Un jeu de course lumineux… à la Ipxav !

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Difficulté:

Mon interprétation du jeu proposé par Ipxav sur son très bon tuto !


Le premier tutoriel qui m’a tapé dans l’œil en découvrant le site Oui Are Makers fut le “Jeu de course lumineux” proposé par Ipxav, autour d’une carte Arduino Nano.


Je n’avais jamais touché à Arduino, mais, en posant quelques questions à Ipxav, j’ai décidé de tenter l’aventure… dont voici le cheminement !

Matériel

Budget:

60 €

Pour la partie électronique, pas le choix, il faut passer à la caisse 😉 :

  • Une carte Arduino Nano (4€90 sur ce sympathique site français)
  • 4 condensateurs 10nF (4 x 0€18 sur le même site)
  • 4 résistances 10kOhms de récupération (pour les boutons)
  • 4 résistances de 220 Ohms idem (pour les leds des boutons)
  • 1 résistance de 470 Ohms de même (pour les bandeaux de leds)
  • 4 boutons poussoir lumineux (4 x 4€ ici)
  • 2 bandeaux de leds adressables de 50cm x 15 leds (2 x 7€30 sur le même site)
  • une chute de plaque pour circuit avec bandes de cuivre
  • un bout de câble RJ45 pour les fils
  • 2 supports pour puces de récup’ coupés et bidouillés pour recevoir la carte Arduino Nano

Mais pour le reste, à force d’imagination pour tenter de récupérer le plus d’objets déjà existants, j’ai eu finalement besoin de :

  • 4 chutes de bois de 12 x 12cm, épaisseur 18mm,
  • 4 chutes de bois de 5 x 14cm, même épaisseur,
  • 2 chutes de bois de 20 x 10cm, idem,
  • 2 tourillons bois de 10mm
  • 8 bouts de rond en acier de 4mm de diamètre par 5cm de long (1€50 en GSB)
  • un peu de silicone transparent
  • 3 pieds réglable type récup’ sur un vieux frigo ou machine à laver
  • Qq vis
  • 2 tubes en verre de 25cm de long et 32mm de diamètre… qui contenaient des gousses de vanille (si, si ! 😉 )
  • 1 des bouchons en liège de ces tubes
  • 1 morceau de plat d’aluminium de 50cm de long par 25mm de large (4 € en GSB)
  • 1 bouchon femelle à visser en laiton 26×34 (3€50 en GSB)
  • 1 raccord PE 25mm vers mâle 20×27 à visser en laiton (5€ en GSB)
  • 1 écrou contre plateau 20×27 pour fixer ce raccord (2€30 en GSB)
  • 4 écrous contre plateau 12×17 pour les boutons (4 x 1€ en GSB)
  • du tube flexible transparent de 6mm… récup’ de perfusion d’hôpital…
  • 1m de scotch double face épais

Bon, oui, la liste est longue et j’ai improvisé au fur et à mesure des problèmes rencontrés… je crains que vous ne deviez faire de même !

Etape 1 : Usiner les quatre “pieds” ronds en bois

Bon, disons-le tout de suite, la partie “bois” telle que je l’ai réalisée n’est pas simple et je me suis servi de matériel dont on ne dispose pas forcément, comme une défonceuse ou une petite scie à ruban… il s’avère que le travail du bois est une autre de mes passions, ceci expliquant cela 😉
Bien sûr, une bonne scie sauteuse peut permettre de s’en tirer, mais je pense qu’il convient surtout à chacun d’imaginer SA solution en fonction de ses goûts, de ses capacités et de ses envies… puis de les partager comme je le fais ici !

