semaphore_projet
Différences
Ci-dessous, les différences entre deux révisions de la page.
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semaphore_projet [2018/10/16 12:20] – [Les moteurs] bigMax | semaphore_projet [2020/12/01 17:43] (Version actuelle) – ↷ Liens modifiés en raison d'un déplacement. serge | ||
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Ligne 1: | Ligne 1: | ||
- | ===== Projet de revival du sémaphore pour l'expo de l' | + | ====== Projet de revival du sémaphore pour l'expo de l' |
+ | |||
+ | <WRAP center round box 40% centeralign> | ||
+ | **{{tagpage> | ||
+ | </ | ||
Créer une installation de sémaphore Chappe et rejouer l' | Créer une installation de sémaphore Chappe et rejouer l' | ||
Ligne 6: | Ligne 10: | ||
l' | l' | ||
- | {{:: | + | {{media_05: |
===== Description ===== | ===== Description ===== | ||
Ligne 21: | Ligne 25: | ||
* Apprentissage non supervisé : on laisse une IA apprendre à utiliser les moteurs du sémaphore avec un retour vidéo du sémaphore. => L' | * Apprentissage non supervisé : on laisse une IA apprendre à utiliser les moteurs du sémaphore avec un retour vidéo du sémaphore. => L' | ||
- | =====Dimensionnements===== | + | ===== Dimensionnements ===== |
- | Au doigt mouillé | + | D' |
- | * la longueur de chaque indicateur | + | * Le mât mesure |
- | * la largeur des indicateurs et du régulateur | + | * Le régulateur |
- | * la largeur des indicateurs est de 1/4 à 1/5 de leur longueur | + | * Les indicateurs mesurent 2 m de long et 0,30 m de large |
- | * le mât doit être plus long que la longueur du régulateur | + | |
- | En choisissant | + | En notant l la plus petite |
- | Soit l la largeur des indicateurs et du régulateur, soit h la hauteur du mât. | + | * Les indicateurs mesurent 20xl/3 par l |
- | * un indicateur | + | * Le régulateur |
- | * le régulateur | + | * Le mât mesure |
- | * L' | + | |
- | * Pour faire simple, h doit être supérieur à la moitié de l' | + | On peut alors déterminer: |
- | * La hauteur | + | * L' |
+ | * L' | ||
+ | * La hauteur | ||
=====Techniques==== | =====Techniques==== | ||
Ligne 49: | Ligne 54: | ||
Cela fait donc 2 x 7 x 7 soit 98 combinaisons. | Cela fait donc 2 x 7 x 7 soit 98 combinaisons. | ||
- | ===== De la théorie pour peu de moteurs ===== | + | ===== Prototype v1 de Max ===== |
- | Si on veut n' | + | Pour un premier prototype, on va essayer de conserver une envergure plutôt faible < 1/2 mètre. |
- | + | Si on choisit l = 18mm, soit un rapport de 6% (30cm / 1.8cm) | |
- | Pour l' | + | * un indicateur mesurera 120mm par 18mm |
- | + | * le régulateur mesurera 276mm par 21mm | |
- | Pour l' | + | * l' |
- | + | * le mât haut de 420mm | |
- | ===== Premier proto de Max ===== | + | * la hauteur max de 660mm environ. |
- | Pour un premier prototype, on va essayer de conserver une envergure plutôt faible < 1/2 mètre. | + | |
Hypothèse de départ pour les mesures des différentes pièces : | Hypothèse de départ pour les mesures des différentes pièces : | ||
- | * Indicateurs: | + | * Indicateurs: |
- | * Régulateur: | + | * Régulateur: |
- | * Mât: 25mm x 300mm | + | * Mât: 420mm x 21mm |
Pour que le fonctionnement reste simple, et que tous les mouvements soient possibles et fluides (artistique ++), je pars sur 3 moteurs pas à pas qui commanderont indépendamment le régulateur et les indicateurs. Les forces motrices seront transmises par des courroies crantés. Je disposerai 2 poulies sur l'axe de rotation du régulateur pour transmettre le mouvement de rotation aux indicateurs. Cela nécessite 5 roulements. 3 sur l'axe de rotation du régulateur et 2 autres sur les axes de rotation des indicateurs. Il faut prévoir des tendeurs pour les courroies. | Pour que le fonctionnement reste simple, et que tous les mouvements soient possibles et fluides (artistique ++), je pars sur 3 moteurs pas à pas qui commanderont indépendamment le régulateur et les indicateurs. Les forces motrices seront transmises par des courroies crantés. Je disposerai 2 poulies sur l'axe de rotation du régulateur pour transmettre le mouvement de rotation aux indicateurs. Cela nécessite 5 roulements. 3 sur l'axe de rotation du régulateur et 2 autres sur les axes de rotation des indicateurs. Il faut prévoir des tendeurs pour les courroies. | ||
