Amis Maker,

Pas plus tard qu'hier, le projet "Plancha-CMS", un projet MicroPython de refusion CMS, se voyait doté d'une interface utilisateur et de ses premières fonctionnalités (Cooling et Pre-Heat)!

Très excité par cette avancée rapide, je décidais de poursuivre sur ma lancée avec la refusion!

projet "Plancha-CMS"

La refusion

La refusion (reflow en anglais) est un procédé permettant de réaliser la soudure de composants montés en surface (CMS, SMD en anglais) placés sur la carte. C'est ma refusion de la pâte à soudé (aussi appliqué sur la carte) qui soude les composants.
Plus de détails ici sur Wikipedia.

Le profile de refusion

Il n'est pas question de placer la carte, les composants et la pâte de refusion sur une surface étant déjà 250°C! Il faut y aller "en douceur" si je peux m'exprimer ainsi.

Il faut donc suivre ce que l'on appelle un "profile de refusion" visant à:

1. éviter un choc thermique trop brutal,
2. de permettre au composant de monter un peu en température
   
3. permettre au flux contenu dans la pâte de fondre et de se répandre sur la carte
4. d'éviter que les composants ne grillent parce qu'il restent trop longtemps à une température trop élevée.

Voici deux exemples de profile de refusion:

Enfin, l'article "Reflow Soldering Technology" propose de nombreuses informations pratiques.

Source: Reflow Soldering Technology

Source: Reflow Soldering Technology

Profile d'essai SN0 de la Plancha-CMS

Sur base des informations ci-dessus, voici les 5 phases du profile que je vais mettre en oeuvre pour les premiers essais.

1. Mise en chauffe: Montée à 150°C en 90' => soit une rampe de 2°C/sec
   
2. pré-chauffage: (Rampe jsq'à 180°C en 90' => soit une rampe de 0.33°C/sec
3. Mise en refusion: montée à 245°C en 45' => soit une rampe de 1.44°/sec
4. Refusion: maintient à 245°C pendant 30'
5. Refroidissement: coupure de la chauffe et ventilation

Codage du profile SN0 en Python

Le profile ci-dessous peut être encodé comme suit:

PROFILE_SN0 = [(150,90),(180,90),(245,45),(245,30)]

Voici une liste de tuple (t°_finale, temps_alloué_sec) décrivant les différentes phases détaillées ci-avant.
Le refroidissement venant après la dernière phases.

La première phase est donc 150°C en 90 sec. La dernière est 245°C pendant 30 sec (le maintient à la température de refusion).

Du code pour le peuple

Le code est bien entendu disponible sur le dépôt GitHub Plancha-CMS.
Le script main.py assure le traitement d'un profile par l'appel de la méthode  profile_heating( profile ) qui accepte le profile en paramètre (voir PROFILE_SN0 ci-avant).

Petit rappel

La mise en oeuvre du profile de chauffe s'appuie sur un contrôleur PID qui, lui, contrôle la température de la semelle chaque seconde et applique la correction nécessaire (voir les précédents articles sur Plancha-CMS).

Traitement d'une phase

Pour chacune des phases, le temps alloué en divisé en intervalles de 5 secondes, ce qui permet de calculer la rampe de température à suivre pour atteindre la température finale désirée.
Le PID est donc informé, toutes les 5 secondes, de la nouvelle température à atteindre. Cela permet d'éviter les trop brusques montées en température de la semelle.

Avec des intervalles de 5 secondes, le contrôleur PID dispose de 4 à 5 itérations pour effectuer l'asservissement de la température.

En admettant que la température de la semelle est à 22°C (t° de la pièce) lors du démarrage de la première phase (150,90) du profile, soit (atteindre 150°C, en 90Sec) , nous pouvons déduire:

• Nous aurons 90 / 5 = 18 itérations de 5 secondes pour cette phase.
  
• Une différence de température de 150°C - 22°C = 128°C à combler
• Soit 128°C / 18 itérations = une augmentation de 7.11 °C toutes les 5 secondes.

