Projets:Etude sur l'utilisation d'un Aimant

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Description du projet

Etudier l'intégration d'aimants dans des dispositifs de contrôle.

Il y aura plusieurs études. La première est une étude sur Le magnétique et son utilisation dans un cadre mécanique.


Problématique : remplacer les ressorts de rappels au centre d'un interrupteur à levier ou d'un joystick.

Constat : dans le cadre de procédures de test de manettes de jeux ou de joysicks faites avec B.A.S.I.C.A, nous avons constaté qu'il était très difficile de contrôler ou de modifier la force de maintien au centre.

Le maintien dans la position centrale est rendue possible par la mise en place d'un ressort permettant un déplacement X/Y, associé à un moyen mécanique de maintien central.

Les tests de remplacement du ressort par d'autres plus fins n'ont pas été satisfaisants :

  • Le maintien mécanique ne joue plus son rôle.
  • Les frottements par friction des potentiomètres X/Y ne permettent plus un retour au centre correct.

Cahier des charges

  • On doit pouvoir ajuster le point 'neutre'; "Centrer le levier".
  • L'effort pour bouger le levier doit être constant sur toute la rotation du levier autour de son axe.
  • L'angle de débattement est de +/- 15°.
  • Le modèle de test est simple et comporte le maximum de réglages possibles.
  • La partie électrique n'est pas traitée.

Analyse de l'existant

Pas de modèle existant.

Equipe

  • Christian : Porteur de projet

Matériel nécessaire

  • Colle super-glue.
  • Colle ABS; "Colle pour PVC".
  • Ancien disque dur : récupération de l'aimant du moteur linéaire servant à déplacer la tête de lecture (plus le disque est ancien, plus l'aimant est faible, ce qui est préférable).
  • Pointes à placage acier de diam. 0.90mm, L=35mm ou 25mm; disponibles chez Castorama [1].

Colle PVC Disque Dur Pointes Acier

Outils nécessaires

  • Imprimante 3D; impression en ABS.
  • Micro foret long ; L=20, 0.5; 0.6; 0.9.
  • Perceuse de type "Dremel", modifiée pour tourner à une vitesse très basse, ou perceuse à main.

Coût

Principe

Lorsque les pôles de deux aimants sont de sens contraire, ils s'attirent.

Lorsque les pôles de deux aimants sont de même sens, ils se repoussent.

Réalisation

Les aimants

Nous allons utiliser la force d'attraction de deux aimants.

Les aimants sont démontés d'un vieux disque dur. Plus l'aimant est "puissant", plus la force nécessaire au déplacement du levier sera importante. Les aimants des disques durs récents sont plus "puissants" que ceux de vieux disques durs.

Nous choisirons donc notre disque dur en conséquence. Cependant, il est toujours possible de diminuer la force d'attraction en réduisant la taille des aimants ou l'écart entre eux.

Pour ajuster la taille des aimants, les couper avec une scie 'diamant' montée sur une Dremel ou les casser à l'aide de deux pinces.

Pour séparer l'aimant de son support en métal, utiliser une source chaude dirigée ou en contact avec le support (~200°).

Après 1 ou 2 minutes de chauffe, séparer l'aimant de son support à l'aide d'un cutter.

Coller avec de la super-glue un morceau d'aimant sur les deux glissières. Il faut veiller à ce que les aimants soient collés de façon à ce qu'ils s'attirent.

  • Aimant collé
  • Deux Aimants
  • Montage levier

    Une fois les leviers imprimés, poser un morceau de fil 1.75 mm (blanc sur la photo), et coller les deux parties avec la colle pour plastique.

    En s'aidant du pré-perçage de l'axe des leviers, agrandir le trou du passage de la pointe acier avec un foret de 0.5mm ou 0.6mm, mais pas trop. L'axe doit être maintenu.

    Le foret doit tourner à une vitesse très réduite, (60 t/mn), sinon le plastique risque de fondre.

  • Levier avant collage
  • Collage Levier
  • Base du levier

    En s'aidant du pré-perçage de l'axe des support du levier, agrandir le trou du passage de la pointe acier avec un foret de 0.9mm, le but étant de réaliser un trou suffisamment grand pour laisser la rotation de l'axe libre mais sans jeu.

    Le foret doit tourner à une vitesse très réduite, (60 t/mn), sinon le plastique risque de fondre.

    Axe du levier

    A l'aide d'un micro-chalumeau, chauffer l'endroit où la pointe doit être tordue.

    Une fois portée au rouge vif (nécessaire autrement la pointe ne se tord pas), tordre à 90°, à 5 mm de l’extrémité de la pointe acier.

  • Pointe coudée
  • Montage final

    Positionner l'axe du levier dans l'axe du support et glisser la pointe coudée.

    Vérifier que le dispositif fonctionne sans frottement et sans jeu.

    Glisser les aimants dans les glissières du levier et du support.

    Il est possible d'ajuster les deux aimants en site et en azimut de façon à trouver le meilleur fonctionnement.

  • Vue 1
  • Vue 2
  • Version 2

    Nouvelle version du dispositif

    Cette nouvelle version diffère sur 3 points:

    • Nouvelle base plus solide au niveau des glissières et du socle, et axe du levier décentré.
    • Levier dissymétrique.
    • Utilisation d'aimants du commerce.

    Images et Vidéo

  • Ensemble

  • Télécharger les plans en PDF

    Télécharger Les fichiers STL


    Vidéo sur l'utilisation de la version 2:[2]


    Les aimants du commerce permettent une meilleure reproductibilité du système, notamment lorsque ce principe est appliqué dans la réalisation d'objets fonctionnels.

    Nous avons utilisé des aimants de différentes formes (ronde, carrée et rectangulaire) et de différentes épaisseurs.