E-poignée : Différence entre versions

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====Modélisation 3D et fabrication de la e-poignée====
 
====Modélisation 3D et fabrication de la e-poignée====
La modélisation 3D et la fabrication sont réalisées en [http://www.plateforme-c.org/ Plateforme C] au fablab de Nantes :
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La modélisation 3D et la fabrication, des pièces principales de la e-poignée, sont réalisées en [http://www.plateforme-c.org/ Plateforme C] au fablab de Nantes. Elles utilisent des logiciels [http://fr.wikipedia.org/wiki/Open_source open source], pour :
*La modèlisation 3D des pièces principales de la e-poignée est réalisée à l'aide du logiciel [http://www.openscad.org/ Openscad].
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*La modèlisation 3D [http://www.openscad.org/ Openscad] qui génère un [http://en.wikipedia.org/wiki/STL_%28file_format%29 fichier stl]).
*La fabrication de ces pièces est réalisée sur [http://fr.wikipedia.org/wiki/Impression_tridimensionnelle imprimante 3D] à partir de deux logiciels :
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*La fabrication sur [http://fr.wikipedia.org/wiki/Impression_tridimensionnelle imprimante 3D] :
**[http://slic3r.org/ Slic 3r] est un outil qui translate un modèle digital 3D en instructions interprétables par une imprimante 3D. Il découpe le modèle en couches horizontales et génère les chemins adéquats pour remplir ces couches. [http://slic3r.org/ Slic 3r] est configuré à partir du fichier config-withendstop[1].ini, sans doute une variante du [[fichier : config-withendstop.ini]]. Il génère le [http://fr.wikipedia.org/wiki/Programmation_de_commande_num%C3%A9rique G-CODE].
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**[http://slic3r.org/ Slic 3r] qui translate un modèle digital 3D ([http://en.wikipedia.org/wiki/STL_%28file_format%29 fichier stl]) en instructions interprétables par une imprimante 3D. Il découpe le modèle en couches horizontales et génère les chemins adéquats pour remplir ces couches. [http://slic3r.org/ Slic 3r] est configuré à partir du fichier config-withendstop[1].ini, sans doute une variante du [[fichier : config-withendstop.ini]]. Il génère le [http://fr.wikipedia.org/wiki/Programmation_de_commande_num%C3%A9rique G-CODE].
**[http://www.pronterface.com/ Pronterface] pour le pilotage de l'[http://fr.wikipedia.org/wiki/Impression_tridimensionnelle imprimante 3D] à partir du [http://fr.wikipedia.org/wiki/Programmation_de_commande_num%C3%A9rique G-CODE].
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**[http://www.pronterface.com/ Pronterface] qui pilote l'[http://fr.wikipedia.org/wiki/Impression_tridimensionnelle imprimante 3D] à partir du [http://fr.wikipedia.org/wiki/Programmation_de_commande_num%C3%A9rique G-CODE].
 
=====Contraintes=====
 
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Les contraintes de la e-poignée USB sont réunies dans le tableau ci-dessous. La colonne ''Résultat'' sera renseignée au moment de l'évaluation.
 
Les contraintes de la e-poignée USB sont réunies dans le tableau ci-dessous. La colonne ''Résultat'' sera renseignée au moment de l'évaluation.

Version du 30 décembre 2014 à 19:34


Une poignée de substitution

Xl.png

Contributeur·ice·s

Statut du projet

Prototype

Statut de la publication

License

CC-by-sa-3.0

Inspiration

Besoin de créer un objet qui n'existait pas

Fichiers source

Machines

Lien




Introduction

La e-poignée se substitue à la poignée du couvercle de la casserole. Ses fonctionnalités sont, d'une part, de reconduire la fonctionnalité de manutention du couvercle, d'autre part, d'introduire une nouvelle fonctionnalité. Celle-ci consiste en la mesure de la température. En fonction du mode de transmission choisie (USB, Ethernet ou WI-FI), Trois types de e-poignée sont envisagés.

e-poignée USB

Le rendu de la vue éclatée de la e-poignée permet de matérialiser ses différents éléments. Chaque élément possède un repère numérique qui apparaît entre crochets [], par exemple, la jupe [8].

Les éléments essentiels sont :

  • une entretoise M5 [15]qui permet la fixation de la e-poignée sur le couvercle [18] de la casserole.
  • Un thermocouple [16] appliqué sur l'entretoise M5 [15]. Il effectue la mesure de la température sur le couvercle [18].
  • Un module électronique [6] qui reçoit en entrée le thermocouple [16], traite le signal reçu et met périodiquement à disposition sur une embase USB la mesure de la température.
  • Un câble [17] mini USB réalise la connexion avec l'ordinateur.

La e-poignée USB est constitué de 3 pièces fabriquées en plateforme C sur l'une des imprimantes 3D Asimov (en vert sur le croquis et de haut en bas) :

  • Le logo [1],
  • Le top [4],
  • La jupe [8] (elle est coupée sur la vue éclatée pour mettre en évidence l'assemblage des pièces).