La fin de la première phase atteinte, il ne reste plus qu'a  passer immédiatement à la suivant, donc (180,90), et procédé à l'identique... sauf que cette fois, la température de départ est 150°C (T° de fin de la phase précédente).

Contrôler l'exactitude de la régulation.

Voici les informations PID produites par l'exécution de profile_heating( PROFILE_SN0 ) :

1, 46, 41
2, 46, 40
3, 46, 41
4, 46, 41
5, 46, 42
0, 52, 43
1, 52, 44
2, 52, 44
3, 52, 46
4, 52, 47
1, 58, 48
2, 58, 50
3, 58, 50
4, 58, 51
5, 58, 52
0, 65, 53
1, 65, 54
2, 65, 54
3, 65, 55
4, 65, 56
0, 71, 57
1, 71, 58
2, 71, 59
3, 71, 61
4, 71, 63
1, 77, 64
....

On constate que la première colonne est remise a zéro toutes les 5 secondes (à chaque fois que le PID est informé d'une nouvelle température. La deuxième colonne est la T° a atteindre, la troisième colonne est la température de la semelle.

Les données importées dans une feuille de calcul permet de générer un rendu sous forme de graphique.
La première colonne (les itérations PID, chaque seconde) est remplacée par une valeur incrémentée permettant ainsi d'obtenir un écoulement du temps linéaire et globale sur la totalité de la régulation.

Phases de la refusion et température de la semelle

La courbe de refusion est excellente (même si elle présente un retard de 5 à 10 degrés). Il y manque la phase de maintient à 245°C qui n'était pas encodée dans le script Python.

Après une légère adaptation du code, il est maintenant possible de relever une courbe de refusion complète... et le résultat est plutôt satisfaisant :-)

Refusion SN0 -> refusion de SnCu à 245°C

Ressources

• Dépôt du projet Plancha-CMS (GitHub)
   

Voici un projet terminé qui saura se monter utile.

Si vous attendiez des nouvelles de The Witcher 4, il y a enfin quelque chose de substantiel qui vous passionne. CD Projekt Red a annoncé que The Witcher 4 était passé de la pré-production à la production à grande échelle, ce qui signifie que le développement du jeu bat désormais son plein. CDPR se lance […]

Le post Le Witcher 4: Le nouveau projet de CD Projekt Red entre en pleine production. est apparu en premier sur Moyens I/O.

Amis Maker,

Peut-être vous souvenez-vous du projet "Plancha-CMS", un projet MicroPython au long cours sur-lequel je me penche de temps à autre.
Le dernier article date de mai 2023 avec un dernier dernier opus technique  en Août 2021.

Interface Homme-Machine

Dans l'article de mai 2023, j’envisageai l'usage d'un écran OLED graphique.
Quand j'ai repris mon projet ce Week-end, j'ai finalement opté pour un afficheur 2x16 I2C et un encodeur rotatif+click I2C... c'est que je voulais avancer vite.

Sur l'image ci-dessus, il est possible de constater:

• La finalisation de l'interface utilisateur
• La connexion USB vers l'ordinateur (pour finaliser le développement)
• La présence du bouton Reset (et du plus discret switch RUN_APP)
• Le repositionnement du thermocouple sur le dessus de la plancha.

Securité avant tout

La Plancha-CMS dispose déjà d'un arrêt d'urgence qui s'avère essentiel durant le développement.

J'ai cependant ajouté quelques sécurités complémentaires:

• Arrêt forcé du relais SSR au démarrage du microcontrôleur.
• Définition d'une température critique (CRITICAL_T = 380).

La température est constamment surveillée par le contrôleur PID, contrôleur qui fonctionne en toute indépendance grâce à un Timer!
C'est donc l'endroit idéal pour renforcer la sécurité.
Si la température lue par le PID atteint CRITICAL_T alors:

• le contrôleur PID est arrêté
  
• le relais SSR est désactivé
• le microcontrôleur est réinitialisé (pour assurer de l'arrêt du code).
  

