Palpeur 3D d'Alain

Bonjour,
Comme demandé, je remets le dossier en ligne.

Notez que la led et le buzzer sont un excercice de style pour "faire comme les vrais".
C'est pratique, car on sait que la mesure a bien eu lieu, mais ce n'est pas indispensable.

Voilà le dossier de l'époque :
Palpeur à contacts secs et déclenchement 3 axes.

La partie active du palpeur est un ensemble mécanique de 3 switches à 120° normalement fermés, montés en série, qui lui permet de s'ouvrir au moindre contact dans n'importe laquelle des directions +X, -X, +Y, -Y, +Z.

Je me suis très fortement inspiré de la conception de "Mpatoulachik", qui a été mise en ligne début octobre 2012 sur Thingiverse, en impression 3D.
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Je l'ai pour ma part réalisé en usinage.

J'ai fait quelques modifications :
Mon support de broche est assez haut ( descendu au maximum, le dessous est à 85 mm au dessus de la surface de la table alu).
Comme je voulais pouvoir palper la table, j'ai fait un corps de palpeur assez haut, afin d'éviter d'avoir une tige trop longue.
Le corps pourra être beaucoup plus compact, selon votre configuration.

J'ai aussi incorporé un petit circuit électronique, conçu par Serge FERRY, et usiné avec Galaad et Percival, pour allumer une diode, et produire un "bip" lors de l'ouverture du contact.
C'est sûrement un gadget, mais je trouvais ça intéressant à réaliser, et à l'usage, c'est sympa, car on visualise ainsi facilement l'état du switch. ( Merci Serge ! )

Vue éclatée de la mécanique ( Merci Mpatoulachik !) :

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Schéma de principe avec les modifications :

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Circuit interne du palpeur :

La séquence buzzer / led est la suivante :
A la mise sous tension, le buzzer fait 2 bips rapides et la diode clignote 2 fois et s'éteint.
Ensuite, à chaque ouverture du circuit palpeur, le buzzer fait un bip rapide, la diode s'allume et reste allumée tant que le circuit est ouvert.

Pourquoi un PIC par rapport à une solution plus conventionnelle ?
Cela a permis par exemple de créer la séquence d'initialisation, qui permet de vérifier le bon fonctionnement du buzzer et de la led, de choisir la fréquence du buzzer, la durée d'allumage ou de clignotement de la led, etc ; toutes choses qui seraient figées avec des composants statiques.


Fraisage des pistes d'isolation des différents circuits avec Galaad et Percival :
(gravure à l'anglaise)

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Circuits gravés, percés et découpés ( j'en ai fait 2 exemplaires) :

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Etamage du circuit électronique :
Je passe une légère couche de "graisse décapante pour soudure à l'étain" avant de faire l'étamage.
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Avec ça, la soudure adhère tout de suite. Sans ce produit, la soudure a du mal à accrocher. Je dégraisse soigneusement à l'acétone après.

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Circuit soudé terminé :

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Les petits connecteurs blancs à 2 broches permettent un montage / démontage facile. Ils ont un détrompeur (très conseillé !)

Circuit de programmation du PICAXE :

Pour pouvoir reprogrammer moi-même le PICAXE, j'ai également réalisé en gravure à l'anglaise un circuit de programmation transmis par Serge.

Le support du CI a été prévu pour accueillir des PIC jusqu'à 20 broches. En prenant soin de respecter la pin 1 du PIC08M2 sur la pin 1 du support 20 points et la pin 8 du pic sur la 20 du support tulipe, on peut programmer le PIC08M2. (c'est-à-dire PIC en haut du support 20 points)

Le circuit de programmation gravé, percé et étamé :

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Le montage de programmation des PICAXE terminé :

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Le programme du PIC en langage Basic :

'**************************************************************************************
'      Logiciel de palpage
'
'  Ce logiciel a été écrit pour le hardware d'un palpeur équipé d'un
'  PIC Microship 08-M2
'  Après adaptation des input/output, il peut fonctionner avec un autre type de
'  PIC
'  Déclarations des entrées/sorties:
'              entrée   C4 = palpeur (contact fermé au repos)
'              sorties: C0 Led (allumée contact capteur ouvert)
'                        C1 commande Buzzer (Bip de 100ms à l'ouverture du contact)
'                        C2 commande Info carte InterpCnC
'**************************************************************************************

