E-poignée
Une poignée de substitution
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Description du projet
Une poignée de substitution
Introduction
La e-poignée se substitue à la poignée du couvercle de la casserole. Ses fonctionnalités sont, d'une part, de reconduire la manutention du couvercle, d'autre part, d'introduire une nouvelle fonctionnalité. Celle-ci consiste en la mesure de la température. En fonction du mode de transmission choisie (USB, Ethernet ou WI-FI), Trois types de e-poignée sont envisagés.
e-poignée USB
Elle est équipée d'une entretoise M5 [15]qui permet sa fixation sur le couvercle [18] de la casserole. Sur cette entretoise est appliqué un thermocouple [16] dont l'objet est la mesure de la température sur le couvercle [18]. Il est connecté à un module électronique [6] qui traite le signal reçu. Ce module met périodiquement à disposition sur une embase USB la mesure de la température. Un câble [17] mini USB réalise la connexion avec l'ordinateur.
La e-poignée USB est constitué de 3 pièces fabriquées en plateforme C sur l'une des imprimantes 3D Asimov (en vert sur le croquis et de haut en bas) :
- Le logo [1],
- Le top [4],
- La jupe [8] (elle est coupée sur le croquis pour mettre en évidence l'assemblage des pièces).
Elle est complétée :
- D'un jeu de visserie (en gris sur le croquis : vis, entretoises, rondelles, écrous),
- D'un module [6] de mesure de la température situé au dessus de la jupe [8] (en orange sur le croquis),
- D'un isolateur [10] situé au dessous de la jupe [8] (en orange sur le croquis).
| Désignation | Fournisseur | Référence | Repère | Qte | |
|---|---|---|---|---|---|
| • | Logo | ||||
| • | Top | ||||
| • | Jupe | ||||
| • | Module équipé de mesure de la température | ||||
| • | Isolateur thermique | ||||
| • | Thermocouple K - TP01 | ||||
| • | Jeu de visserie | ||||
| •• | VIS M3 - TCBL POZI M3X6 INOX A2 DIN 7985 | ||||
| •• | Rondelle éventail denture extérieure AZ 0 3 INOX A2 DIN 6798 A | ||||
| •• | ENTRETOISE HEXAGONALE M3X10 SIX PANS 5.5 FEM/FEM LAITON NICKELE | ||||
| •• | Rondelle éventail denture extérieure AZ 0 3 INOX A2 DIN 6798 A | ||||
| •• | Entretoise M3 | ||||
| •• | Rondelle éventail denture extérieure AZ 0 3 INOX A2 DIN 6798 A | ||||
| •• | Vis M3 - TCBL POZI M3X5 INOX A2 DIN 7985 | ||||
| •• | ECROU AUTOFREINE SNEP H100 M5 Z.BLANC | ||||
| •• | Rondelle éventail denture extérieure AZ 0 5 INOX A2 DIN 6798 A | ||||
| •• | ENTRETOISE HEXAGONALE M5X16 MALE-FEMELLE Z.BLANC | ||||
| Couvercle de la casserole |
Conception et fabrication de la e-poignée
Dans le cadre de la Plateforme C du fablab de Nantes, la conception de la e-poignée est réalisée à l'aide du logiciel Openscad. La fabrication est réalisée sur imprimante 3D. Deux logiciels sont utilisés, Slic 3r pour la constitution des tranches et la génération du G-CODE et Pronterface pour le pilotage de l'imprimante 3D.
Contraintes
| Contrainte | Observation | Résultat | |
|---|---|---|---|
| 1 | Fixation M5 sur le couvercle | Usage sur tout type de couvercle avec poignée démontable | |
| 2 | Application du thermocouple sur le couvercle | ||
| 3 | Fixation du circuit imprimé | ||
| 4 | Accessibilité du bornier de connexion du thermocouple | ||
| 5 | Accessibilité de l’embase USB (connexion du câble) | ||
| 6 | Reconduire la fonctionnalité de manutention de la poignée | ||
| 7 | Incrustation du logo | ||
| 8 | Incrustation du sigle USB | ||
| 9 | Peinture (couleur du logo : vert, orange, gris) | ||
| 10 | Tenue en température (65 à 100°C) | ||
| 11 | Assurer la fonction complémentaire de milieu de table | ||
| 12 | Etanchéité au ruissellement | ||
| 13 | Assemblage facile | Pas d'outillage spécifique |
Dimensions
Les dimensions de la e-poignée tiennent compte de la morphologie de la main et des dimensions propres du module de mesure de la température . Les dimensions communes aux trois pièces (jupe, top et logo) sont consignées dans le fichier Openscad Media : dim1.scad, les dimensions du CI sont exprimées en pouces et converties en mm, un extrait de ce fichier est donné ci-dessous :
CC=25.4;//Coefficient de Conversion (pouce -> mm)
L1=1.6*CC;//longueur du CI
L2=1.3*CC;//entre axes des trous de fixation du CI
l1=1.2*CC;//largeur du CI
l2=0.9*CC;//entre axes des trous de fixation du CI
r=(0.125*CC)/2;//rayon de percage des trous de fixation du CI
e=0.1*CC;//epaisseur des parois
R=37.15;//Rayon du cercle de revolution du tore
La jupe
Parmi les 3 pièces constitutives de la e-poignée, la jupe [8] a pour objet de constituer l'habillage de la partie inférieure.
