Projets:Contacteur tête

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Contacteur tête

Contacteur-tete final small.jpg

Informations
Description Contacteur ON/OFF déclenché par mouvement de la tête pour contrôler la fonction marche/arrêt du joystick du fauteuil
Catégorie Motricité
Etat d'avancement En cours
Techniques impression 3d, électronique
Durée de fabrication
Coût matériel
Niveau
Licence by-sa
Date de création 2024-01-12
Équipe
Porteur de projet Christophe M.
Contributeurs Elektron, Myriam
Fabmanager Delphine
Référent documentation Delphine
Nom humanlab Humanlab_MHK
Documentation
Statut de la documentation Partielle
Relecture de la documentation Non vérifiée

Description du projet

Contacteurs ON/OFF déclenché par mouvement de la tête pour contrôler d'un côté la fonction marche/arrêt du joystick du fauteuil et de l'autre côté la vitesse du fauteuil de manière incrémentale (chaque click augmente la vitesse de 1 et revient ensuite à 0). Le contacteur actuel provenant du commerce est cher, fragile et le bras support qui permet de le fixer sur le fauteuil est extrêmement imposant. Nous cherchons une alternative plus légère et à moindre coût.

Cahier des charges

  • contacteur plus petit que celui utilisé actuellement
  • bras de fixation plus léger et moins encombrant que celui utilisé actuellement
  • système de fixation facile à mettre en place et à enlever
  • système de fixation robuste
  • le contacteur ne doit pas se déclencher de manière intempestive (à cause de vibrations pendant des trajets par exemple)
  • le bras de fixation doit être ajustable pour l'orienter correctement par rapport à la position de la tête

Analyse de l'existant et liens utiles

Matériel

Fichier excel de l'ensemble des composants du prototype, pièces imprimées et à commander, qui sont listées également ci-dessous

A commander

Atlantique composants

Otelo

RS Composants

Bricovis

Maintien fauteuil pour deux exemplaires du prototype
Ensemble bouton

Étapes de fabrication pas à pas

Outils

  • Visseuse
  • Imprimante3D
  • Ciseaux
  • Tournevix torx
  • Poste à souder

Coût

Fichiers source

PCB

Télécharger les fichiers Kicad pour la réalisation du PCB

Impressions 3D

Télécharger le zip qui contient les STL à imprimer en 3D

Télécharger les fichier STEP des modélisations 3D en cas de nécessité de transformer les originaux

  • Accroche_L x2
  • Accroche_R x2
  • Fixation_Dessus R x1
  • Fixation_Dessus L x1
  • Molette x 2 (maintien fauteuil)
  • Complément x2 (maintien fauteuil)
  • Rot F Filetage x2
  • Bouton Dessus (ensemble bouton) x2
  • Porte switch (ensemble bouton) x2
  • Embase Femelle (ensemble bouton) x2
  • Fil pour impression 3D

  • Accroche L

  • Accroche R

  • Bouton dessus

  • Bouton dessous

  • Complément dessous

  • Complément dessus

  • Femelle dessous

  • Femelle dessus

  • Fixation dessous

  • Porte switch dessous

  • Porte switch dessus

  • Fixation dessus

Etapes de fabrication pas à pas

Préparation des éléments sur le PCB

Riveter les anneaux sur le PCB avec l'outil qui figure sur la photo ci-dessous

Outil pour riveter les inserts métalliques sur le PCB


Souder les écrous sur le PCB (Écrou Hu M2 Laiton Brut DIN 934)

  • Positionner les écrous sur le verso du pcb (le côté où on soude) en insérant les vis inox M2-16 de l'autre côté du pcb afin qu'ils soient bien placés.

  • Vissage écrous

  • écrous positionnés avant soudure


  • Une fois vissés à fond, souder les écrous sur le PCB

  • Soudure écrous

  • Ensemble des trois écrous soudés

Positionner et souder les ends/stops

  • Positionner dans le bon sens les end/stop de manière à ce que la roulette du end/stop ne se trouve pas face au trou qui empêcherait la tige qui maintient le capot du contacteur de monter et descendre à cause du frottement.(Voir photo de la mauvaise position)

  • Mauvais sens positions end/stop. ici le tournevis figure la tige de la vis qui entrainerait un frottement contre la roulette du end/stop

  • Bon sens positions end/stop


  • Souder les end stop de l'autre côté du PCB

  • Positionnement des end/stop

  • end/stop soudés


  • Vérifier avec un multimètre quel pin fait le contact quand on appuie (le pin du bas représente la terre et le pin du milieu est bien celui qu'il nous faut pour que le contact se fasse quand on appuie dessus.

Préparation des impressions

Vérifier que les trous sur les pièces imprimées sont bien formées à l'aide d'un fôret de diamètre 2mm, reformer les trous. La vis (2-22) doit pouvoir passer à travers les deux pièces (Bouton et Porte switch)

Les trois pièces imprimées (Bouton.stl, Porte_switch.stl et femelle.stl) où il faut vérifier et reformer les trous.



