SeaPerch : Montage du Boîtier de Contrôle du Robot Sous-Marin

Dans cette troisième et dernière partie de la construction du sous-marin, nous réalisons le boîtier de contrôle qui va nous permettre de diriger les moteurs et donc le SeaPerch lui-même. Son interface est très simplifiée et utilise des interrupteurs. Du coup, nous avons choisi de vous présenter la version filaire plutôt que celle avec carte électronique (qui serait plus utile dans le cas d’un boîtier plus compliqué). Deux interrupteurs permettront de contrôler les propulseurs bâbord et tribord et deux autres le propulseur vertical. Cette partie demande environ 3h.

Matériel & Outils nécessaires

Outils Nécessaires
Outil	Image	Outil	Image
Perceuse + mèches 6,5 mm & 2,5 mm		Pince à dénuder ou Cutter
Fer à souder + étain		Ruban Isolant (ou Gaine thermo)

Matériel : Propulsion
Qt	Pièce	Taille (cm)	Diamètre (mm)	Image
1	Boitier avec couvercle à vis	12x6x4	–
2	Interrupteur à Bascule	–	–
2	Interrupteur à Bouton Poussoir	–	–
2	Pince Crocodile	–	–
2	Gaine Pince Crocodile	–	–
1	Câble porte-fusible 1.25??x25??	–	–
1	Fusible verre 10A	–	–

Préparation du matériel

Commencez par réunir le matériel nécessaire à la construction du boîtier. En voici une photo afin que vous puissiez bien identifier tous les éléments :

? Boîtier
? Interrupteurs à bouton poussoir
? Interrupteurs à bascule
? Fusible 10A
? Pinces crocodiles et leurs gaines
? Fils électriques rouge et noir
? Câble porte-fusible
? Câble d’alimentation

Voici le schéma électrique représentant ce que nous allons réaliser dans le boîtier de contrôle. L’alimentation sera distribuée à des switches (interrupteurs) qui s’occuperont de changer la polarité des moteurs pour tourner dans un sens ou dans l’autre (ou les arrêter).

Préparation du boîtier

Avec un marqueur, notez l’emplacement des trous selon le schéma ci-dessous. Ne vous placez pas trop près des bords au risque de casser le boîtier ou de ne pas pouvoir mettre les interrupteurs à cause des pas de vis du couvercle qui se trouvent généralement dans les coins.

? Deux trous sur le dessus pour le contrôle des propulseurs horizontaux
? Deux trous sur le côté de la façade avant pour le contrôle du propulseur vertical
? Un trou au milieu de la façade avant pour la sortie du câble d’attache
? Un trou au milieu de la façade arrière pour l’entrée du câble d’alimentation

Utilisez la mèche 6,5 mm et percez aux emplacements marqués. Vérifiez que les pas de vis des interrupteurs rentrent bien dans les trous correspondants. Il en va de même pour le câble d’attache et le câble d’alimentation. Agrandissez au besoin.

Préparation du câble d’alimentation

Cette étape est séparée en trois parties dont le résultat sera assemblé à la fin pour former le câble d’alimentation.

Câble porte-fusible

Nous commençons par préparer le câble porte-fusible. Il est constitué de deux pièces en plastique qui se referment l’une sur l’autre et se maintiennent fermées. Dans l’une d’elle, on trouve un ressort et dans les deux des connecteurs. Le fusible se place dedans. Il se peut que le câble arrive non coupé (un seul câble relie les deux pièces en plastiques) afin que les différents éléments ne se détachent pas lors de la livraison, vous devrez alors le couper vous même pour avoir les deux extrémités du câble.

Dénudez sur environ 6 mm les deux extrémités du câble. Enfilez d’un côté (il n’y a pas de sens obligatoire) la gaine rouge de la pince crocodile puis soudez l’extrémité du câble à la pince crocodile. Recouvrez la pince de sa gaine. Glissez le fusible dans son emplacement (il n’y a pas de sens) et mettez le câble porte-fusible de côté.