Interface utilisateur

Le menu principal est simple a appréhender, il suffit d'utiliser l'encoder et de cliquer pour sélectionner la fonctionnalité. Les LEDs vertes de l'encodeur indique simplement qu'il n'y a pas de tâche en cours d'exécution.

Le menu prévoit 3 fonctionnalités:

• Pre-Heat: préchauffage à la température sélectionnée par l'utilisateur. Affichage de la T° en temps réel.
  Maintenue de la température; cliquer pour sortir de la chauffe et entamer la phase de refroidissement par air forcé (jusqu'à T° < 35°C).
  Le refroidissement peut être interrompu à tout moment (en cliquant).
• Cool: Refroidissement par air forcé avec affichage de la température. Interruption manuelle en cliquant.
• Solder: en cours de développement - Processus de soudure en suivant un profil de refusion. 

Processus de Préchauffage

Si l'utilisateur sélection l'entrée Pre-Heat alors il à la possibilité de sélectionner la température de préchauffe souhaitée (à l'aide de l'encodeur rotatif).

Une fois confirmé, la température est configurée sur le contrôleur PID et affichée en temps réel sur l'écran.

L'utilisateur peut quitter le processus à tout moment en cliquant l'encodeur rotatif.

Temps_sec, T_Consigne, T_reel
1, 100, 45
2, 100, 44
3, 100, 44
4, 100, 45
5, 100, 46
6, 100, 48
7, 100, 51
8, 100, 54

Ressources

• Dépôt Plancha-CMS (GitHub, MCHobby)
  Voyez le fichier install.sh pour l'installation des dépendances.
   

A tout bientôt pour la suite ;-)
Dominique

Depuis des années, les familles se réunissent à chaque période des fêtes pour regarder l’animation fantaisiste de Wallace et Gromit. Et si nous vous disions qu’Aardman – créateurs de la série et maîtres de l’animation stop-motion – s’était associé à The Pokémon Company sur un projet spécial qui sortira en 2027 ? Un court métrage […]

Le post Projet de collaboration entre Pokémon et Aardman : projet d’animation en stop-motion prévu pour 2027 est apparu en premier sur Moyens I/O.

 Bonjour à tous,

Dans le dernier article, je faisais encore des investigations sur HP DesignJet T520 pour essayer de la réparer.

Après de nombreuses tentatives, j'ai jeté l'éponge et passe donc à la phase de récupération...

Démontage

Comme tous les produits HP, nombre de composants sont difficiles d'accès.
Le démontage s'apparente à Trek... il m'a fallut environ 8 heures de démontage.

La dernière publication la table tracante était dans cet état:

Après 8 heures de démontages, je suis arrivé à cela!

 

Eléments récupérés

Voici ce que j'ai eu l'occasion de récupérer.

Motorisation générale

Une telle table traçante ne manque pas de moteurs mais ce qui est le plus intéressant, c'est le couplage avec des engrenages réducteurs et un système optique permettant le positionnement 

Dans le disque de positionnement était disposé sur un axe (8mm) avec un engrenage équipé d'un système "torpedo" qui entraîne l'axe dans un seul sens de rotation (et route libre dans l'autre sens). L'optique de lecture est composé de deux éléments... probablement pour détecter le sens de rotation ou augmenter la précision (ce sera pour plus tard)

Ce qui serait intéressant, c'est de pouvoir neutraliser l'embrayage en fonction des besoins.... a voir.

Ces deux derniers moteurs, toujours avec disque optique et engrenage réducteur.
Ils seront d'excellents outils d'apprentissage :-) 

Courroie du charriot

Une courroie crantée est utilisée pour la traction du chariot. C'est un élément vraiment très intéressant à récupérer. En sus, Il  y a le moteur, la roue libre et le mécanisme de mise-sous-tension.

Ces éléments s'accompagnent du ruban et de l'optique de positionnement du charriot (lecteur sur la carte. L'ensemble accompagné des éléments nécessaires pour la mise-sous-tension du ruban optique.