Porte switch

Vérifier que les trous de la pièce imprimée pour la partie intermédiaire du bouton (Porte switch) soient suffisamment bien formés pour que le tournevis torx de 2mm puisse passer au travers. Au besoin se servir d'un fôret d'un peu plus que 2mm. Les vis (avec la partie non filetée), serviront d'axe pour que le bouton revienne à sa position initial après un appui et il ne faut pas que cela frotte.

  • utilisation d'un petit fôret pour reformer les trous

  • Vérification que le tournevis torx passe bien à travers les trous


Vérifier que les vis se mettent bien en les vissant dans les trous les plus petits quand on regarde l'intérieur de la pièce. Pas les trous censés accueillir les écrous du PCB, les autres.

  • Trous où doivent passer les vis

  • Vérification des trous du Porte_switch

  • Vissage des vis dans les trous prévus


Bouton

Agrandir ensuite les trous de la partie supérieure du bouton (Bouton.stl), avec le petit fôret car en sortie d'impression ils sont inférieurs à la taille des vis. Le filetage va se former grâce à la vis plastique (TO DO:METTRE REF). Vérifier avec un fil fin (type étain) la profondeur jusqu'à laquelle il faut aller avec le fôret et faire la marque sur le fôret. Cependant ce n'est pas très grave si le trou perce la partie supérieure puisqu'elle sera recouverte de silicone.

Le dessous de la pièce Bouton avec les trois trous à reformer



Afin de rendre le bouton plus agréable au contcat de la tête, nous l'avons recouvert de silicone en le faisant tourner sur un tour toute une nuit à vitesse très lenter de manière à ce que le silisone se répartisse bien de manière homogène.


Femelle

La pièce Femelle est la plus fragile. Nous l'avons imprimé en deux exemplaires en cas de casse.

Les trois trous de la pièce Femelle à vérifier
Insertion d'une vis pour vérification des trous de la pièce Femelle


Vérification de l'assemblage

Une fois terminé, positionner le PCB dans le capot du contacteur (Bouton) en positionnant les trous du PCB sertis d'un anneau (ceux qui n'ont pas d'écrous sur l'autre face), en face des trous de la pièce Bouton.

Position du PCB dans la pièce Bouton en étant en face des trous


Visser à environ la moitié les vis avec le pcb entre le Bouton et la vis . Ces vis vont servir d'axe pour faire monter et descendre le PCB à l'intérieur du bouton, c'est la raison pour laquelle elles sont partiellement filetées de manière à ne pas provoquer de frottement. Vérifier au fur et à mesure du vissage que le pcb arrive bien à remonter seul quand on appuie dessus. Les vis vont dans les trous qui ont des anneaux sertis sur le PCB pour se loger derrière dans les trous du Bouton.

Vissage PCB au Bouton


Pour vérifier que tout fonctionne correctement, prendre ensuite les 3 vis de 2-16 que l'on insère dans la partie imprimée intermédiaire (Porte switch) afin de les visser sur les trous du pcb sur lesquels on a soudé les écrous. Visser le tout, et vérifier si on voit que l'ensemble se relève correctement. On peut ajuster ensuite avec les petites vis.


Une fois le réglage validé, enlever les vis que l'on vient de mettre, cette phase est indispensable pour vérifier le bon fonctionnement, on ne peut donc pas sauter cette étape.


On ajoute ensuite la partie imprimée restante (pièce Femelle.stl) qui sert de socle du bouton à travers lequel le fil va passer. Bien positionner en face des trous et revisser les vis. Vérifier de nouveau que le bouton remonte bien quand on appuie dessus.

  • Assemblage support switch

  • Assemblage support switch

  • Vissage embase (pièce imprimée "Femelle") et Porte switch



Visser la partie filetée de la pièce orange qui sert d'embase au flexible à la pièce imprimée.

Vissage embase filetée orange sur Pièce Femelle


Assemblage de l'attache clipsable au fauteuil

Molette

Insérer entièrement dans la molette imprimée en 3D le boulon de manière à ce que sa tête soit en contact avec la molette


  • Molette imprimée en 3D et boulon

  • Molette assemblée


Complément de fixation

Prendre ensuite la pièce imprimée "complément de fixation" et y insérer en force l'écrou.

  • Insertion écrou dans complément de fixation

  • Insertion écrou dans complément de fixation


Assemblage du complément de fixation sur la pièce Accroche L

Visser ensuite cet ensemble avec les petites vis plastite Torx 3/10 sur la grande pièce imprimée.

  • Complément fixation avec son écrou avant positionnement sur la pièce AccrocheL

  • Complément fixation avec son écrou une fois positionné sur la pièce AccrocheL


Avec outil spécialement fabriqué pour l'occasion mais qu'on peut trouver dans le commerce (foret limé au bout pour avoir un diamètre plus fin au bout), on a refait les trous pour que les vis rentrent bien dans leurs logements sur la grande pièce. La tête des vis fait 5.5mm et cet outil permet d'être bien au centre du trou


Assemblage Accroche L avec Accroche R


Ensuite on assemble l'autre grande pièce imprimée (Accroche R) par dessus et on visse l'ensemble avec les vis Torx de 3/25. on prévisse en commençant par les extrémités. Terminer le vissage avec la visseuse.

