Projets:Magic joystick 2022

Equipe (Porteur de projet et contributeurs)

• Porteur du projet :Jonathan
• Concepteurs/contributeurs :Christian, Alexandre, Théo, Aexandre
• Fabmanager référent :Delphine
• Responsable de documentation :Delphine

Matériel nécessaire

• pièces en impression 3D
• boîtier en contreplaqué découpé au laser
• 1 feuille de rohodoide pour fabriquer des rondelles qui servent de cales si nécessaire
• Joint torique miniature diamètre interieur 3mm, diamètre exterieur 5mm
• 12 aimants néodyme 3x3mm N52
• tige en laiton, diamètre 0.8mm
• lubrifiant silicone liquide (1 goutte!)
• capteur de positionnement MLX90333 ou utiliser un capteur MLX90393 qui permette une récupération des axes x,y,z, voir par exemple chez adafruit https://www.adafruit.com/product/4022 , ou chez sparkfun : https://learn.sparkfun.com/tutorials/qwiic-magnetometer-mlx90393-hookup-guide. Si choix du capteur MLX90393, il faudra remodéliser la pièce sur laquelle il s'intègre.
• écran OLED 0.96 128x64 pixels
• convertisseur 12bits analogique/numérique ADS1015 (pas besoin si on utilise la librarie du capteur à effet de hall pour lire les données numériques, pas encore réalisé)
• Raspberry Pi 3 + carte SD avec système Raspbian 10 «Buster» et configuration spécifique
• carte PiCAN2 pour Raspberry Pi
• résistances : 2 x 1k8, 2 x 3k3
• interrupteur double «normally closed» (pour arrêt d'urgence)
• cables de connection R-net
• cable en Y pour capture des trames r-net

Visserie : Pour les vis avec tête, prendre des vis tête cylindrique ou empreinte creuse 6 pans( pour clef allen ) pour éviter que cela dépasse sur l'extérieur

• 4 vis sans tête miniature bout plat en matériau magnétique (acier) de 3mm de diamètre et 4 à 5mm de longueur
• 2 vis avec tête, de 3mm de diamètre et 15 à 20mm de longueur en matériau non magnétique (inox, laiton ou aluminium, attention l'inox peut-être plus ou moins magnétique selon sa qualité)
• 3 vis avec tête en matériau non magnétique, de 3mm de diamètre et 30mm de longueur
• 2 vis avec tête, de 3mm de diamètre et 6mm de longueur en matériau non magnétique pour tenir le capteur
  • on peut aussi utiliser des vis de 2.5mm de diametre et de 6 à 8mm de longueur en matériau non magnétique ( pas besoin de tarauder)
• 4 vis avec tête non magnétiques, de 3mm de diamètre et 12 à 15mm de longueur pour tenir le dessous du joystick

Outils nécessaires

• fer à souder
• imprimante 3D
• découpe laser (pour le boîtier)
• Jeu de clé allen ou tournevis avec empreinte hexagonale (équivalent clé allen) de 1.5 pour vis sans tête de 3mm. Prendre aussi du 2 et du 2.5
• tournevis adapté selon le type de tête des autres vis
• Porte tarauds ou équivalent
• Jeu de tarauds de 3mm (passe 1, 2, 3)
• fraise à main de 3mm
• Jauge de filetage (outil pour mesurer filetage qui sert à ajuster le filetage imprimé)
• pince coupante
• pince non coupante (embout plat)
• limes plates (pour limer les angles des impressions 3D)
• feutre indélébile (pour marquer les aimants)
• batons de sucette (pour manipuler les aimants, et éventuellement la tige du joystick)
• colle néoprène
• dremel

Fichiers source

• Télécharger les STL à imprimer

Etapes de fabrication pas à pas

Imprimer les pièces

• Imprimer les pièces en PLA ou ABS avec une densité de 60%, qualité de 0.15mm, et des supports uniquement en contact avec le plateau
• Durée d'impression : environ 13 heures

vue d'ensemble des pièces à imprimer sauf la pièce "Fond" qui ne figure pas sur ce plateau

Bien vérifier que les pièces intermédiaires (m-joy2 et m-joy2-2) et les pièces extérieures (m-joy1 et m-joy1-2) aient la fente vers le haut.

leftImpression pièces intermédiaires fente vers haut

Impression pièces extérieures fente vers haut

Le corps du joystick et le fond doivent être imprimées partie couvercle vers le haut pour le fond, et partie inférieure vers le haut pour le corps.

Sens d'impression des pièces "corps" et "fond"

Préparer le porte aimant pour manipuler les aimants

Avec un baton de sucette, insérer en force un aimant à l'extrémité du tube dans le tube. Cela permet de venir positionner ou retirer les aimants plus facilement. On peut ainsi coller les aimants les uns au-dessus des autres.

Vue de l' aimant enfoncé à l'extrémité du baton de sucette

Vue des aimants collés les uns aux autres sur le porte aimant

Préparer les aimants

• Mettre les aimants les uns sur les autres pour connaitre leur nord/sud et faciliter le marquage.