Je prévoit de réaliser des roues dentés à l' | Je prévoit de réaliser des roues dentés à l' | ||
+ | ==== Workspace ==== | ||
+ | Mon travail numérique est archivé sur git. Il est trouvable disponible : [[ https:// | ||
==== Choix des poulies et des courroies ==== | ==== Choix des poulies et des courroies ==== | ||
Un choix simple est d' | Un choix simple est d' | ||
- | Toutes les poulies que l'on utilisera peuvent avoir la même taille pour faire simple, il n'y a pas besoin de démultiplication du couple. Esthétiquement, | + | Toutes les poulies que l'on utilisera peuvent avoir la même taille pour faire simple, il n'y a pas besoin de démultiplication du couple. Esthétiquement, |
- | Taille des poulies / roues dentées : < 37 dents (74mm avec une GT2 ce qui correspond à un diamètre exterieur < 24mm. | ||
Taille des courroies ? 2x entraxe (distance entre les axes) + pitch * 1/2 la somme des dents des poulies. | Taille des courroies ? 2x entraxe (distance entre les axes) + pitch * 1/2 la somme des dents des poulies. | ||
Un calculateur interessant : https:// | Un calculateur interessant : https:// | ||
- | Si on part sur des poulies | + | Les poulies |
+ | * 16 dents => le moins onéreux ! | ||
+ | * 20 dents | ||
+ | * 30 dents | ||
+ | * 36 dents | ||
+ | * 40 dents | ||
=== Les 2 transmissions des indicateurs === | === Les 2 transmissions des indicateurs === | ||
Pour simplifier, on va essayer de positionner ces courroies sans utiliser de tendeur. | Pour simplifier, on va essayer de positionner ces courroies sans utiliser de tendeur. | ||
- | Les 2 courroie des indicateurs on un entraxe facile à déterminé : c'est la moitié de la longeur du régulateur moins 1/2 largeur. soit 7l. La taille de la courroie nécéssaire | + | Les 2 courroie des indicateurs on un entraxe facile à déterminé : c'est la moitié de la longeur du régulateur moins 1/2 largeur. soit 127.5mm. La taille de la courroie nécéssaire |
- | Voici une courroie de 350mm : https://www.robotdigg.com/ | + | \\ |
- | Voici une courroie | + | Pour que le mécanisme reste le plus simple possible, nous utiliserons un seul roulement par indicateur. L'axe sera solidaire du régulateur. L'axe sera une vis qui permettra son serrage sur le régulateur. Le roulement sera encapsulé entre l' |
+ | \\ | ||
+ | <WRAP center round tip 60%> | ||
+ | Dans un premier temps, le régulateur disposera | ||
+ | </WRAP> | ||
- | Ces tailles standard devraient guider la taille du régulateur. | ||
- | * avec une courroie de 350mm => entraxe = (350 - 64) / 2 = 143mm | ||
- | * avec une courroie de 400mm => entraxe = (400 - 64) / 2 = 168mm (Ce choix allongerait un peu le régulateur, | ||
=== Les 3 transmissions sur l' | === Les 3 transmissions sur l' | ||
- | En partant d'un mât de 300 mm de haut, l' | + | En partant d'un mât de 420 mm de haut, l' |
+ | * La courroie de 810mm necessite de réhausser les moteurs de 15mm. Un système de cette epessaieur peu embarqué | ||
+ | * La courroie | ||
+ | \\ | ||
+ | L'axe du régulateur sera solidaire du régulateur pour permettre de déporter sa transmission. Autour de l'axe du régulateur seront positionnés | ||
+ | \\ | ||
+ | <WRAP center round important 60%> | ||
+ | Les courroie "non mobiles" | ||
+ | </ | ||
+ | |||
+ | |||
+ | |||
+ | === Le mât === | ||
+ | Le mât sera composé de 2 pièces encapsulant 2 roulements pour supporter l'axe de rotation du régulateur. | ||
=== Les tendeurs === | === Les tendeurs === | ||
- | Comment tendre | + | Autant que faire se peu, les courroies |
==== Les roulements ==== | ==== Les roulements ==== | ||
Ligne 102: | Ligne 126: | ||
Pour le choix du roulement, plus le roulement est épais, plus il est facile à employer. | Pour le choix du roulement, plus le roulement est épais, plus il est facile à employer. | ||