  • Assemblage des deux parties Accroche R et Accroche L

  • Prévissage d'abord des extrémités

  • Prévissage de l'ensemble

  • Ensemble vissé


Une fois vissées, on voit les traces du passage de la vis (se fendille légèrement) , mais cela ne pose pas de problème, on les voit dès la fin de l'impression.

Traces des vis à travers le plastique


On reperce ensuite le trou d'une des languette avec un foret de 5 car avec l'impression le trou ne fait pas tout à fait 5.

Reperçage trou de la languette de la pièce Accroche


C'est dans ce trou que l'on insère ensuite la molette, qui servira à bloquer le support sur le fauteuil. Vérifier qu'elle passe bien et l'enlever.

Insertion molette


Positionner ensuite l'embase du flexible (la pièce imprimée "Fixation" sur le dessus. Il n'y a pas de sens spécial pour le mettre. Se munir des 4 vis. pour le fixer. Ici le cable n'a pas été encore inséré donc on devra démonter pour le faire passer à l'intérieur du flexible.

  • Pièce fixation (embase flexible) avant d'être positionnée

  • Pièce fixation positionnée sur l'assemblage Accroche


Montage final

Finalisation du bouton

Calcul de la longueur de câble pour chacun des bouton

Prendre le câble et simuler sa trajectoire le long du fauteuil depuis la position du bouton à proximité de la tête jusque sous le joystick où sera connecté le jack.

Préparation du câble et du PCB

Etamer les deux emplacements prévus pour le fil sur le PCB (ceux entourés de ronds blancs sur la photo). Il n'est pas utile d'étamer les autres emplacements contrairement à ce que l'on voit sur la photo.

PCB étamé


Dénuder et étamer la masse et le fil pour les souder sur le pcb

Cable soudé au PCB


Filetage partiel des vis

Comme nous n'avons pas pu nous procurer les vis semi filetées, nous l'avons fait "maison". Pour cela insérer la vis dans une visseuse en laissant environ 1 cm sous la tête de vis (équivalent à la largeur de la petite lime plate). Faire tourner la visseuse en effectuant des mouvements de va et vient avec la lime de manière à retirer le filetage.

  • Limage de la vis à l'aide la visseuse

  • Limage de la vis à l'aide la visseuse


Préparer la pièce bouton

Les ergots des trous étant trop proches de la parois du bouton, cela provoque trop de frottement. Il faut enlever un peu de matière des ergots afin que cela ne frotte pas quand on referme le bouton avec la partie intermédiaire.

Emplacements fléchés où il faut enlever de la matière


Mise en place du PCB dans la pièce bouton

Revisser le pcb sur le bouton avec les vis partiellement filetées

Revissage PCB sur le bouton



Vérifier que le PCB glisse bien le long des vis partiellement filetées de manière à entendre le "click" des ends/stops qui servent d'interrupteurs.

Découpage excédent silicone bouton

A l'aide de ciseaux, découper le silicone excédent (qui déborde de la limite de l'impression 3D) afin que le bouton puisse se refermer correctement.

Découpage du silicone sur la pièce Bouton


Mise à jour de la pièce "Femelle"

Chritian a ajouté 3 trous sur cette pièce de manière à pouvoir visser directement au travers sans avoir à redémonter l'ensemble.

Emplacements des trous entourés de blanc su la photo, pour accéder aux vis semi filetées une fois l'assemblage du bouton effectué


Assemblage bouton

Assemblage bouton


Test bouton

Appuyer sur le bouton et vérifier que le contact fonctionne (on entend le click) et qu'il revient à sa position initial.

  • Appui sur le bouton

  • Relachement bouton


Au besoin, ajuster le serrage des vis semi filetées grâce aux trous prévus sur l'embase (pièce femelle) pour les atteindre.


Soudure jack

Souder ensuite l'autre extrémité du câble sur le jack et refermer le jack.

Soudure du câble sur le jack


Montage du bouton sur le flexible

Passer le jack à travers le flexible afin qu'il ressorte de l'autre côté. Entre le flexible et l'embase , mettre la pièce orange avec filetage livrée avec le flexible afin de les fixer ensemble.

Montage de l'ensemble du bouton avec le flexible


Vissage du bouton monté sur flexible sur l'accroche du fauteuil

Accroche fauteuil clipsé et serrée avec la molette autour de la barre de fixation sur l'arrière du fauteuil


Visser l'embase dans laquelle est vissé le flexible sur l'accroche du fauteuil.

Ajuster la position du flexible pour que la tête puisse atteindre le bouton sans le déclencher intempestivement pendant la conduite par exemple, donc pas trop près.


Passage du câble

Fixer le cable autour des barres du fauteuil à l'aide de rizlans pour connecter le jack sous le joystick.


Montage final avec les deux boutons de chaque côté de la tête

Vue des deux contacteurs fixés sur le fauteuil


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