Sonnette automate

Présentation

Ce projet avait pour but de créer une sonnette qui préviendrait de manière à la fois auditive et visuelle. Le choix de prendre un dragon pour la partie articulée s'est fait car il présentait plusieurs avantages pour la réalisation :

• Une bonne stabilité (avec quatre pattes)
• Plusieurs possibilités d'animations (ailes, cou, queue ...)
• Il est relativement facile de trouver des modèles pré-existants afin de servir de base

Matériel

Ce projet nécessite :
En commun :

• 2 Cartes Arduino ESP8266 WEMOS D1MINI (1 pour l'émetteur, 1 pour le récepteur)
• Découpeuse laser
• Planche de medium 3mm
  

Spécifique pour le récepteur :

• Imprimante 3D
• Plastique PLA (possibilité d'utiliser une ou plusieurs couleurs au choix)
• 2 Ressorts
• 2 Servomoteurs
• 1 Amplificateur I2S MAX98357A
• 1 Haut-parleur
• Fil de pêche
• Corde à piano
• 2 LEDs RVB WS2812
• 4 Vis de 3mm
• Soie
  

Spécifique pour l'émetteur :

• 1 Bouton poussoir
• 2 Supports de piles AA
• 1 Régulateur de tension

Matériel optionnel :

• Peinture pour soie
• 1 Résistance d'environ 100k (permet d'augmenter le son à la sortie de l'amplificateur)
• 1 Condensateur de 100 µF et 1 condensateur de 100 nF (en cas de ronflements de l'amplificateur)
• 1 Plaquette d'essai de circuit imprimé (afin de faciliter le câblage du récepteur)

Réalisation

Le Dragon

Intérieur de la boite du récepteur

Le dragon est fait via l'imprimante 3D excepter le corps qui est fait en medium 3mm rendu flexible grâce à la découpeuse laser, les ailes tiennent grâce à des vis et de la colle (pour figer leur inclinaison).
Il faut compter une centaine d'heures d'impression mais l'assemblage se fait relativement rapidement (les boules des "vertèbres" nécessitent cependant d'être frottées au papier de verre et les trous légèrement agrandis au scalpel pour les emboîter sans les casser).
Afin de consolider la forme des cônes formant le corps, 4 planches découpées collées ensemble sont placées dans un creux de l'épine dorsale et forment ainsi la base des cônes (pour un meilleur placement des planches entre elles, faire attention à mettre la marque proposé dans le fichier "corps_partie centrale.svg").
La membrane des ailes est faite en soie découpée à la découpeuse laser pouvant être peinte à la peinture sur soie.
Les LED sont placées dans la tête du dragon et les fils passent par l’intérieur du cou puis l'intérieur de la patte avant gauche.
Attention pour la tête : il faut prévoir une perceuse avec un foret de 3mm de diamètre pour finir le trou où passeront les fils électriques et un foret de 1mm de diamètre pour percé un autre trou sur le devant de la mâchoire pour la corde à piano si la gueule a des difficultés à s'ouvrir.

Le Socle du Dragon

Câblage des masses et des alimentations

La partie extérieure se fait à la découpeuse laser sur du medium 3mm, la boîte possède plusieurs petits trous à l'avant afin de laisser passer le son.
Pour pouvoir permettre au servomoteur des ailes de tourner sur 180° pour permettre une plus grande amplitude, il faut le surélevé d'environ 13 mm.
La carte Arduino n'ayant pas de trou de vis, elle est maintenue en place via trois petites planches de bois qu'il faudra coller dans les trous prévus pour, il faudra éventuellement la surélever pour pouvoir la câbler sans trop de difficultés.
Comme le câblage nécessite plusieurs masses et alimentations, le plus simple est de prévoir une petite plaquette d'essai de carte imprimée et de lier toutes ces masses et ces alimentation dessus, comme montré ci-contre. Cela facilite également la mise en place de condensateurs en cas de ronflements de l'amplificateur.
Le plan pour le câblage des différentes parties se trouve dans la partie Fichiers nécessaires.

Le Bouton-Sonnette

Intérieur de la boite de l'émetteur

La partie extérieure se fait à la découpeuse laser sur du medium 3mm, la boîte possède un trou à l'arrière pour en faciliter la pose.
L'alimentation se fait via 4 piles, il faut donc les câbler en série et mettre un régulateur de tension entre elle et la carte Arduino afin d'avoir une tension de 5V au lieu des 6V produits. Le câblage pour l'alimentation sur la carte se fait sur la broche 5V et la masse. Le bouton poussoir doit d'être relié à la masse et à la broche RST.

Fichiers nécessaires

Découpeuse laser : File:decoupes.zip
Informatique : File:informatique.zip
Plan de câblage du récepteur : File:Recepteur_schéma.jpg
Ailes : File:aile.zip
Jambes : File:jambes.zip
Queue : File:queue.zip
Tête, cou & dos : File:cou tete et dos.zip

Évolutions possibles

• Réduire la taille du dragon, afin de pouvoir amplifier simplement l'amplitude des ailes, faciliter et réduire le temps d'impression de certaines pièces ainsi qu'alléger l'ensemble. (attention à la boîte support, ne pas réduire la hauteur afin d'éviter de gêner les servomoteurs)
• Réduire la hauteur de la boîte du bouton émetteur. (surévaluée au cours de la création)
• Rajouter des tiges au niveau des ailes à la place des vis, les relier à un servomoteur placé à l’intérieur du corps et permettre aux ailes de bouger dans un axe vertical.
• Utiliser du contre-plaqué 5mm, notamment pour la boîte émettrice, pour augmenter la résistance à l'humidité.

Bibliographie

La création du dragon a pour base 2 modèles préexistants sur Thingiverse :

• Sea Serpent de 7Fish : https://www.thingiverse.com/thing:2744865
• Seven the Articulated Dragon de 7Fish : https://www.thingiverse.com/thing:2884250