Alimentation générale

Prenez le câble d’alimentation. Il est composé de deux conducteurs, chacun séparé par leur couche d’isolant. Les deux parties sont différentiables soit par une marque soit par leur couleur. Nous considérerons la partie colorée ou marquée comme la partie positive, l’autre sera la partie négative.

Séparez en deux l’une des extrémités sur environ 2-3 cm sans abîmer les isolants. Dénudez les deux embouts sur environ 6 mm et rentrez cette partie du câble dans le trou du boîtier correspondant ?. Enfilez-le sur environ 10-15 cm et faîtes un noeud côté intérieur (pour relâcher la tension).

Séparez de la même manière l’autre extrémité du câble mais sur une longueur un peu plus grande (à peu près de la même longueur que le câble porte-fusible). Coupez le câble correspondant à la partie positive à 2-3 cm de la jointure (cette partie sera remplacée par le câble porte-fusible). Dénudez les deux embouts sur environ 6 mm.

Enfilez la gaine noire de la pince crocodile sur l’embout négatif (celui qui n’est pas coupé) puis soudez l’extrémité à la pince crocodile. Recouvrez la pince de sa gaine. Mettez le câble d’alimentation de côté.

Distribution de l’alimentation (pour les interrupteurs)

Prenez les fils rouge et noir. Ils doivent mesurer à peu près 60 cm de longueur. Coupez-les en quatre, cela vous fait 8 morceaux de 14-16 cm approximativement. Dénudez tous les embouts sur environ 6 mm.

Assemblage

Commençons par le côté du câble d’alimentation qui est enfilé dans le trou du boîtier. Prenez les 4 fils rouges que vous venez de découper et soudez-les à l’embout positif du câble d’alimentation. Soudez ensuite les 4 fils noirs à l’embout négatif (toujours côté boîtier). N’oubliez pas de couvrir les deux soudures de gaine thermo (si possible de la même couleur que le fil) ou de ruban isolant. Voilà pour la distribution de l’alimentation.

Pour finir, de l’autre côté du câble d’alimentation, il suffit de souder le câble porte-fusible (l’embout qui n’a pas la pince crocodile) à l’embout positif du câble d’alimentation. Couvrez la soudure de gaine thermo.

Fixation du câble d’attache

Prenez l’extrémité libre du câble d’attache (celle non soudée aux moteurs) et rentrez là sur 10-15 cm dans le trou du boîtier correspondant ? et faîtes un noeud à l’intérieur du boîtier pour relâcher la tension. Dénudez la partie qui se trouve côté boîtier sur une dizaine de centimètre. Les quatre paires de fils bicolores sont donc maintenant à l’intérieur du boîtier. Dénudez leurs extrémités (sauf pour la paire Marron qui n’est pas utilisée).

Câblage des interrupteurs à bouton poussoir

Ces deux interrupteurs vont servir à contrôler la propulsion verticale.

Reportez-vous au schéma électrique et au schéma de câblage ci-dessous pour plus de clarté. Soudez un fil rouge du câble d’alimentation sur le connecteur NO d’un interrupteur à bouton poussoir, un fil noir sur le connecteur NC. Puis soudez le fil Orange-Blanc de la paire Orange du câble d’attache au connecteur C.

Recommencez pour le second interrupteur, mais sur le connecteur C vous souderez le fil Orange de la paire.

Si vous n’êtes pas sûr de la position des connecteurs, voici comment procéder pour les retrouver. Tout d’abord, munissez-vous d’un voltmètre en mode bipeur (mode où lorsque les deux sondes sont en contact le module émet un “bip” pour signaler un court-circuit). Ce module va nous permettre de déterminer qu’elles sont les pinoches en contact les unes entre les autres lorsque le bouton poussoir est appuyé ou non.

Au repos vous devriez avoir la pin NC (masse) et la pin C en contact, et en position appuyé, la pin NO (+) et la pin C en contact. Ce contact est traduit par le petit bip. Si toutefois vous disposez d’un connecteur du même genre sans désignation, vous n’avez qu’à appliquer la méthode suivante pour trouver les bonnes connections :

Bouton poussoir au repos :
Apposez une sonde sur une pin, n’importe laquelle. 
Apposez la seconde sonde tour à tour sur les deux autres pin restantes jusqu’à entendre le bip. Vous avez alors identifié les deux pin en contact au repos.

