N4003 ont été utilisées), les 2 diodes ont pour fonction principale de faire chuter la tension de 12V aux environs de 10V (12V - 0.6 x 2), elles ne sont pas tout à fait indispensable, on pourrait les remplacer par de simples ponts, l'électronique en aval du transformateur (lui même ne générant pas un 10V précis) à une certaine tolérance.

Test et remontage, des fois que l'on prête l'appareil à quelqu'un ou qu'on le ressorte après des années d'inutilisation, on n'oublie pas d'indiquer clairement que le régulateur attend maintenant 12V et non plus 220V, sinon boum le régulateur...

Et voilà, un lit chauffant piloté par un STC-1000...