Elle a la forme d'un parallélépipède (cube) dont les angles sont arrondis, elle est constituée de 4 flancs latéraux et d'une partie supérieure appelée plateforme. Cette plateforme est percée de 4 trous qui permettent, au dessus, la fixation du CI [6], et au dessous, la fixation de l'isolateur [10] qui a les mêmes dimensions que le CI [6]. Pour tenir compte de la contrainte thermique liée à la proximité de la jupe [8] et du couvercle [18], Il est nécessaire d'éviter leur contact, mieux, ménager un petit espace entre eux. En outre, cet espace constitue l'entrée d'un flux d'air ambiant. Ce flux d'air sort par une ouverture prévue sur la plateforme. Cette aération naturelle permet de maitriser la température sous la jupe [8] et donc celle du CI [6]. La hauteur de la jupe hj est ajustée en conséquence. En complément, une goulotte permet le passage du câble du thermocouple. Les longueurs (intérieure et extérieure) et les largeurs (intérieure et extérieure) de la jupe [8] correspondent a celles du CI [6] (longueur L1, largeur l1) auxquelles viennent s'ajouter un multiple de l'épaisseur e des parois, soit :
- longueur extérieure = L1+4*e, longueur intérieure = L1+2*e,
- largeur extérieure = l1+4*e, largeur intérieure = l1+2*e.
Le code qui génère la jupe en 3D est inclus dans le Fichier:Jupe.scad. Le rendu de ce code correspond à celui de la figure ci-dessus. Ce code utilise principalement les instructions "rotate", "difference", "union" et "minkowski".
- L'instruction "rotate" réalise une rotation de 180 degrés nécessaire a l'impression 3D.
- L'instruction "différence" va permettre de retirer de la matière aux endroits adéquats.
- L'instruction "union" va permettre de grouper le grand cube et la goulotte.
- L'instruction "minkowski" effectue la somme d'un parallélépipède (cube) et d'un cylindre, ce cylindre va permettre d'arrondir les angles du cube, la somme "minkowski" est calculée selon les 3 axes (x, y et z) et prend en compte les dimensions du cube et du cylindre.
Dans ce contexte :
- l'instruction "minkowski" permet les constructions successives d'un "grand cube" et d'un "petit cube".
- l'instruction "difference" génère la jupe [8] par soustraction du "grand cube" et du "petit cube" ,
Pour gérer correctement les dimensions, il convient :
- selon l'axe z, pour retrouver la hauteur hj, de dimensionner la hauteur du cube et celle du cylindre à hj/2.
- selon les axes x et y, :
- le "grand cube", dimensionne son cube aux dimensions du CI [6], et le rayon de son cylindre à 2*e,
- le "petit cube", dimensionne son cube aux dimensions du CI [6], et le rayon de son cylindre à e,
Pour vérifier les dimensions énoncées ci-dessus,
il faut additionner aux dimensions (L1 ou l1) du CI [6] 2 fois celle du rayon du cylindre (celui situé sur la partie gauche et celui situé sur la partie droite de la jupe [8]).
Les instructions du code sont les suivantes :
//Construction de la jupe
difference(){
//Contruction du grand cube et de sa goulotte :
union(){
minkowski(){
cube(size = [L1,l1,hj/2], center = true);
cylinder(h = hj/2, r = 2*e, center = true);
}
translate([-((L1/2)+(3*e/2)),0,0])cylinder(h = hj, r = 5*r, center = true); //Goulotte
}
//Construction du petit cube :
translate([0,0,-e])minkowski(){
cube(size = [L1,l1,hj/2], center = true);
cylinder(h = hj/2, r = e, center = true);
}
//Percage des trous de fixation :
translate([L2/2,l2/2,hj/2])cylinder(h = hj/2, r = r, center = true);
translate([-L2/2,-l2/2,hj/2])cylinder(h = hj/2, r = r, center = true);
translate([-L2/2,l2/2,hj/2])cylinder(h = hj/2, r = r, center = true);
translate([L2/2,-l2/2,hj/2])cylinder(h = hj/2, r = r, center = true);
//Ouverture pour le passage du cable du thermocouple dans la goulotte :
minkowski(){
translate([-((L1/2)+(1.5*e)),0,0])cube(size = [3*r,r/2,1.1*hj], center = true);
cylinder(h = hj/2, r = e, center = true);
}
//Ouverture pour ventilation
translate([0,0,hj/2])cylinder(h = hj/2, r = L2/2, center = true);
}
}
Le top
Le logo