Pompe à air

Cette imprimante contient une petite pompe utilisée pour injecter de l'air dans les buses durant la phase de nettoyage. Il y a même une valve (à l'extrême gauche de la photo) qui laisse passer l'air lorsque l'on pousse dessus (c'est le chariot qui pousse dessus)

Axes et roulettes

Cette imprimante/table-traçante regorge d'éléments rotatifs.

1) Axe de 6mm
2) axe creux (~40mm)
3) Roulettes de transport du papier sur leur supports
4) Engrenage divers en relation avec l'axe 40mm.
5) Quelques ferrites (pour les rubans conducteurs).

Optique de détection

Il y a aussi l'optique de détection du charriot (qui permet de détecter une surface blanche).

Matériaux

Il y a aussi des matériaux qui peuvent s'avérer intéressants si l'on ne craint pas bricolage plus avancé. Avec un longueur d'un mètre ou plus, ces éléments sauront certainement se montrer utile dans un projet d'envergure.

Nous avons:

1) Pièces métalliques pouvant servir de matière première ou de support à renforcer
2) Axe creux de 10mm
3) Rail de guidage de la tête d'impression sur un support métallique (pas facile à dévisser, je l'ai laissé sur le support pour éviter ma déformation de l'axe).
4) Tablier de l'imprimante. Cette assemblage est d'une rigidité impressionnante et non démontable car il y a du frein-filet partout!. Cet élément, probablement le plus lourd de l'imprimante, sera une excellente base pour la réalisation d'une machine outil maison.

Voilà, c'était une parenthèse très intéressante dans les articles de MC Hobby.

Dominique

Bonjour à tous,

Dans les milieux scolaires, il devient courant de rencontrer une armoire Ergotron (chariot de recharge). Celle-cis sont destinés au stockage de PC, Laptop et tablette.

Dans cet article, nous allons parler de l'automatisation d'une telle armoire.

Projet mis en place à la demande du Lycée Français Jean-Monnet.
L'occasion pour MCHobby de mettre son savoir-faire à l'épreuve

L'armoire Ergotron

Commençons par jeter un petit coup d'oeil sur une armoire Ergotron.
Cette armoire dispose de serrures et même d'un anneau pour cadenas.

 

Itération 1: intégration

Chaque professeur dispose d'une cartes RFID fournie par le lycée. Système largement employé en interne et qui devrait idéalement permettre l'ouverture de l'armoire.

1. D'un microcontrôleur Raspberry-Pi Pico
   
2. D'un lecteur RFID
3. D'un détecteur d'ouverture de porte.
   Il ne faut pas qu'elle reste ouverte trop longtemps. 
4. D'une interface utilisateur rudimentaire (buzzer, Led Rouge et Verte)
5. D'un fichier d'autorisation (inclus dans le système)
   
6. D'un fichier de log
   qui a ouvert l'armoire et quand? Quel sont les tentatives infructueuses.

Une carte contrôleur avec le capteur RFID au dessus pour permettre une lecture directe des cartes RFIDs.

Itération 1: RFID + buzzer + LEDs

 

Au dessous la carte contrôleur présente toute l'électronique nécessaire au contrôle de l'armoire (détecteur de porte, loquet électro-magnétique)

Itération 1: carte contrôleur + détecteur de porte + ouverture de porte

Itération 2: support WiFi

Ce qui serait bien maintenant, c'est de pouvoir utiliser une connexion WiFi pour:

1. mettre à jour le fichier d'autorisation de la carte de contrôle.
   A intervalle régulier ou sur demande
   
2. téléverser les logs sur un serveur
3. autoriser une ouverture à distance (via requête WiFi).
   

L'ajout d'un afficheur LCD et d'un clavier numérique permet également de saisir des codes d'ouvertures (code pin) ou d'activer des fonctions spéciales.