Pour réaliser ces 4 pièces en partie circulaires, j’ai effectué les opérations suivantes :

  • défonçage du 3/4 de cercle des pièces grâce à un compas bricolé sur ce modèle créé par un certain Santé avec une fraise droite de 6mm.
  • réalisation de l’arrondi en bout d’articulation avec une fraise 1/4 rond de 8mm (une passe de chaque côté, AVANT découpe de la pièce pour faciliter l’usinage)
  • découpe de la partie “articulation” des pièces à la scie à ruban
  • perçage d’un trou de 18mm pour le passage des boutons
  • perçage d’un trou de 6mm pour le passage du flexible de “perfusion”
  • défonçage d’une petite gorge entre ces deux trous avec une fraise à gorge de 6mm pour le passage des fils de connexion
  • perçage des trous de 4mm pour le passage du rond d’acier de 4mm qui fera l’articulation
  • réalisation d’un petit arrondi de 3mm sur tout le pourtour des pièces avec une fraise 1/4 rond

NB : j’ai essayé de vous mettre des photos explicites de chaque étape, mais ce n’est pas parfait et j’ai en particulier de la peine à faire l’arrondi de 3mm (et non 5mm comme sur la photo associée…) sur le pourtour de la pièce… bon, rien de grave, c’est juste pour “casser” les arrêtes vives.

Etape 2 : Usiner les quatre “bras” rectangulaires en bois

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http://blog.ouiaremakers.com/wp-content/uploads/formidable/CL_pied.skp


Un peu comme précédemment :

  • réalisation de l’arrondi des articulations, de chaque côté des “bras” avec une fraise 1/4 rond de 8mm
  • arrondi des arrêtes avec une fraise 1/4 rond de 5mm
  • découpe des articulations à la scie à ruban
  • perçage de 2 trous de 6mm pour le passage des flexibles de “perfusion”
  • réalisation d’une rainure joignant ces deux trous avec une fraise à gorge de 6mm
  • sur l’autre face des “bras”, réalisation d’une petite gorge de même largeur pour y loger les résistances de tirage des boutons
  • perçage de 2 trous de 1mm dans cette gorge pour passage des pattes des résistances
  • perçage des trous de 4mm pour le passage des tiges d’acier de 4mm qui feront articulation.

NB : je ne vous remets pas les photos de chaque étape, c’est toujours un peu pareil. Seul “piège” du bras : la rainure en face supérieure n’est que de 30mm (pour y loger la résistance de tirage de l’interrupteur associé) alors qu’elle joint les deux trous de 6mm en face inférieure (pour passage des fils électriques) : voir le fichier Sketchup pour bien voir cela.

Etape 3 : Créer la plateforme en bois du jeu

Je n’avais pas de chute de bois de 20 x 20cm, j’ai donc d’abord collé deux morceaux de 10 x 20cm en ajoutant deux tourillons de 10mm pour solidifier l’assemblage, puis :

  • usinage des 4 portions circulaires avec le compas de Santé mentionné à l’étape 1 et une fraise droite de 6mm
  • réalisation de l’arrondi des articulations avec une fraise 1/4 rond de 8mm en deux passes (une de chaque côté)
  • découpe des articulations à la scie à ruban
  • réalisation d’un arrondi de 5mm sur tout le pourtour à la fraise 1/4 rond
  • perçage de trous de 4mm pour recevoir les tige d’acier qui feront articulation
  • perçage, en regard de chaque articulation, d’un trou de 6mm pour passage du flexible de “perfusion”
  • réalisation, en dessous, d’une gorge reliant chacun de ces trous avec une fraise à gorge de 6mm
  • perçage, au centre, d’un trou de 1 pouce pour le passage du raccord laiton PE 25mm vers mâle à visser 20×27
  • réalisation d’un lamage en dessous pour l’écrou plat qui viendra serrer ce raccord

Etape 4 : Assembler la structure en bois

http://blog.ouiaremakers.com/wp-content/uploads/formidable/CL_plateforme.skp

Rien de compliqué, il suffit de rentrer à force les huit axes en acier rond de 4mm dans chaque articulation pour solidariser le tout !

Enfin, on visse les trois pieds sous la plateforme centrale pour la surélever, en prenant garde de ne pas gêner le passage des fils électriques ni d’empiéter sur l’emplacement prévu pour la carte Arduino !

Etape 5 : Créer le “tube à leds” !

