Laboratoire pédagogique du Greta du Velay

Laboratoire pédagogique du Greta du Velay

Projet d'horloge Arduino

Temps de lecture estimé à 2 min. 15 sec.

Nous avons en projet, avec un groupe de stagiaires, de construire une horloge qui sera placée dans les locaux du Greta du Velay au Puy.

Pour l'instant nous essayons d'explorer la faisabilité, nous définissons les contours et cherchons tous les aspects pédagogiques liés à cette réalisation. Ils sont assez nombreux, selon le niveau de perfectionnement recherché. Cette réalisation peut être à géométrie variable, ce qui est assez intéressant. L'horloge peut être très simple ou très perfectionnée, selon ce qu'on est prêt à explorer...

Vue générale

Composants

Les composants sont assez faciles à trouver, relativement pas chers. On peut même profiter de la récupération (moteurs dans les jouets, horloge DCF dans les horloges sans fil qui tombent en pannes, boites de conserves pour le carillon, etc).

  • Le micro-contrôleur. Le plus abordable est certainement l'Arduino. Il sera le cerveau de l'ensemble. Mais son horloge, comme tous les processeurs, peut se dérégler dans le temps ;
  • Horloge DCF77 (assure la régularité de l'horloge, optionnel dans un 1er temps) ;
  • Le moteur ;
  • Les engrenages ;
  • Les aiguilles sur un axe double ;
  • Le carillon, composé d'électro-aimants et d'objet sonnants.

Tâches à réaliser

  • Engrenages
    • calculer les démultiplications adéquates ;
    • étudier la faisabilité pour assembler les différents engrenages (les axes ne peuvent pas traverser un engrenage de niveau supérieur/inférieur) ;
    • modéliser les différents engrenages avec OpenSCAD (+ des outils dédiés aux calculs d'engrenages) ;
    • découper les engrenages ;
  • Moteur
    • trouver le "bon" moteur (courant continu ou pas à pas) ;
    • piloter le moteur avec l'Arduino (étage de puissance ?) ;
    • imaginer un asservissement pour obtenir une avance par minute, ou par seconde, ou par x secondes ;
    • concevoir une liaison moteur/engrenages ;
  • Horloge
    • trouver le composant DCF77 (que l'on peut acheter ou récupérer en déchetterie dans une horloge commandée par ce signal radio...) ;
    • tester le dispositif sur un Arduino ;
  • Aiguilles
    • concevoir un système d'axe double pour animer les 2 aiguilles ;
    • concevoir une liaison (courroies ?) entre les engrenages et les aiguilles ;
    • dessiner les aiguilles ;
    • découper les aiguilles ;
  • Carillon
    • trouver des objets et/ou dispositifs "sonnants" ;
    • fabriquer des electro-aimants et trouver des alimentations adéquates ;
    • piloter le carillon avec l'Arduino (étage de puissance ?) ;
  • Arduino
    • faire un programme qui pilote l'ensemble ;
  • D'ordre général
    • faire un support et une caisse pour l'ensemble ;
    • faire une protection (pléxis) pour sécuriser, si l'horloge est à portée du public ;
    • documenter l'horloge sur elle-même (dessins artistiques qui expliquent les différents éléments) ;
  • Pour aller plus loin...
    • imaginer une forme d'interactivité ?
    • imaginer un affichage de la date ?

Ressources

D'ordre général

LibreCAD (logiciel de CAO)

OpenSCAD (3D/CAO par programmation) + documentation

Les horloges

Horloge complète paramétrable, à imprimer en 3D

Engrenages

Librairie pour tracer les dents d'engrenages avec OpenSCAD

Engrenages avec LibreCAD et OpenSCAD

Motifs pour l'évidement des engrenages