Projets:Magic joystick 2022

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Description du projet

Cahier des charges

Analyse de l'existant

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 0.9mm
  • tige de 4mm de diamètre
  • 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.
  • 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)
  • résistances : 2 x 1k8, 2 x 3k3

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

Outils nécessaires

Coût

Délai estimé

Fichiers source

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.

Impression 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

Limer les angles des pièces imprimées (préciser lesquelles)

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,
Trous à tarauder sur la pièce intermédiaire m-joy-2


Taraudage des trous, respecter le sens de la pièce quand on fait le taraudage


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.

  • 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)
Trou à fraiser sur chacune des pièces intermédiaires "m-joy" et "m-joy2"


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 modélisées 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). Selon le cas d'usage une seule est à intégrer au joystick.

Vue des quatres différentes versions des boutons imprimés


Ici nous choisissons de préparer la première visible sur la photo à gauche 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 (qui remplace ici une des tiges imprimées) entre les deux pour les assembler


Dans cette vidéo, retrouver la présentation des 4 trous pour préparer la pièce, étapes 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
M-joy-modulable-tige ok.png


  • A l'aide d'un forêt de 0.5mm ,et successivement 0.6mm, 0.7mm,0.8mm, et 0.9mm, repercer les trous latéraux afin que les axes en laiton s'y insèrent bien sans trop de jeu mais suffisament pour qu'ils puissent tourner librement. Insérer ensuite une tige laiton tenue par le porte outil pour vérifier que l'axe tourne sans frottement.
Vue d'un des deux trous latéraux pour insérer les axes en laiton
Perçage à main du trou de l'axe en laiton avec un forêt de 0.5mm à 0.9mm successivement


  • Retirer le support d'impression pour 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.
Trou duquel il faut enlever les supports d'impression sur la face du dessous de la pièce
Enlever le support d'impression avec un forêt de 2.5mm ou 3mm


Enlever les aspérités restantes avec un couteau de précision
Vérifier que la tige carbonne ou autre de diamètre de 4mm s'insère bien dans le trou


Préparer la tige

  • Choisir une tige imprimée qui viendra s'insérer d'un côté sur le support du bouton et de l'autre sur laquelle viendra s'intégrer le bouton.
Tige insérée dans le support du bouton avant limage


  • Avec une lime carré plate, enlever les aspérités dûes à l'impression.
Limage de la tige


  • Vérifier que le bouton s'intègre bien sur la tige
Bouton ("pastille 4") positionné sur la tige limée


Préparer le bouton "pastille 4"

Avec une dremel, polir le bouton (nommé "pastille 4 dans les fichiers STL). Faire des pauses quand le plastique devient chaud afin qu'il ne fonde pas.

Côté à polir du bouton "Pastille 4" où il reste des résidus de support d'impression
Dremel et son embout en papier de verre pour polir la pièce


Limer excédent plastique sur "corps joystick"

Limer la surface des trous pour enlever l'excédent de plastique dû à l'impression car cette face était en contact avec le plateau


Assemblage pièces extérieures sur corps joystick

  • Positionner les pièces extérieures en miroir (toutes deux sont identiques) en vérifiant que les fentes pour la tige laiton qui sert d'axe soient alignées.

Alignement pieces exterieures ok.png

  • Positionner les pièces extérieures sur le corps du joystick en vérifiant que les angles soient bien alignées

Pièces rondes angle1 ok.pngPièces rondes angle 2 ok.pngPièces rondes angle3 ok.pngPièces rondes angle4 ok.png

Assemblage pieces exterieures sur corps joystick ok.png

  • Visser l'ensemble avec les 3 vis de 30mm de longueur

Vissage pièces rondes exterieures ok.png Vissage terminée pièces rondes GP ok.png

Repercer le support d'axe sur les pièces extérieures

  • Repérer le trou du support de l'axe formé par l'essemblage des deux pièces extérieures

Trou axe pièces rondes exterieures ok.png


  • Avec un foret de 0.8mm puis un foret de 0.9mm repercer le support d'axe de part et d'autre de l'ensemble.

Perçage axe pièces rondes foret 0.8 ok.pngPercage support axes autre cote foret 0.8 ok.png

Préparation des axes en laiton

Passage de l' axe en laiton sur m-joy modulable

Test frottement de m-joy modulable avec axe sur la pièce intermédiaire m-joy2 (trous de 2.5mm) qui se trouve en dessous (??)

Une fois les axes à anagle droit insérés sur le m-joy modulable, vérifier qu'il n'y ait pas de frottement.

Test frottement m-joy modulable sur pièce intermédiaire ok.png

Mise en place de m-joy-2-2 sur m-joy-2 avec m-joy-modulable entre les deux

M-joy2-2 sur mjoy-2 avec m joy modulable entre les deux ok.png

Test frottement de m-joy modulable assemblée sur pièces intermédiaires avec pièces extérieures sur corps joystick

Test frottement pièces intermédiaires pièces exterieures ok.png

Test frottement pieces intermediaires pieces extres ok.png

Montage des axes en laiton sur les supports axes formés par l'assemblage des pièces extérieures

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.

Durée de fabrication du prototype final

Journal de bord