Elle est complétée :

  • D'un jeu de visserie (en gris sur le croquis : vis, entretoises, rondelles, écrous),
  • D'un module [6] de mesure de la température situé au dessus de la jupe [8] (en orange sur le croquis),
  • D'un isolateur [10] situé au dessous de la jupe [8] (en orange sur le croquis).

Une nomenclature permet de répertorier les éléments de la e-poignée USB :

Nomenclature de la e-poignée
Désignation Fournisseur Référence Repère Qte
Logo
Plateforme C
1
1
Top
Plateforme C
Donnée 2C
4
1
Jupe
Plateforme C
Donnée 3C
8
1
Module équipé de mesure de la température
Phidgets
1051
6 & 17
1
Isolateur thermique
Régis LERUSTE
10
1
Thermocouple K - TP01
Gotronic
14460
16
1
Jeu de visserie
1
•• VIS M3 - TCBL POZI M3X6 INOX A2 DIN 7985
BRICOVIS
TCBLZ03/006A2
2
4
•• Rondelle éventail denture extérieure AZ 0 3 INOX A2 DIN 6798 A
BRICOVIS
RONAZ03A2
3
4
•• ENTRETOISE HEXAGONALE M3X10 SIX PANS 5.5 FEM/FEM LAITON NICKELE
BRICOVIS
ENTH03/010FFLAINIS
5
4
•• Rondelle éventail denture extérieure AZ 0 3 INOX A2 DIN 6798 A
BRICOVIS
RONAZ03A2
7
4
•• Entretoise M3
HPC
MPB3-5/B
9
4
•• Rondelle éventail denture extérieure AZ 0 3 INOX A2 DIN 6798 A
BRICOVIS
RONAZ03A2
11
4
•• Vis M3 - TCBL POZI M3X5 INOX A2 DIN 7985
BRICOVIS
TCBLZ03/005A2
12
4
•• ECROU AUTOFREINE SNEP H100 M5 Z.BLANC
BRICOVIS
ECRSNEH100/005ZN
13
1
•• Rondelle éventail denture extérieure AZ 0 5 INOX A2 DIN 6798 A
BRICOVIS
RONAZ05A2
14
1
•• ENTRETOISE HEXAGONALE M5X16 MALE-FEMELLE Z.BLANC
BRICOVIS
ENTH05/016MFZN
15
1
Couvercle de la casserole
18
1

Modélisation 3D et fabrication de la e-poignée

La modélisation 3D et la fabrication, des pièces principales de la e-poignée, sont réalisées en Plateforme C au fablab de Nantes. Elles utilisent des logiciels open source, pour :

Contraintes

Les contraintes de la e-poignée USB sont réunies dans le tableau ci-dessous. La colonne Résultat sera renseignée au moment de l'évaluation.

Contraintes
Contrainte Observation Résultat
1 Fixation M5 sur le couvercle Usage sur tout type de couvercle avec poignée démontable
2 Application du thermocouple sur le couvercle
3 Fixation du circuit imprimé
Ici
4 Accessibilité du bornier de connexion du thermocouple
Ici
5 Accessibilité de l’embase USB (connexion du câble)
Ici
6 Reconduire la fonctionnalité de manutention de la poignée
7 Incrustation du logo
8 Incrustation du sigle USB
9 Peinture (couleur du logo : vert, orange, gris)
10 Tenue en température (65 à 100°C)
11 Assurer la fonction complémentaire de milieu de table
12 Etanchéité au ruissellement
13 Assemblage facile Pas d'outillage spécifique
Dimensions

Les dimensions de la e-poignée USB tiennent compte de la morphologie de la main et des dimensions propres du module de mesure de la température . Les dimensions communes aux trois pièces (jupe [8], top [4] et logo [1]) sont consignées dans le fichier Openscad Media : dim1.scad, les dimensions du CI sont exprimées en pouces et converties en mm, un extrait de ce fichier est donné ci-dessous : CC=25.4;//Coefficient de Conversion (pouce -> mm) L1=1.6*CC;//longueur du CI L2=1.3*CC;//entre axes des trous de fixation du CI l1=1.2*CC;//largeur du CI l2=0.9*CC;//entre axes des trous de fixation du CI r=(0.125*CC)/2;//rayon de percage des trous de fixation du CI e=0.1*CC;//epaisseur des parois R=37.15;//Rayon du cercle de revolution du tore

La jupe

La jupe [8] habille la partie inférieure de la e-poignée. Le logiciel Openscad après compilation du code contenu dans le Fichier:Jupe.scad génère le rendu en 3D correspondant à :

Jupe.png

Elle a la forme d'un parallélépipède (cube dans la terminologie d'Openscad) dont les angles sont arrondis, elle est constituée de 4 flancs latéraux et d'une partie supérieure appelée plateforme. Cette plateforme est percée de 4 trous qui permettent, au dessus, la fixation du CI [6], et au dessous, la fixation de l'isolateur [10] qui a les mêmes dimensions que le CI [6]. Pour tenir compte de la contrainte thermique due à la proximité de la jupe [8] et du couvercle [18], Il est nécessaire d'éviter leur contact, mieux, ménager un petit espace entre eux. En outre, cet espace constitue l'entrée d'un flux d'air ambiant. Ce flux d'air sort par une ouverture prévue sur la plateforme. Cette aération naturelle permet de maitriser la température sous la jupe [8] et donc celle du CI [6]. La hauteur de la jupe hj est ajustée en conséquence. En complément, une goulotte permet le passage du câble du thermocouple.