Alors, la base, ce sont deux tubes en verre qui contenaient des gousses de vanille et que je souhaite mettre bout à bout…

Je ne voyais pas trop comment les solidariser (colle “super glu”, manchon de cuivre 32mm (introuvable par chez moi), silicone ?), et finalement, je vais juste les maintenir grâce à leur nouveau contenant : les barres de leds !

Pour que ce soit suffisamment rigide, j’ai donc acheté un morceau de plat d’aluminium de 25mm de large x 2,5mm d’épais, sur lequel j’ai scotché au double face mes barres de leds, une de chaque côté (et oui, il faut que les 4 joueurs voient les leds 😉 ).
Bon, mais mes tubes de verre font… 28mm de diamètre intérieur… reste un jeu de 3mm à combler !!!
Et c’est là que j’ai eu beaucoup de chance : mes barres de leds sont des barres “étanches”, entourées d’une enveloppe de silicone molle que l’on peut facilement détacher de l’ensemble… et en faisant glisser une gaine de silicone de chaque côté de mon plat d’aluminium, ça rentre pile poil dans les tubes de verre !
Je vous laisse regarder la photo pour mieux comprendre ce que je vous raconte !

Ensuite, au sommet, j’ai conservé un des bouchons de liège qui fermaient les tubes de vanille, en créant une petite rainure à la scie à métaux pour que mon plat d’aluminium vienne s’y insérer. Et comme je trouvais ce liège un peu moche, j’ai vissé à son extrémité un bouchon en laiton femelle de 26×34 : là encore, ça rentre pile poil !

En partie basse, j’ai juste laissé une petite surlongueur (10mm) de plat d’aluminium pour qu’il vienne en butée sur le raccord PE25 à visser 20×27 de la plateforme.
Et comme il y avait quand même encore un peu de jeu entre mon “tube à leds” et ce raccord, j’y ai mis une légère couche de silicone transparent pour créer un frottement.

Voilà, et bien sûr, j’ai raccordé entre elles les deux barres de leds en soudant entre eux chacun des trois fils : +5V, Masse et Commande, tout en conservant un des connecteurs d’origine, pour venir me raccorder sur mon montage électronique.

Etape 6 : Réaliser le câblage électrique de la structure

Bon, là, c’est surtout de la patience dont on a besoin 😉 !

J’ai commencé par souder sur chaque bouton son condensateur anti rebonds, directement sur leurs broches, sans oublier les fils associés.
Sur mes boutons, j’ai à chaque fois une led associée, et j’y ai donc aussi soudé une résistance de limitation de courant de 220 Ohms et les fils de raccordement nécessaires.

De là, j’ai fixé mes boutons sur leur écrou à contre plateau de 12×17, je les ai juste insérés à force dans le trou des pieds associés et j’ai fait passer les fils (récupérés sur un bout de câble RJ45 pour qu’ils soient suffisamment fins et de 4 couleurs différentes) dans le trou de 6mm dudit pied, puis dans un morceau de flexible de perfusion pour arriver sur les bras.

Sur les bras, on insère la résistance de tirage de 10 kOhms sur le dessus, et ont fait les soudages adéquats en dessous :
– du bouton, on vient se raccorder sur la résistance de tirage puis on repart vers le +5V
– de l’anode de la led associé, je viens aussi me souder à ce +5V (en amont, donc, de la résistance de tirage)

Les autres fils (= le second du bouton et la cathode de la led associée) ne font que traverser le bras, et l’ensemble ressort par le second trou de 6mm pour repasser dans un morceau de flexible de perfusion avant de replonger sous la plateforme en bois, vers l’emplacement de la carte Arduino !

Bon, il ne faut pas s’affoler, y aller tranquillement et bien tout vérifier au multimètre… avant de noyer les connexions et les câbles dans leurs gorges avec un peu de silicone transparent !

Etape 7 : Réaliser le câblage de l’Arduino

Bon, ben… il n’y a qu’à suivre le schéma fourni 😉
NB : le second schéma est plus général, avec une seul barre de leds et sans les leds des boutons poussoirs.