Version avec Pico Wireless + LCD + KeyPad

Version avec Pico Wireless + LCD + KeyPad

 

Cette version WiFi du projet s'accompagne d'une API permettant à l'ensemble d'offrir les services connectés à l'armoire.
Cette API est également implémentée à l'aide de Flask et Python mais peut très bien être ré-implémentée sur un autre système/autre langage (ex C#)

 

L'afficheur LCD (avec rétro-éclairage RGB) sera bien utile pour affichés messages et autorisation d'accès.

Afficheur complémentaire

1. Information générale
2. Espace disponible
3. Statut de la connectivité WiFi
4. Ligne de statut (indiquant ici la saisir d'un code Pin)
5. Nombre de caractère saisi pour le code Pin

La création de la bibliothèque esp8266-upy/qwiic-serlcd-i2c permet de prendre l'afficheur de SparkFun en charge.

Des caractères personnalisés ajoutés au projet permettent l'affichage de la connectivité WiFi.

Itération 3: détection des ordinateurs

En 3ieme itération, le but est de détecter les ordinateurs présents et absents.
Il ne s'agit pas ici de savoir si l'emplacement est occupé ou vide mais bien d'identifier l'ordinateur qui y est inséré!

Cette impression 3D prend place dans les divers emplacement et  permet d'insérer un ordinateur tout en le maintenant bien en position. Cette précision est nécessaire pour décoder le pictogramme d'identification apposé sur l'ordinateur, tablette, chromebook.

Ces éléments imprimés en 3D s'accompagnent de cartes d'acquisition (Reader), d'un bus de données blindé et d'une carte contrôleur.

Reader, Bus de données et Controleur

Controleur pour 3 bus de données

----------------------------------------
Laptop Storage Detector (LSD).
VERSION:0.1.0
----------------------------------------
Initializing...
 
READY
VIEW
2.9
2.29
2.48

READY

Amélioration de dernière minute

Dans le même temps, le projet principal a bénéficié d'un petit upgrade.
Il est maintenant capable d'accepter une double alimentation batterie + réseau électrique.
Inutile d'utiliser la batterie si le l'armoire est branchée sur le réseau électrique (ce qui sera forcement le cas lorsque les PCs sont mis en charge).

Bonjour amis Maker, amis professeurs,

De temps à autre, on tombe sur une vidéo qui se révèle être un petits bijoux d'apprentissage.
Aujourd'hui, je vous présente le projet de Tom Stanton sur la réalisation d'une voiture turbine propulsé à l'air comprimé.

Cette vidéo de Tom Stanton

Au cours de sa vidéo on découvre les différentes itérations de turbines, la vitesse maximale de 18.000 tour/minutes et le développement de la puissance maximale de 12W.

Commençons par la roue libre (en métal) et engrenage réducteur.

Cette vidéo de Tom Stanton

Avec l'axe d'entraînement (au premier plan) sur lequel vient se placer la turbine à tester avec la canule y soufflant le l'air, sous pression, contenu dans les bouteilles. Cet air est comprimé à 18 PSI (Pound per squate Inch).

1 PSI = 6894.75 Pa. A 18 PSI, la pression dans la bouteille est donc 124105 Pascal (un peu plus d'une atmosphère).

Cette vidéo de Tom Stanton

Cette vidéo de Tom Stanton

A l'aide d'une électronique adéquate, Tom mesure la vitesse de rotation (RPM) et le couple (dit Torque en anglais).

Le graphe ci-dessous présente l'évolution de la vitesse avec le temps. En début de graphe, la vitesse augmente rapidement car la pression élevée dans la bouteille permet de développer un couple important. En fin de bouteille, la pression chute, raison pour laquelle la vitesse plafonne.

Source: cette vidéo de Tom Stanton

Par ailleurs, si l'on prend la tangente à la courbe, le coefficient d'inclinaison de la droite est clairement représentative du couple développé.

Source: cette vidéo de Tom Stanton

Si l'on représente le couple (torque) en fonction de la vitesse de rotation nous obtenons une répartition qui ressemble fort une droite.