+ | Le 624-ZZ parait suffisant et suffisament étroit pour pouvoir monter des poulies dessus. | ||
==== Les moteurs ==== | ==== Les moteurs ==== | ||
Combien de Nm sont nécéssaires ? | Combien de Nm sont nécéssaires ? | ||
- | Au pif: 2 Nema 11 200pas (28mm x 28mm) et 1 Nema 14 (35mm x 35mm) ? | + | === Calcul du couple en statique === |
+ | Le régulateur doit tourner sans sourciller même lorsque les indicateurs le déséquilibre. Pour simplifier les calculs, imaginons que la pire situation de déséquilibre est le déploiement maximal d'un indicateur à droite | ||
- | Au pire, 3 Nema 17, ce n'est pas perdu. | + | La masse d'un indicateur ? Un indicateur à un volume d' |
- | ==== Resources ==== | + | Pour que le moteur est la pèche dans ces circonstances, |
+ | |||
+ | === Calcul du couple en dynamique (accélération) === | ||
+ | ??? | ||
+ | |||
+ | === Pilotage des moteurs === | ||
+ | Utilisation de la bibliothèque arduino AccelStepper : [[ http:// | ||
+ | ==== Quelle longeur pour l' | ||
+ | Au minimum : | ||
+ | * 4 poulies de 7mm | ||
+ | * 1 poulie de 8 mm | ||
+ | * 3 entretoises/ | ||
+ | * L' | ||
+ | * Largeur de la base | ||
+ | * 1 écrou | ||
+ | |||
+ | Avec un arbre de 100mm de long, la base peut mesurer jusqu' | ||
+ | |||
+ | ==== Choix ==== | ||
+ | * 3 Nema 17 plus répendus pour faire simple | ||
+ | * 2 courroies de 320 mm pour la transmission " | ||
+ | * 3 courories de 848 mm pour la transmission " | ||
+ | * des poulies aluminium de 16 et 36 dents sur les moteurs | ||
+ | * des poulies de 32 dents imprimés en 3D pour la transmission | ||
+ | * 3 roulements à billes 624-ZZ de 13mm x 5mm (4mm interieur) | ||
+ | * taille des indicateurs: | ||
+ | * taille du régulateur: | ||
+ | * taille du mât: 420mm entre le palier des moteurs et l'axe de rotation | ||
+ | * | ||
+ | |||
+ | ==== Notes de fabrication ==== | ||
+ | |||
+ | === Découpe laser & CNC === | ||
+ | * Export du dxf avec openscad. A l' | ||
+ | * Taille après la découpe : 17,7/18 119,7/120 pour l' | ||
+ | * Du coté de la laser : 1000mm/sec 100% pour traverser. Remarque : il manque le perçage des indicateur pour la vis. | ||
+ | * Du côté de la CNC : 14mm ça peut le faire niveau jeu pour le roulement. Il faudrait tester 3mm de profondeur pour le pocketing plutot que 4, et prendre une fraise plate. également voir pour percer à 10 ou 11mm de diam plutot que 12. | ||
+ | |||
+ | |||
+ | === Impression 3D === | ||
+ | * Pour encastrer à moitié les roulements de 13mm de diamètre externe par 5mm d' | ||
+ | * Pour laisser passer les axes (qui sont des vis de 4mm de diamètre) avec du jeu, j' | ||
+ | * Imprimer la première couche à 0.25mm et avec un flow entre 120% et 130%. Les autres couches avec un flow à 100%. | ||
+ | |||
+ | === Mécanique === | ||
+ | * Le régulateur est déformé par la tension des couroies indicateur. | ||
+ | * Il y a un peu de jeu dans le roulement indicateur solo accentué par la tension dans la courroie et la torsion induite par le déport de la poulie sur le roulement. | ||
+ | |||
+ | === Idées === | ||
+ | * Il faut renforcer le régulateur pour supporter la tension des courroies. Au moins doubler l' | ||
+ | * Un seul roulement pour les indicateurs c'est simple, mais ce n'est pas smooth. La tension des courroies implique une torsion du roulement. Le renforcement du régulateur doit permettre de facilement encastré 2 roulements. | ||
+ | |||
+ | ==== Problèmes de la v1 ==== | ||
+ | - La tension des courroies appliquée directement sur l' | ||
+ | - Les rapports de transmission soient de 16/28 ou de 36/28 ne permettent pas de faire des 1/4 ou des 1/8 de tours proprement. | ||
+ | - Les micro steps sont nécéssaires pour adoucir les accélérations des moteurs et réduire les vibrations. Au moins des 1/4 ou des 1/8 de steps, ce qui réduit d' | ||
+ | - Le sérrage du régulateur et de sa poulie sur son axe laisse à désirer. | ||
+ | - La tension des courroies tent à faire pivoter le mat. | ||