  • On commence par prévoir où fixer la carte Arduino sur la platine à pistes cuivrées… et on coupe les pistes sous l’Arduino, TRES IMPORTANT !
  • On fixe alors l’Arduino => personnellement, j’ai bidouillé un support avec des broches femelles pour pouvoir enlever et mettre la carte selon mes besoins, mais l’idéal, c’est carrément de souder un support “ZIF” (zéro insertion force), on en trouve des 32 pôles à 3€30 ici.
  • On peut alors câbler les fils de commande des leds (D7 à D10) et des boutons poussoirs (D2 à D5)
  • Puis j’ai soudé 3 points de connexion mâles pour mon “tube à leds”, que j’ai raccordés au +5V, à la masse et au pôle D6 de l’Arduino en insérant une résistance de protection de 470 Ohms
  • Reste encore à raccorder les +5V et les Masses de chaque ensemble “bouton + led”.

Et voilà ! Bon, ne pas oublier de fixer ensuite cette platine sous la plateforme de la structure : scotch double face où quelques vis… si on n’a pas oublié de prévoir les trous pour !

Etape 8 : Ecrire le programme Arduino !

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http://blog.ouiaremakers.com/wp-content/uploads/formidable/CourseLumiere.fzz


Bon, le plus dur est fait, maintenant, il ne reste plus qu’à adapter le programme fourni par Ipxav à nos besoins / modifications !!!

Pour ma part, en gros, j’ai modifié les points suivants :

  • Mise à jour des broches utilisées sur l’Arduino : D2 à 5 pour la lecture des boutons poussoirs, D6 pour la commande des barres de leds et D7 à D10 pour l’allumage des leds associés aux boutons.
  • Remplacement des déclarations des constantes de “#define” par “const int” suite à lecture de cet article
  • Petite modification de l’animation de début de jeu : les 4 boutons s’allument, puis les barres de leds s’allument successivement des 4 couleurs des joueurs, chaque nouvelle couleur éteignant la précédente avant que tout ne s’éteigne : le jeu peut alors commencer !
  • Je garde en mémoire la couleur de chaque led des barres de leds pour que, lorsqu’un joueur en double un autre, la led qu’il quitte reprenne éventuellement la couleur du joueur doublé (alors que la led restait éteinte avec le programme d’Ipxav)
  • Petite modification de l’animation de “victoire” : le bouton du joueur victorieux s’allume et les barres de leds se remplissent de sa couleur avant de clignoter 3 fois et de rester allumées avec la couleur victorieuse
  • Ajout de la possibilité de continuer à jouer : un appui sur n’importe quel bouton revient à l’animation de début de jeu et réinitialise toutes les variables

Etape 9 : Mais encore ??? 😉

Bon, j’ai déjà pas mal galéré pour en arriver là et je me retrouve avec un bel objet… qui prend quand même bien de la place, même en position “fermée”, mais si j’en trouve le courage, j’aimerais modifier deux petites choses :

1- Ajouter un support “ZIF” pour pouvoir récupérer facilement ma carte Arduino pour d’autres projets,
2- Ajouter une pile 9V et sa connexion pour pouvoir me passer d’une alimentation USB 5V et surtout de son fil bien envahissant !
(NB : la carte Arduino Nano autorise ce genre d’alimentation via sa broche “Vin” qui est connectée à un régulateur de tension pour fournir le +5V dont elle a besoin ! Sur cette entrée, il faut lui fournir une tension comprise en +7V et +12V)

Ca y est c’est fait, avec ajout d’un petit interrupteur pour connecter / déconnecter la pile 9V, c’est nickel (voir photos) !!!

Mais cela m’a bien donné envie de poursuivre l’exploration des possibilités de cette drôle de petite carte (j’en ai déjà commandé une seconde 😉 ) => merci à OuiAreMakers et Ipxav donc !

Vous aimez ce tutoriel ?


Ipxav

07 juil. 2016 à 10:29

Respect chapao ! Il y a du niveau ! hier soir j'ai fait des challenges en mettant 4 barres de 30 leds en série avec une alim externe et c'est vraiment sympa. À la vertical ça le fait aussi .


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