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Refonte des coffrets de pont

jeudi 19 mars 2009, par Eric P.

  Bande annonce de l’épisode

Vous savez, c’est cette séquence de 5 ou 10 minutes qui débute n’importe quel épisode de n’importe quelle série, et qui est suivie du générique de début. Comme vous le savez aussi, si par malheur vous avez raté cette séquence anodine à première vue, il y a de fortes chances que vous ne compreniez rien à l’épisode qui suit.

Encore plus hypocrite : la bande annonce "dans les épisodes précédents". C’est un tel condensé speed, que même ceux qui ont scrupuleusement suivi tous les épisodes précédents de la série se demandent tout à coup s’ils n’ont pas manqué une saison entière, tellement on n’y comprend rien.

Le week-end du mois de décembre a été riche en enseignements au travers des discussions avec les animateurs Planète-Sciences. Et il en ressorti que certaines idées qui semblaient bonnes au départ ne l’étaient pas tant que cela.

Bon pour être honnête, je pressentais déjà certains points, et cela figurait d’ailleurs dans les slides de la formation.

Le premier point à revoir est la mise en coffrets de tous les constituants du système.

  Constat de départ

Comme cela a été présenté dans un autre article de la série, l’option prise a été de minimiser le nombre de coffrets et également de limiter l’accès par les jeunes utilisateurs de telle sorte que les cartes électroniques et autre composant délicats ne risquent pas d’être détériorés par des projections d’eau, de sable, de boisson gazeuse brune et sucrée à base de caféine et hautement corrosive,...

Le choix fait alors était :
- coffret principal, plein comme un oeuf avec
— batteries
— cartes électroniques principales
— variateurs des moteurs de propulsion

- coffret secondaire
— carte relais
— bornier de connexion des capteurs

Deux gros défauts à cette distribution :
- plus de place pour le variateur du moteur du treuil, qui était supposé être déporté au niveau du treuil
- nécessité d’ouvrir le coffret pour recharger les batteries

Il y a également quelques autres détails présentant des risques :

1/ La connexion entre le boitier principal et le portique radio est faite par un cordon DB9 standard. L’idée était de réutiliser au maximum ce qui est facilement disponible, et de faire de la récup de vieux cordons RS232, espèce en voie d’extinction actuellement. C’est parti d’un bon principe, mais du coup ça pouvait laisser penser qu’on avait là un connexion RS232 standard, et qu’on pouvait donc relier directement le coffret à un PC pour faire des tests en local, comme les étalonnages de capteurs par exemple. A mon avis (car je n’ai pas essayé), c’est la garantie à 90% de fumer ou bien l’interface RS232 du PC, ou bien la carte du radeau, ou bien les deux, car le brochage des DB9 n’a rien à voir avec du RS232 et véhicule de plus le 7V2 des batteries. Donc le coup des prises standard est une mauvaise bonne idée.

2/ La connexion entre le boitier principal et le boitier secondaire contenant la carte relais et le bornier des entrées analogiques pour les capteurs a été réalisé avec un bon vieux câble Centronics (la partie DB25), et là encore ça pouvait prêter à confusion. De plus, le fait de placer une carte électronique dans un boitier librement accessible aux jeunes utilisateurs n’était pas une riche idée. Sans oublier que le 5V disponible sur le bornier des entrées analogiques était directement celui de la carte principale. Mauvaise limonade également.

Comme vous vous pouvez le constater, ça craint un peu tout ça :(

  La nouvelle version

Cahier des charges :
- mettre toute l’électronique dans un même coffret
- simplifier au maximum la recharge des batteries
- placer en sécurité ce qui doit l’être

La nouvelle version est donc composée de :
- deux coffrets identiques à l’ancien
— un premier ne contenant que les batteries, et équipé de prises externes pour l’alimentation du radeau ou la recharge des batteries
— un deuxième contenant la totalité des cartes électroniques et les 3 variateurs
- un petit boitier accessible aux utilisateurs contenant uniquement de quoi connecter entrées et sorties pour les expériences, correctement protégé de surcroît. Pour simplifier la mise en oeuvre, ce boitier de connexion est fixé à demeure en mezzanine sur le couvercle du précédent, et les diverses liaisons électriques passent donc directement de l’un à l’autre

Vous l’aurez compris : on démonte tout, on jette les anciens coffrets (rassurez-vous, on les met de côté pour réutilisation ultérieure éventuelle) et on refait tout à neuf.

  En détails

Le coffret des batteries

Comme décrit précédemment, on n’y trouve maintenant plus que les deux batteries au plomb et le pack NiMh. Elles sont connectés à des prises fixes sur le couvercle, en passant bien entendu par un fusible de protection à chaque fois.

Pour éviter toute confusion, les prises sont bien entendu différentes pour chaque tension :
- XLR femelle 3 broches pour le 12V, les contacts étant capables d’encaisser 16A, ce qui est largement plus que suffisant pour notre usage
- XLR femelle 4 broches pour le 7V2

Le choix des embases XLR a été motivé par leur excellente tenue mécanique ainsi que par le verrouillage. De plus cela reste dans des prix raisonnables. On aurait bien entendu pu faire mieux avec des connecteurs étanches style Buccaneer et similaires, mais attention le porte-feuille (et l’encombrement aussi).