+ | |||
+ | ===== Prototype v2 de Max ===== | ||
+ | ==== Actions pour résoudre les problèmes de la v1 ==== | ||
+ | - Positionner les courroies de transmission au plus pret des mats (à ras). Vu qu'il y a 3 courroies cela nécéssite d'en déporter une à l' | ||
+ | - Entrainer avec les courroies des poulies intermédiaires et des engrenages qui seront chargés de transmettre la rotation aux régulateur et indicateurs sans deformer l'axe de rotation du régulateur. | ||
+ | - Calculer le rapport de transmission pour permettre les 1/8 de tour avec un nombre de pas moteur entier. | ||
+ | - Choisir un rapport de transmission > 2 pour augmenter la vélocité du sémaphore en résuisant la fréquence de pilotage des moteurs et le nombre de pas nécéssaire par mouvement. | ||
+ | - Améliorer le serrage sur l'axe régulateur ? | ||
+ | - Positioner les moteur le long du mat. | ||
+ | |||
+ | ==== Questions ? ==== | ||
+ | * Passer l'axe de rotation régulateur de 4mm à 5mm de diamètre ? => Il faut trouver une tige fileté de 5mm. | ||
+ | * Quelles dimensions pour les engrenages sur l'axe régulateur ? Nombre de dents et épaisseur ? => Plus petit nombre de dent possible qui fit sur des roulements de 13mm à 14mm de diamètre. | ||
+ | * Réduire l' | ||
+ | * Comment placer les moteurs et tendre les courroies ? => Imprimer un support de moteur placable le long de l' | ||
+ | |||
+ | ==== Réponses ==== | ||
+ | * Une poulie GT2 de 28 dents fit sur un roulement de 14mm de diamètre. Avec une poulie sur le moteur de 36 dents, pour obtenir un rapport complet de x2,5, on doit choisir les engrenages avec le ratio : 35 dents / 18 dents. | ||
+ | * Avec une poulie GT2 de 30 dents et toujours une poulie moteur de 36 dents, il faut choisir les engrenages avec un ratio 25 dents / 12 dents. | ||
+ | |||
+ | ===== Premier proto de gaziel ===== | ||
+ | {{ media_08: | ||
+ | |||
+ | ==== BOM ==== | ||
+ | * 3 servos High torques 40*20mm | ||
+ | * 10 m de courroie crantée GT2 6mm | ||
+ | * kit de découpe ossature bois | ||
+ | * Kit d' | ||
+ | * 8 roulements 22x7mm / Diamètre int 8mm | ||
+ | * tige filetée 8mm (~ 150 mm) + 4 écrous | ||
+ | * tige filetée 3mm pour les contrepoids ( optionnel) | ||
+ | * Esp12 ou 32 + shield moteur | ||
+ | * alimentation 12v | ||
+ | * boite en bois | ||
+ | * peinture au choix | ||
+ | |||
+ | ~ 50€ de matériel (en direct de chine) | ||
+ | |||
+ | ==== kit impression 3D ==== | ||
+ | issue de différentes sources thinggiverse : | ||
+ | * [[https:// | ||
+ | * [[ https:// | ||
+ | {{media_12: | ||
+ | |||
+ | ==== kit Ossature bois==== | ||
+ | 1 régulateur + 2 indicateurs | ||
+ | {{ media_12: | ||
+ | {{media_08: | ||
+ | |||
+ | tasseau pour le mat | ||
+ | |||
+ | Récupération d'un caisson d' | ||
+ | |||
+ | impression 3D pour le support écran LCD (optionnel). | ||
+ | {{media_12: | ||
+ | |||
+ | |||
+ | ==== code ==== | ||
+ | |||
+ | essai sur processing : | ||
+ | {{ media_12: | ||
+ | |||
+ | code arduino autonome :( gestion de l' | ||
+ | |||
+ | {{ media_12: | ||
+ | |||
+ | nécessite la lib PS2Keyboard : [[https:// | ||
+ | |||
+ | |||
+ | |||
+ | ==== amélioration ==== | ||
+ | |||
+ | pas de pc, utilisation d'un clavier PS2 pour écrire directement à l' | ||
+ | |||
+ | * [[https:// | ||
+ | * [[https:// | ||
+ | |||
+ | installation d'un écran LCD | ||
+ | * [[https:// | ||
+ | * [[http:// | ||
+ | * [[https:// | ||
+ | |||
+ | étude pour envoyer un tweet via l' | ||
+ | |||
+ | ===== Deuxieme proto de gaziel ===== | ||
+ | |||
+ | Mécanique version simplifié, toute imprimable, adaptable sur un tube PVC | ||
+ | |||
+ | ==== BOM ==== | ||
+ | * kit impression 3D : | ||
+ | * 3 Servos type 9G | ||
+ | * 1 tube | ||
+ | * Colliers plastiques | ||
+ | {{ media_12: | ||
+ | ===== Resources | ||
* [[https:// | * [[https:// | ||
* [[https:// | * [[https:// | ||
- | {{tag>projet | + | |
+ | |||
+ | {{tag>realisations_materielles |
semaphore_projet.1539692457.txt.gz · Dernière modification : 2018/10/16 12:20 de bigMax