• Colorier au stylo indélébile une face de l'aimant (Nord ou Sud) et répéter l'opération pour l'ensemble des aimants afin qu'ils soient tous marqué du même côté (nord ou sud)

• Stocker les aimants sur le porte aimants

Marquage des aimants au stylo indélébile

Porte aimant avec les aimants les uns sur les autres

Préparer les pièces imprimées

Ajuster le filetage des pièces intérieures "Limiteur" et "Porte hall"

Avec l'outil "Jauge de filetage" repasser avec le bon pas de vis (ici 1.5mm) dans le filetage pour que celui-ci soit bien ajusté en enlevant les aspérités de l'impression.

Les pièces intérieures "Limiteur" et "Porte hall" avec l'outil "jauge de filetage" et l'outil de mesure de filetage qui peuvent servir l'un comme l'autre à lisser le filetage existant

Tarauder la pièce intermédiaire "m-joy2"

Les deux pièces intermédiaires ne sont pas identiques. Le "m-joy2-2" a des trous de 3 pour que les vis passent mais il faut tarauder le "m-joy-2" dont les deux trous mesurent 2.5 de diamètre pour que les vis se prennent bien dans le filetage.

• Tarauder les 2 trous de 2.5mm avec le taraud de 3mm, passe 1, et éventuellement passe 2 ensuite au besoin,

AJOUTER IMAGE des trous à tarauder.

Préparer les trous des pièces intermédiaires "m-joy" et "m-joy2"

Les deux pièces ont un trou qui passe de 3mm de diamètre à 2mm de diamètre à mi hauteur afin de bloquer l'aimant.

AJOUTER IMAGE DES TROUS A FRAISER

• Avec une fraise de 3mm (pour faire un fond plat pour que l'aimant puisse bien se poser au fond), fraiser les trous jusqu'à mi hauteur (profondeur de 1.5mm)

Fraisage avec fraise de 3mm

• Vérifier que l'aimant se loge de part et d'autre de chaque pièce afin que les deux pièces soient parfaitement collées l'une à l'autre quand on les assemble.

Aimant positionné dans le trou de la pièce intermédiaire pour se glisser dans l'autre pièce intermédiaire en vis à vis

Pièces intermédiaires assemblées avec l'aimant logé à l'intérieur de chacune d'elle

Taraudage des pièces extérieures m-joy1 et m-joy1-2

• Avec le taraud de 3mm de diamètre numéro 1, tarauder la pièce extérieure du côté où le trou est en contrebas vis à vis de la surface de la pièce. De cette manière on a un guide pour tarauder et on évite d'évaser le trou ce qui serait le cas si on prenait la face où le trou est à fleur de la surface.

Sens de la pièce pour faire le taraudage

Taraudage support capteur (corps principal du joystick)

• Avec le taraud de 3mm de diamètre passe1, tarauder le support capteur où viendront se loger les vis de 3mm de diamètre et 25mm de haut.

Afin de guider le taraudage, nous utilisons une des pièces extérieures que nous venons positionner dessus.

Positionnement de la pièce extérieure sur le corps du joystick (STL support capteur)

Positionnement de la pièce extérieure sur le corps du joystick (STL support capteur) de manière à ce que les trous soient bien en face à face avant de tarauder

Préparation du bouton du joystick

Il y a 4 versions qui ont été modélisés pour le bouton du joystick (nommés ainsi dans le dossier des STL: m-joy-3, m-joy-3-2, m-joy-3-3, et m-joy-modulable sur lequel on peut interchanger le bouton).

Ici nous choisissons de préparer la première version dont les STL se nomment "pastille-4" (pièce incurvée pour manipuler le joystick) et son support "m-joy modulable".

Pastille-4 monté sur le support m-joy-modulable avec un batonnet entre les deux pour les assembler

Dans cette vidéo, retrouver la présentation des 4 étapes de préparation de la pièce également détaillées en image juste après.

• Vérifier que l'aimant se loge dans le trou (il doit rentrer et sortir facilement). Attention il y a un sens pour insérer l'aimant qui ne peut rentrer que de ce côté puisqu'il est bloqué de l'autre par un diamètre plus petit.

Trou pour insérer l'aimant sur le m-joy modulable

• Vérifier sur la face supérieure, que les supports des boutons rentrent bien à l'intérieur du trou prévu à cet effet

• A l'aide d'un forêt de 0.5mm, repercer les trous latéraux afin que les axes en laiton s'y insèrent bien sans trop de jeu mais suffisament pour que cela puisse tourner

• bien dégager le trou sur la face du dessous pour la fixation de la tige qui suportera l'aimant qui va venir qu-dessus du capteur.

Montage

Afin de vérifier que les pièces soient correctement préparées, effectuer le montage sans les aimants. Il ne doit y avoir aucun frottement pour que le montage soit valide. Sinon limer les pièces qui provoquent les frottements.