Sur le graphe ci-dessous, il est possible de refaire les même constats que précédemment. C'est au démarrage (0 RPM) que le couple est le plus important (quand la pression est au maximum dans la bouteille). A vitesse maximale (18000 RPM), la bouteille est presque vide... moment où la couple développé par la turbine est le plus faire.

Source: cette vidéo de Tom Stanton

L'intérêt d'un moteur étant quand même d'obtenir une puissance maximale et surtout de maintenir cette puissance au maximum.

Voici une petite formule fournie par Tom permettant de convertir le couple ne puissance.

Puissance (Watt) = (Couple en Nm * vitesse en RPM) / 9.549

Une fois converti en graphique Puissance (Watt) par vitesse (RPM), il est très facile de constater que la puissance maximale est obtenue aux alentours de 10000 RPM (10000 tours par minutes).

Source: cette vidéo de Tom Stanton

Il faut donc pouvoir réguler le débit d'air pour maintenir la turbine à 10000 tours par minutes.

Tom a mis au point un valve en résine, valve qui permet de contrôler le débit d'air.

Source: cette vidéo de Tom Stanton

Une idée lumineuse qui est facile à contrôler à l'aide d'un simple servo-moteur. Grandiose!

Source: cette vidéo de Tom Stanton

L'image ci-dessus présente la valve équipée de son tuyaux d'entrée.
Vient ensuite le placement de la buse de sortie et placement de la turbine.

Source: cette vidéo de Tom Stanton

Voici enfin le montage du bloc moteur avec la turbine équipée de l'engrenage d'entraînement des roues.
Le bloc moteur reprend également une valve de recharge pour remettre la bouteille sous pression.

Cette dernière capture montre l'utilisation de la valve de recharge.

Je trouve tous cela d'une magnifique inventivité!

En vidéo

Je vous invite à visionner la vidéo de Tom Stanton sur la réalisation d'une voiture turbine propulsé à l'air comprimé.

Bonjour à tous,

Le projet SuperPi Cluster dispose de son alimentation de test.
Le dernier article en date a valider l'utilisation d'un bloc d'alimentation 5V 10A  pour l'alimentation du rack.

C'est le moment de se pencher sur les raccordements électriques et l'organisation réseau.

50+ Raspberry-Pi en Rack

A propos de SuperPi

Le projet SuperPi vise à créer un super-calculateur/Cluster didactique à l'aide de 50+ Raspberry-Pi. Voyez cet article contenant plus de détails.

La force d'un Super-Calculateur/Cluster c'est le traitement en parallèle (Parallel Computing) pouvant servir dans de très nombreux domaines.

Mini-rack de test

J'ai assemblé un mini-rack de test pour faciliter les tests et apprentissages qui se profilent.

Organisation électrique

L'alimentation du Rack de Pi est contrôlée séparément à l'aide d'un Power-Switch-Tail . Le Power-Switch-Tail tout comme le signal Panic (qui fait une shutdown rapide des RPi) sont pris en charge par la station de contrôle par m'intermédiaire de GPIO..

La Station de contrôle aura ici un rôle essentiel puisque:

• Active/désactive les différents Rack
• Effectue les mise-à-jour sur les racks
• Distribue les tâches de calcul
  
• Collecte les résultats
• Affiche les statistiques
• Collecte et stocke les résultats
• Affiche les résultat (en option)
  

Organisation réseau

Pour faciliter la mise en oeuvre, les différents éléments sont configurés en adresse IP Fixe (voir configuration des noeuds)

Organisation réseau - cliquer pour agrandir

Seul l'adresse externe du routeur n'est pas encore fixée car il s'agit toujours d'un élément inconnu.

Le Routeur est là pour autoriser les connexions:

• vers Internet,
• vers un réseau hôte
• ou autorisé une connexion depuis le réseau hôte (pour prendre le contrôle de SuperPi depuis l'extérieur).

Pour la suite

Il faut que m'active sur le routeur et sa configuration.
Ce sera l'occasion de me perfectionner dans se domaine (j'y ai quand même des lacunes).

Ressources

• Le Wiki consacré à SuperPi
• Les articles de blog sur SuperPi