La vue de dessous de la jupe [8] permet de mettre en évidence

Jupe vdd.png

ses longueurs (intérieure et extérieure) et ses largeurs (intérieure et extérieure). Elles correspondent a celles du CI [6] (Longueur L1, largeur l1) auxquelles viennent s'ajouter un multiple de l'épaisseur e des parois, soit :

  • Longueur extérieure = L1+4*e, Longueur intérieure = L1+2*e,
  • largeur extérieure = l1+4*e, largeur intérieure = l1+2*e.

Le code utilise principalement les instructions "rotate", "difference", "union" et "minkowski".

  • L'instruction "rotate" réalise une rotation de 180 degrés nécessaire a l'impression 3D.
  • L'instruction "différence" va permettre de retirer de la matière aux endroits adéquats.
  • L'instruction "union" va permettre de grouper le grand cube et la goulotte.
  • L'instruction "minkowski" effectue la somme d'un parallélépipède (cube) et d'un cylindre, ce cylindre va arrondir les angles du cube, la somme "minkowski" est calculée selon les 3 axes (x, y et z) et prend en compte les dimensions du cube et du cylindre.

Dans ce contexte :

  • l'instruction "minkowski" permet les constructions successives d'un "grand cube" et d'un "petit cube".
  • l'instruction "difference" génère la jupe [8] par soustraction du "grand cube" et du "petit cube" ,

Pour gérer correctement les dimensions, il convient :

  • selon l'axe z, pour obtenir la hauteur hj, il faut dimensionner la hauteur du cube et celle du cylindre à hj/2.
  • selon les axes x et y, :
    • le "grand cube", dimensionne son cube aux dimensions (L1, l1) du CI [6], et le rayon de son cylindre à 2*e,
    • le "petit cube", dimensionne son cube aux dimensions (L1, l1) du CI [6], et le rayon de son cylindre à e,

Pour quantifier les dimensions énoncées ci-dessus, il faut additionner aux dimensions (L1 ou l1) du CI [6] 2 fois celle du rayon du cylindre (celui situé sur la partie gauche et celui situé sur la partie droite de la jupe [8]), soit :

  • Longueur extérieure = 1,6+4*0,1 = 2 pouces, Longueur intérieure = 1,6+2*0,1 = 1,8 pouces,
  • largeur extérieure = 1,2+4*0,1 = 1,6 pouces, largeur intérieure = 1,2+2*0,1 = 1,4 pouces.

Les instructions du code sont les suivantes : //Construction de la jupe difference(){

//Contruction du grand cube et de sa goulotte : union(){ minkowski(){ cube(size = [L1,l1,hj/2], center = true); cylinder(h = hj/2, r = 2*e, center = true); } translate([-((L1/2)+(3*e/2)),0,0])cylinder(h = hj, r = 5*r, center = true); //Goulotte } //Construction du petit cube : translate([0,0,-e])minkowski(){ cube(size = [L1,l1,hj/2], center = true); cylinder(h = hj/2, r = e, center = true); }

//Percage des trous de fixation : translate([L2/2,l2/2,hj/2])cylinder(h = hj/2, r = r, center = true); translate([-L2/2,-l2/2,hj/2])cylinder(h = hj/2, r = r, center = true); translate([-L2/2,l2/2,hj/2])cylinder(h = hj/2, r = r, center = true); translate([L2/2,-l2/2,hj/2])cylinder(h = hj/2, r = r, center = true);

//Ouverture pour le passage du cable du thermocouple dans la goulotte : minkowski(){ translate([-((L1/2)+(1.5*e)),0,0])cube(size = [3*r,r/2,1.1*hj], center = true); cylinder(h = hj/2, r = e, center = true); }

//Ouverture pour ventilation translate([0,0,hj/2])cylinder(h = hj/2, r = L2/2, center = true); } }

Le top

Média:top.scad

Top.png

Média:logo.scad

Logo.png
L'isolateur
Le module de mesure de la température

Le module de mesure de la température est approvisionné au Canada, il s'agit d'un module électronique [6] qui reçoit en entrée le thermocouple [16] et fourni en sortie sur une embase USB la température mesurée. Compte tenu du coût élevé de ce module, une étude basée sur l'utilisation d'un microcontrôleur est envisagée. Elle fait l'objet d'un projet séparé.

e-poignée Ethernet

e-poignée WI-FI

Notes et références

Modèle:Références