SeaPerch : Montage de la Propulsion du Robot Sous-Marin

La seconde partie de la construction du robot sous-marin consiste à monter le système de propulsion, c’est à dire les moteurs et les hélices. Comme les moteurs vont se retrouver dans l’eau, il va falloir les rendre étanches. Ce passage n’est pas évident à réaliser et demande un peu de temps. Vous pouvez compter environ 4h pour cette partie.

Matériel & Outils nécessaires

Outils Nécessaires
Outil	Image	Outil	Image
Ciseaux		Tournevis cruciforme
Perceuse + mèches 6,5 mm & 2,5 mm		Pince
Fer à souder + étain		Ruban Isolant
Ruban en Caoutchouc Butyle (peut être remplacé par la colle chaude)		Epoxy + Bâtonnet
Casserole + Pot (bain-marie)		Colle chaude (optionnel)

Matériel : Propulsion
Qt	Pièce	Taille (cm)	Diamètre (mm)	Image
3	Flacon plastique 50ml (boîte pellicule photo)	5,0	30,0
3	Moteur 12V	–	–
1	Câble à 4 paires torsadées (câble d?attache)	1200	–
1/2	Anneau de cire de toilette	–	–
3	Hélice 1/8″ 0.19-0.35	–	40,0
3	Arbre de transmission 4-40 0.095″	–	–
6	Ecrou hexagonal en laiton	–	–

Préparation des conteneurs des moteurs

Avec une mèche 2,5 mm, percez un trou au centre de chacun des bouchons des trois boîtes de pellicules. Ce sont par ces trous que vont passer les fils.

Percez avec la même mèche le fond des boîtes. Vous devez percer exactement au centre et faire très attention à ne pas trop élargir le trou. Les axes des moteurs passeront par ces trous, c’est pour cela qu’ils doivent être parfaitement centrés. Testez si les moteurs rentrent bien dans les boites et leurs axes par les trous du fond.

Préparation des moteurs

Nous allons commencer par tester la polarité des moteurs. Alimentez-les en 12V avec un câble rouge et un câble noir sur chacun des connecteurs. Vous pouvez ajouter un bout de papier sur leurs axes pour mieux les voir tourner. Si l’axe tourne dans le sens inverse des aiguilles d’une montre quand il est orienté vers vous, alors vous êtes câblé dans le bon sens. Apposez une marque sur le connecteur sur lequel vous avez branché votre câble rouge : c’est le connecteur positif. S’il tourne dans l’autre sens, c’est qu’il est câblé à l’envers : vérifiez et apposez la marque sur l’autre connecteur. Cette marque vous permettra de repérer facilement la polarité quand le moteur sera tout emmailloté.

Recouvrez maintenant les trois moteurs (hormis leurs deux connecteurs et leur axe) avec du ruban isolant. Faîtes bien attention à ne pas laisser de trou ni de plis car la cire qui servira à les rendre étanches ne doit pas pouvoir entrer dans les moteurs (elle les endommagerai). Ne les rendez pas non plus trop gros car ils doivent toujours pouvoir se glisser dans la boîte de pellicule photo (en plus de la cire).

Pour plus de facilité, coupez des petits bouts de ruban pour les deux extrémités. Pour le dessus et le dessous, tendez les morceaux bien droit et appuyez pour que l’axe ou les connecteurs percent le ruban, ainsi le reste sera bien recouvert. Coupez des morceaux plus longs pour les enrouler autour du corps. Vérifiez bien qu’il n’y ait pas de trou, sinon les moteurs risqueraient de moins bien marcher ou de s’abîmer plus rapidement.

Vérifiez à nouveau que les moteurs rentrent bien dans les boîtes de pellicules photos.

Câblage des moteurs

Il s’agit d’un ROV, il est donc connecté à la surface par un câble d’attache dans lequel se trouvent 4 paires de fils torsadés.

Dénudez un bout du câble d’attache sur environ 38 cm en faisant bien attention à ne pas couper les fils qui se trouvent dedans. Séparer les quatre paires torsadées les unes des autres. La paire Marron ne sera pas utilisée et peut être laissée de côté.

Prenez une des trois paires de fils (n’importe quelle couleur) et enfilez-la à travers le bouchon d’une boîte de pellicule photo sur environ 10 cm. Faîtes un noeud sur le côté intérieur du bouchon pour relâcher la tension. Faire de même pour les deux autres paires de fils.

[TABLEAU CODE COULEUR]

Dénudez chaque embout des fils des trois paires sur environ 6 mm. Soudez ensuite pour chaque paire le câble coloré au connecteur positif d’un moteur et le câble bicolore (couleur + blanc) au second connecteur (négatif). Le tableau ci-dessus récapitule le code couleur utilisé.

Avant de passer à l’étape suivante (scellage des moteurs dans la cire pour les rendre étanches), n’oubliez pas de tester si les connections sont bonnes.

Etanchéité des moteurs

Il faut maintenant rendre les moteurs étanches. Pour cela nous allons utiliser de la cire qui va sceller les moteurs dans les boîtes de pellicule photo. Cette partie n’est pas évidente. Il est conseillé de se munir de gants, pour ne pas se salir les mains, ainsi que de protéger l’espace de travail (la cire va couler). Vous pouvez aussi porter un tablier pour protéger vos vêtements.

Coupez la moitié de l’anneau en cire (cela suffit pour trois moteurs) et faîtes la fondre au bain-marie (pas de micro-onde, ni directement dans la casserole, c’est dangereux). La cire doit être liquide et fluide mais elle ne doit pas non plus être trop chaude. Ce type de cire ne durci pas, cela permettra d’avoir un corps gras en permanence autour du moteur qui repousse l’eau tout en laissant l’axe tourner à son aise (la cire se reforme autour de lui).