'      DIRECTIVES

      #picaxe08M2
      #no_data              ' Gain de temps pour le téléchargement (pas de données)
      #terminal off  ' On n'emploie pas de terminal

' Constantes

symbol BUZZER     = C.1
symbol CAPTEUR    = pinC.4
symbol LED           = C.0
symbol INFO_CARTE = C.2

'      VARIABLES

symbol PIECE_PALPE = b0
symbol TMP = b1

'     INITIALISATIONS

let dirsC = %00000111             ' Ports C4= entrée, C0,C1,C2 = sortie
      PIECE_PALPE = 0

'      PROGRAMME
DEBUT: for TMP=0 to 1
              sound BUZZER,(100,20) ' Bip sonore au départ
              high LED                      ' LED ON
              pause 100                    
              low LED               ' LED OFF
              next
BOUCLE:
              if CAPTEUR=0 then FERME       ' Contact ouvert?            
              gosub BIP                     ' oui on BIP
              goto BOUCLE                   '
FERME:
              low LED               ' Contact fermé
              low INFO_CARTE
              let PIECE_PALPE = 0
              goto BOUCLE
BIP:
              high LED                      ' oui LED et info carte = ON
              high INFO_CARTE
              if PIECE_PALPE = 1 then FIN                        

              let PIECE_PALPE = 1  ' Contact passe de fermé à ouvert on BIP
              sound 1,(111,10)
              return
FIN:                                         ' Contact déjà ouvert on BIP pas
              return


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Les différentes pièces ont été usinées au tour manuel et en fraisage CN avec Galaad.

Une des astuces intéressante de ce montage se situe dans le mécanisme de réglage de la pige. La platine à billes inférieure repose sur 3 écrous libres en translation, mais bloqués en rotation dans des logements hexagonaux du couvercle inférieur. En vissant / dévissant simplement les 3 vis de fixation du couvercle inférieur, on monte et on descend facilement pour régler l'assiette de la platine à billes.
J'ai utilisé des écrous plastiques "surdimensionnés", taillés dans des entretoises plastiques hexagonales de 7 mm sur plat. Elles sont taraudées M3, alors que cette taille d'écrou est celle des écrous M4. Les logements hexagonaux sont donc un peu plus gros, et plus faciles à usiner que pour ds écrous M3. Les écrous font 5 mm de haut, ce qui laisse une longueur de guidage confortable.

Fraisage des logements hexagonaux pour les écrous de réglage du couvercle inférieur :

Ebauche, fraise 1 dent Ø 3 mm
Finition fraise taille diamant Ø 1 mm

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Le corps tourné en alu 2017:

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Le couvercle supérieur :
Il est un peu évidé pour loger le buzzer. Des trous Ø 0.8 mm sont percés au fond de l'évidement pour permettre le passage du son. Utilisation de la fonction disque de trous de Galaad.

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Le couvercle avec buzzer et circuit montés :
Le couvercle supérieur est fixé sur le corps par deux vis M2.5 taraudées dans le chant du couvercle.

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Les différentes pièces du palpeur :
A noter : les écrous de réglage photographiés ci-dessous sont de simples écrous acier M3. Les écrous définitifs en plastique noir, de 5 mm de haut, sont visibles sur une des photos du mécanisme ci-après. De même, j'ai finalement recoupé d'un bon tiers les 3 ressorts visibles sur la photo ci-dessus.

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Le palpeur terminé :

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Hello!
Super sympa de voir que mes bricolages servent a quelqu'un!
Belle réalisation!

Petite précision: ne pas hesiter à mettre un peu de WD40 sur les billes/tiges en contact, et faire un circuit électronique qui fasse passer aussi peu de courant que possible (transistor Darlington ou autres).
Vu que le contact electrique se fait sur des points minuscules il y a une tendance a faire des faux contacts a cause de l'oxydation au bout de quelques milliers de palpages.
Pour décrasser avant chaque palpage: secouer la touche dans tous les sens (sans tout tordre bien sûr).

mpatoulachik a écrit:Hello!
Super sympa de voir que mes bricolages servent a quelqu'un!
Belle réalisation!

Merci ;-). J'avoue que ça a surtout été un exercice de style. Je ne m'en suis jamais resservi depuis ;-(
Alain