Ca donne ceci de dehors :

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Coffret batteries (extérieur)

On notera que la sortie 12V est dédoublée, afin de fournir une alimentation pour les expériences si celles-ci ne disposent pas de la leur.

Par ailleurs, en plus de ne pas avoir le même nombre de broches, les embases 12V et 7V2 ont une finition différente, qu’on retrouve sur les prises correspondantes des câbles d’alimentation du boitier principal. Quand on vous dit qu’on prend soin de l’ergonomie, ce n’est pas une blague ;)

Rien de bien spectaculaire à l’intérieur :

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Coffret batteries (intérieur)

On remarquera juste :
- les deux porte-fusibles sur les fils
- le support du pack NiMh, fait maison en goulottes électriques de récup comme d’hab
- la section des fils : 2.5mm2 (ça passe 32A)

  Le coffret principal et sa mezzanine

Comme expliqué plus haut, la nouvelle formule est construite sur la base d’un coffret regroupant toutes les cartes électroniques, qui ne sera jamais ouvert par les utilisateurs. Sur le couvercle de ce coffret, nous allons fixer un petit boitier avec les borniers de raccordement pour les relais et les entrées capteurs. Seul ce boitier sera ouvert par les utilisateurs pour y connecter leurs dispositifs expérimentaux.

Ci-dessous quelques vues de la construction :

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Installation du boitier de connexion

On remarquera :
- le bout de tube électrique qui sert de passage étanche entre les deux boitiers pour le câblage à venir
- le remplacement de la DB9 par une mini-DIN, qui ressemble à du PS/2, mais qui n’en est pas (des fois que quelqu’un ait l’idée de brancher un clavier ou une souris pour tester...)

Et avec les cartes de connexion installées dans le coffret supérieur :

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Les cartes de connexion installées

Petite visite de l’intérieur du boitier principal maintenant :

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Intérieur du coffret principal

Comme on peut le constater, il y a du monde à bord et des spaghetti partout. Mais c’est quand même pas trop mal rangé grâce à des colliers de serrage et des guides câbles en boudins de reliure pour document.

A l’étage des cartes, il ne reste plus beacoup de place :

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Zoom sur les cartes

Quant au dessous du couvercle, ce n’est gère mieux :

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Zoom sur les dessous du couvercle

On remarquera également :
- en haut à gauche, le fusible de protection du câble de la sonde immergée, car on n’est jamais trop prudent et qu’il vaut mieux limiter l’impact d’un court-circuit pendant une opération (au moins le reste du radeau restera alimenté et on pourra toujours regagner le bord)
- à droite, l’interrupteur principal qui coupe simultanément les deux tensions d’alimentation

  Quelques détails de fabrication

Les nouveaux matériaux

Afin de pouvoir installer et retirer facilement l’ensemble des cartes dans les divers boitiers, celles-ci sont fixées sur une platine qui est elle-même fixée au fond du boitier. Un exemple avec les cartes de connexion :

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Platine support des cartes électroniques

Et maintenant, le secret du chef concernant le matériau utilisé :

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Le matériau de base

Ben oui, ce sont de vulgaires planches à découper la viande en matière plastique (on dirait une sorte de Nylon, et celui qui m’en donnera la composition réelle gagnera une connexion à vie sur le site POBOT) qu’on trouve pour quelques euros chez Carrefour, Ikéa et compagnie. Selon la provenance, les épaisseurs sont variées, ainsi que la densité du matériau, mais on peut ainsi se constituer à peu de frais un assortiment pour parer à toutes les éventualités.

C’est un matériau assez intéressant car :
- il se coupe et perce facilement
- on peut même y faire des filetages pour vis mécanique
- les vis à tôle y tiennent très bien

Par contre :
- il ne faut pas serrer comme un âne, et il faut une longueur minimum de filetage pour que ça tienne, ce qui interdit des filetages au-travers des plaques
- je n’ai pour l’instant trouvé aucune colle qui prenne sur ce matériau, et j’ai essayé tout ce qui m’est tombé sous la main : cyano, néoprène, epoxy,...

Protections pour prises

Les diverses embases sur les couvercles doivent être protégées contre les projections d’eau ou de sable lorsqu’aucune prise n’y est branchée. Après avoir testé un tas d’options, voici celle qui déchire-la-race-de-sa-mère (yo) :

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Protection des prises

Vous avez deviné ce que c’est ? Non ? Un indice de plus alors :

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L’envers du décor

Et oui : de simples embouts pour pieds de chaise ou tabouret.

Et ça marche aussi pour les prises encastrées, avec le renfort d’un petit bout de gaine électrique rigide :

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La même chose pour les XLR

On vous l’a déjà dit : il faut toujours traîner dans les rayons d’accessoires divers juste pour savoir ce qui existe et imaginer ce qu’on pourrait en faire en le détournant de sa fonction première. Un bon exercice pour développer la créativité ;)

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