Banc de casse trombone

‘Paper Clipper’

Présentation :

Bonjour à tous, nous sommes trois étudiants en deuxième année de Peip à Polytech Angers et nous avons choisi le projet du banc de casse trombone comme projet de fin d’année.

Pourquoi :

Tous les trois, nous n’avions pas vraiment d’appétence pour tout ce qui est informatique et nous avons donc logiquement choisi un projet avec ce qui nous semblait avoir le moins de code possible. Ce qui nous importait surtout était de faire le projet ensemble car entre amis, c’est toujours plus agréable et stimulant de travailler. Sur ce projet nous avons su travailler ensemble pour trouver des solutions aux problèmes rencontrés. La clé de la réussite de notre projet a été la communication. 

Quel était le cahier des charges :

Ce n’est pas la première fois que ce projet est présenté et, les années précédentes, il n’avait pas totalement abouti. Le défi à relever était donc de réussir à réaliser et rendre fonctionnel un prototype de banc de casse trombone tout en nous inspirant de ceux fait précédemment. Il nous était demandé de réaliser un appareil capable de casser des trombones de façon autonome, facile et qui était aussi capable de détecter la rupture du trombone.

Conception :

Nous avons tout d’abord imaginé la boîte qui accueillera le moteur, tous les différents câbles et la carte de programmation. À l’aide d’un logiciel de CAO, nous avons mis au point, après quelques tests et essais infructueux, un boîtier à notre convenance. Nous l’avons ensuite agrémenté de crénelages grâce à une fonction publique présente sur le logiciel de CAO. C’est dans l’objectif de pouvoir  assembler les différentes pièces du bâti sans colle (grâce à un jeu négatif). Il nous tient à cœur de concevoir une pièce arrondie pour suivre la forme circulaire décrite par le servomoteur. Comme la découpeuse laser coupe uniquement des plaques de bois planes, il a fallu réfléchir longtemps à comment plier du bois pour qu’il puisse épouser la forme arrondie souhaitée. En observant ce qui avait été fait avec des modèles d’exposition, nous nous sommes rendu compte qu’en coupant de petites lignes parallèles, le bois était capable de se plier sous la contrainte. C’est donc ce que nous avons fait en réalisant une grande pièce qui vient prendre les courbes du demi-cercle.

Programmation :

Une fois le boîtier réalisé, nous nous sommes lancés dans la programmation Arduino du servomoteur ainsi que celle de l’écran. La carte Arduino est l’élément qui pilote tout notre projet. Au début nous avons essayé d’autres cartes qui était plus complètes qu’une carte Arduino comme par exemple une carte plus puissante avec un écran directement intégré. Mais malheureusement nous avons trouvé que très peu d’informations sur cet écran et n’avons pas réussi à le faire fonctionner comme nous le souhaitons. Nous avons donc opté pour un écran dirigé par de l’Arduino. L’écran nous permet d’afficher le nombre de tours et la détection ou non  du courant. Une LED s’allume lorsque le trombone se casse. Enfin, nous pouvons lancer le moteur grâce à un bouton poussoir. Cela ne fut pas de tout repos car il a fallu être capable de tout faire passer sur une carte Arduino. Afin de démultiplier la masse (port GND) et l’alimentation (port VCC) il a fallu également utiliser des Wagos qui permettent de créer plusieurs sorties à partir d’une seule entrée. Pour les LED, nous avons utilisé une carte de prototypage qui nous a permis de créer un seul et même circuit sur laquelle nous avons soudé directement les éléments comme les LED, la liaison pour la masse et la liaison entre les différents pins de la carte Arduino et de la résistance.  

Un autre gros défi de la partie programmation à été de réussir la détection de la casse du trombone. Pour cela, nous avons utilisé des pinces crocodiles que nous attachons au trombone, le courant peut alors circuler dans le trombone et dans le câblage que nous avons réalisé en parallèle. Lorsque le trombone se casse, le courant ne peut plus circuler et grâce au code Arduino, nous allons pouvoir arrêter le moteur.

Fixation du trombone : 

L’étape d’après était la fixation du trombone au moteur et au support afin de contraindre le trombone comme cela nous est demandé. Nous avons longtemps réfléchi à une façon efficace et pratique de le fixer. Pour cela, nous avons réalisé un grand nombre de prototypes avant de trouver l’attache idéale. L’attache du trombone va donc se faire grâce à deux pièces, une fixée au moteur et l’autre au bâti :

Pour attacher la seconde partie du trombone, nous avons imaginé une tige avec un socle à visser sur le bâti. Cette tige monte jusqu’au moteur et grâce à son extrémité en forme de U nous pouvons glisser la petite boucle du trombone dans la fente.

Pour la fixation au moteur, nous avons utilisé les petits trous présents sur les pales du moteur pour y insérer les petits picots présents quant à eux sur la pièce à fixer sur le moteur. Elle est composée d’un support et d’une fente afin d’y mettre et immobiliser la grande boucle du trombone.

Dans l’objectif de la présentation et pour ajouter un côté ludique, nous avons décidé d’ajouter deux LED qui clignotent successivement lorsque le nombre de cycles est pair ou impair. L’idée étant de faire deviner à l’utilisateur le nombre de cycles que tiendra le trombone et si celui-ci sera pair ou impaire. Nous avons aussi réalisé en CAO puis imprimé grâce à la découpeuse laser une poubelle pour pouvoir y mettre les trombones cassés. 

Dernières améliorations…

Nous avons ensuite cherché à améliorer le système de conduction. Pour cela, nous avons imaginé utiliser du ruban adhésif en aluminium qui se fixera directement sur les broches de notre support (au niveau de l’extrémité en U ) afin d’éviter d’utiliser une des deux pinces crocodiles. Pour relier le système de détection du courant à l’aluminium, nous avons fixé un fil qui monte derrière la grande tige et qui est relié à l’aluminium. Cela rend le visuel plus épuré et donc plus propre comme on peut le voir ci-dessous.

Conclusion :

Au final, nous avons réussi à terminer le projet, dans les temps, et avec un résultat final au-dessus de nos attentes à tous. La machine fonctionne et casse des trombones. Grâce à elle on peut prendre un grand nombre de mesures sur un large panel de trombones et ainsi remplir les attentes du projet. En effet, le banc de casse trombone doit mesurer la fatigue des trombones selon un certain type de contrainte exercée dessus. Grâce aux premières mesures effectuées, nous avons pu établir une courbe de tendance selon le type de trombone testé. Nous pouvons voir un exemple de courbe ci-dessous.

Vidéo de notre banc de casse trombone en action !!

Réalisé par : Mael Lancelot, Nathan Guillemot et Victoire Arnauld