Dans un précédent billet je vous présentais mon idée de roue à filtre motorisée... Maintenant, place à l'action !
Pour motoriser une roue à filtre, il suffit de faire
tourner la roue !!!
Pour ça, je vais utiliser un moteur
pas à pas 28byj-48, pour plein de bonnes raisons:
- un moteur pas à pas permettra des mouvements précis
- celui là est vraiment bon marché (2/3€ sur internet),
- il est assez petit (3 centimètres de diamètre)
- je le connais bien (il fait tourner mon focuser depuis quelques mois...).
Le plus simple pour entraîner la roue à filtre semble d'utiliser des roues dentées :
- une petite de 24 dents directement montée sur l'axe du moteur.
- une grande de 150 dents qui viendra en complément du carroussel. Comme le carroussel est quasiment en contact avec le coffre, la roue sera au dessus; elle ne pourra pas faire plus que la hauteur maximale d'un filtre, soit 3 ou 4 mm.
J'ai créé le design des deux roues avec le logiciel merveilleux logiciel OpenScad "imprimé" ces pièces sur une imprimante 3D en plastique PLA. La grande roue sera collée sur le carrousel:
 |
| La grande roue à coté du carrousel |
Précision du déplacement
Il faut biensur que la roue
à filtre amène le filtre sur le train optique, dans l'axe. Mais
encore plus que le centrage, il faut surtout que le positionnement
soit répétable! Une erreur d'un demi millimètre sera acceptable si
elle est reproduite à chaque cliché. Dans ce cas les flats
corrigeront bien l'éventuel décentrage. Par contre, si chaque
cliché a sa propre erreur de positionnement, il sera impossible de
produire des flats corrigeant ces imperfections !
Le moteur pas à pas devrait
en théorie être capable de positionner précisément la roue à
filtre : 4096 micro pas par tour, mutliplié par le rapport des
engrenages donne une précision de 0,015°... Il faut néanmoins
compter avec le backlash. (le jeu), de quelques degrés sur l'axe du
moteur, et certainement aussi au niveau de l'engrenage. Pour limiter
les effet du backlash, il devrait suffire de faire tourner la roue
toujours dans le même sens, pour que les engrenages soient en appui
du même coté du jeu. C'est donc d'abord un problème de firmware!
Pour traiter un changement
de filtre, le controleur du moteur pas à pas devra déterminer le
nombre de pas à franchir. Le nombre de pas total requis pour faire
un tour doit pouvoir être déterminé facilement, et en divisant par
le nombre de filtres, on obtient le nombre de pas à franchir (aux
irrégularités des engrenages près)
Calibration
Cela fonctionne quand le
firmware connait la position de départ de la roue. Mais maintenir
cette information à jour dans le temps est plutot compliqué:
l'information va se perdre par exemple en cas de coupure de courant
pendant un déplacement, ou si le mouvement de la roue est bloqué (par exemple si l'alim n'est pas branchée...).
Et sur le terrain ce petit incident peut ruiner la soirée !!!
J'ai donc doté le
montage d'un système de calibration automatique basée sur un
senseur à effet hall
(testé ici).
Ce composant détecte le passage d'un aimant devant lui (il en faut
un relativement puissant). Plus précisément, il se déclenche
lorsqu'un champ magnétique d'intensité suffisante lui est appliqué.
Il suffit donc d'incruster un aimant dans l'engrenage collé au
caroussel. Le controleur considèrera alors arbitrairement que la
position 0 est celle à laquelle le capteur se déclenche.
Il restera à determiner
précisément - une fois pour toute - la distance entre ce point 0
et le premier filtre.
Assemblage
Le moteur et le capteur à effet hall sont montés dans une coque imprimée en PLA; l'emplacement du moteur est ajustable pour permettre un bon contact avec la grande roue. Pour faciliter l'impression et le montage, j'ai conçu trois parties : deux autours du moteur (dessous/dessus), et une troisième venant recouvrir les fils (un simple "capot"). Voici les deux premières tout juste imprimées:
Pour rester précis, il est
important que le système d’entraînement soit bien fixé à la roue à filtre
(sinon, le moteur va avoir du jeu et les positionnements risquent de
ne pas être répétables).
J'ai percé deux
trous de 3 sur le débord de la roue à filtre (c'est de l'aluminium, ça se perse très bien) et prévu les trous correspondant dans les pièces en plastique. Des écrous à tête large et un bon serrage rigidifient l'ensemble.
Enfin, comme le Arduino qui va piloter le tout est déporté, j'ai prévu une connectique RJ45...
Voici à quoi ressemble le montage avant fermeture du capot:
Le design des pièces est disponible sur github (il y a même le design de la roue à filtre elle même...).
En résumé, le matériel requis est donc:
- Le moteur avec son contrôleur (3€ sur ebay)
- Le capteur à effet hall (2€ chez MC Hobby)
- Un aimant terre rare de petit diamètre
- L'Arduino Nano (5€ sur Ebay, mais je l'avais déjà!)
- Une prise droite RJ45 (1€ pièce chez Gotronic) et un cable
Ajoutez quelques euros pour le plastique, les écrous, la colle... Le budget de cette modification
devrait atteindre les 15€ !
Après le montage, il reste à activer programmer tout ça... Ce sera l'objet d'un prochain billet sur ce blog !