Trouvez un support pour pouvoir maintenir les boîtes verticalement avec l’axe du moteur qui dépasse en dessous (vous pouvez utiliser un étau mais il ne faut pas trop serrer au risque de déformer les boîtes, les poser sur un support troué qui laisse passer les axes est préférable).

Mettez un bout de ruban isolant sur les trous du fond des boîtes (à l’extérieur). Cela empêchera la cire de couler tant que vous n’avez pas mis le moteur. Ne le mettez pas trop serré car il doit partir facilement quand vous plongerez le moteur. (Vous pouvez éventuellement le percer un peu avec l’axe du moteur au préalable pour éviter que trop de cire ne tombe quand vous plongez le moteur.)

Remplissez une première boîte avec la cire fondue sur à peu près 1 cm de hauteur. Plongez-y le moteur et remuez-le pour que l’axe ressorte comme il faut. La cire va remonter sur les côtés (et va sortir par le trou du dessous) mais ne doit pas remonter par dessus le moteur. La cire se solidifie rapidement au contact de l’air et du moteur qui sont froids. Mettez le bouchon pour éviter les déformations de la boîte, laissez refroidir et répétez l’opération sur les deux autres boîtes.

Maintenant il faut mettre une deuxième couche de cire. Débouchez les boîtes et ajoutez -y de la cire fondue afin qu’elle recouvre juste le dessus des moteurs (et non jusqu’en haut de la boîte). Penchez au besoin les boîtes pour retirer les bulles d’air tant que la cire est liquide. Attendez un peu que la cire refroidisse.

Et enfin la troisième et dernière couche. Vérifiez que les bouchons se fixent toujours bien et préparez les fils pour qu’ils se rentrent comme il faut. Remplissez une première boîte à ras bord puis rajoutez-en un peu afin que la surface soit bombée. Quand vous fermez le bouchon, la cire doit ressortir par le trou, laissez-la former un petit cône à cet endroit afin qu’il n’y ait pas de fuite. Répétez la manoeuvre avec les deux autres boîtes.

Laissez refroidir le tout. Si tout s’est bien passé, les moteurs sont maintenant étanches.

NB : pour un côté pratique, nous avons scellé les couvercles et leurs trous non pas à la cire mais à la colle chaude (en dégraissant bien les surfaces au préalable). Car, la cire restant un peu molle, à chaque mouvement des fils elle avait tendance à s’écarter.

Montage des hélices

Nettoyez bien la cire qui serait restée sur les axes des moteurs. Enfilez un écrou sur les axes des hélices presque jusqu’au bout. Observez les hélices, le côté doté d’une rainure est celui qui sera tourné vers le moteur.

Préparez votre plan de travail et installez bien en vue tous les éléments nécessaires à cette étape. L’époxy devient inutilisable au bout de 3 minutes, vous devrez donc aller vite. Avec la quantité d’époxy présente dans un paquet vous pouvez monter jusqu’à 10 hélices à la fois.

Mélangez l’époxy sur un morceau de papier avec un bâtonnet jusqu’à ce qu’elle devienne uniforme.

Utilisez le bâtonnet pour mettre une goutte d’époxy sur chacun des axes d’hélice juste derrière l’écrou, puis vissez l’écrou à fond.
Ajoutez une goutte sur l’axe juste au dessus des écrous et enfilez les hélices (la rainure vers le bas). Ajoutez à nouveau une goutte sur les petits bouts des axes qui dépassent et vissez-y les seconds écrous. Ce côté-là est terminé, reste la fixation à l’axe du moteur.

Ajoutez une goutte dans le trou de l’axe de l’hélice, et une sur le bout de l’axe du moteur. Glissez l’axe de l’hélice sur celui du moteur. Recommencez avec les deux autres. Pressez bien les axes des hélices sur ceux des moteurs pendant au moins trois minutes afin qu’ils ne soient pas repoussés en arrière à cause de la pression de l’époxy.

Laissez les moteurs reposer pendant au moins 60 minutes sans les toucher. Il faut 24 heures pour que l’époxy finisse de sécher totalement.

Montage des propulseurs sur le châssis

Dévissez les support moteurs. Glissez un moteur dans chacun des supports et vissez-les sur le châssis, hélices vers l’extérieur.

Commencez par celui du milieu (paire Orange), puis montez ceux des côtés (paire Bleue à gauche, paire Verte à droite). Reportez-vous au tableau ci-dessous pour la correspondance.

[TABLEAU CODE COULEUR]

Vous pouvez maintenant orienter les tubes PVC pour donner l’angle que vous souhaitez à vos moteurs selon le type de propulsion qui sera le plus adapté à votre mission. Vous obtiendrez une plus grande stabilité si les propulseurs sont parallèles à la ligne qui rejoint leur centre avec le centre de gravité du SeaPerch.

Etanchéité du câble d’attache

Mettez du ruban en caoutchouc butyle (nous avons mis de la colle chaude à la place) pour sceller l’embout de la gaine du câble d’attache afin que l’eau ne rentre pas dedans. Enroulez du ruban isolant par dessus cette intersection. Le câble d’attache est maintenant étanche.

Faîtes une boucle avec le câble et fixez-le avec un collier rilsan sur le bas du châssis pour relâcher la tension. Ainsi il ne tirera pas sur les moteurs.

La seconde partie est finie, nous allons maintenant monter le boîtier de contrôle.

Manuel Complet en PDF : https://geckogeek.fr/static/files/SeaPerch_Manual_V1.1.pdf