P h y s i c u s

Fabrication d'une petite table sismique

Principe

On utilise un servocommande de radio-modélisme et une platine Arduino pour faire osciller une table posée sur deux rouleaux.
La fréquence et l'amplitude des oscillations sont réglées depuis une console en Python sur le PC.
Les ordres sont transmis via une liaison série sur port USB à la platine Arduino.
Le budget de ce montage est voisin de 40 euros environ.

Description du montage

Le servo commande est relié à une platine Arduino qui communique avec un PC grâce à une liaison série transitant sur le port USB.

Idéalement, il convient d'assurer au servo-commande sa propre alimentation électrique (6 volts).

Il est connecté à la platine Arduino à une PIN de masse et à la PIN 9.

La table sismique consiste en un socle sur lequel est fixé le servo-commande.

Sur cette base, deux rouleaux sont posés, et sur ces derniers une table vient rouler sans frottements.

Grâce à une biellette en fil de fer (cintre et trombone), le servo-commande peut entraîner la platine mobile.

Principe de la commande du servo

Pour piloter la position d'un servo-commande, la platine Arduino génère sur la PIN9 un signal modulé de la manière suivante.

Pour faire varier la fréquence et l'amplitude du servo-commande, le PC envoie à la platine Arduino une consigne "pas" et une consigne "amplitude" qui seront mises à jour toutes les 20ms (Deltat T))

On peut alors calculer la période des oscillations de la platine. On remarquera que si l'amplitude de l'oscillation est grande, la période augmente, ce qui est normal, car le servo-commande possède une vitesse de rotation finie (de l'ordre de 60° en 0.20 secondes environ).

Donc, pour faire une étude en fréquence, il convient de s'assurer au préalable que l'amplitude ne soit pas trop importante pour que le servo-commande puisse suivre la cadence.

Exemple de réalisation

Sur les deux photos suivantes, on voit le premier prototype de platine. Il n'y a pas l'alimentation de 6volts. Le servo-copmande est un servo standard (Hitech HS-311)

Cette platine est capable de faire osciller à quelques Hertz une charge de 1.5 kg

Une amélioration ultérieure a été d'ajouter deux bandes de roulement (en ruban adhésif) pour améliorer le guidage des rouleaux.

Une autre amélioration a été de raccourcir la biellette de la photo, pour éviter la "mise en crâbe" de la table.

Vidéo d'un test avec une charge utile de 1kg.

Codes sources

Vous pouvez télécharger ici le code source des programmes pour la platine Arduino ainsi que le script Python pour piloter la platine (testé sous Linux Mint).