Ces deux pin en contact sont donc NC et C, reste à déterminer laquelle est qui. Quant à la troisième pin qui n’a pas produit de son, c’est NO.

Pour la suite, vous vous en doutez, vous reproduisez la même expérience, bouton poussoir appuyé. Placez votre première sonde sur la pin identifiée comme NO et apposez la seconde sonde tour à tour sur les deux autres pin jusqu’à entendre le bip. La pin qui produit le son sera C, et la troisième sera donc NC.

Voilà, vous avez maintenant établi les connections de l’interrupteur à bouton poussoir pour votre câblage.

Câblage des interrupteurs à bascule

Ces deux autres interrupteurs vont quant à eux servir à contrôler la propulsion horizontale.

Coupez quatre petits bouts sur le fil Blanc-Marron de la paire non utilisée (environ 4 cm pour chaque morceau) et dénudez leurs extrémités. Soudez-les en croisé sur chacun des deux interrupteurs comme indiqué sur le schéma.

Soudez ensuite les fils d’alimentation noirs et rouges sur les connecteurs NC et NO des deux interrupteurs (cf schéma). Puis soudez la paire Bleue sur les connecteurs C1, C2 de l’un des interrupteurs, et la paire Verte sur les connecteurs C1, C2 de l’autre (cf schéma).

Si vous n’êtes pas sûr de la position des connecteurs, procédez de manière similaire que précédemment. Reprenez le voltmètre en mode bipeur.

La différence réside dans le fait que ces types d’interrupteurs possèdent 3 positions. Ils présentent deux lignes de trois pins identiques mais avec des résistances à différents ampérages. Le but de l’interrupteur dans notre montage est de pouvoir utiliser ces deux lignes pour inverser le sens de rotation du moteur ou l’arrêter (cf schéma électrique).

En position OFF (centrale) aucune des quatre pin C1 à C4 n’est en contact. En position gauche, les pin C1 et NC sont en contact, et les pin C2 et NO le sont également. En position droite, ce sont C3 et NC qui sont en contact ainsi que C4 et NO.

Nous relions en croisé C1 et C4, et C2 et C3, donc quand la pin d’une paire est en contact avec NO ou NC, la seconde le sera aussi. On obtient donc les groupes de contact suivant pour la position OFF : C1-C4 et C2-C3, pour la position gauche : C1-NC-C4 et C2-NO-C3, et pour la position droite : C3-NC-C2 et C4-NO-C1.

Il nous suffit donc d’identifier NC et NO pour pouvoir reconnaitre toutes les pin. Placez l’interrupteur en position gauche et apposez votre sonde sur la pin du milieu qui se trouve à gauche. Si elle est en contact avec celle qui se trouve au dessus d’elle (potentiellement C1) alors il s’agit bien de NC. Si elle est en contact avec celle du dessous (potentiellement C3), il s’agit de NO. Reportez-vous au schéma électrique pour savoir comment se positionnent les pin C1 à C4 autour de NC et NO.

Finition du boîtier de contrôle

Vissez les interrupteurs dans leurs emplacements. Attention aux sens : pour les interrupteurs gauche-droite, mettez-les dans le même sens (les fils rouges NO à gauche), pour les interrupteurs haut-bas, le Orange (bas) au dessus du Orange-Blanc (haut) quand on regarde la boîte comme sur la photo ci-dessous.

Avant de fermer, il faut tester si tout marche bien. Placez tous les interrupteurs en position off. Alimentez en 12v et testez les interrupteurs un par un, dans un sens puis dans l’autre. S’il y a un problème, revenez sur les deux étapes précédentes et vérifiez vos connexions. Vérifiez également que les moteurs tournent dans le sens voulu par rapport à la commande. Si ce n’est pas le cas, plutôt que de refaire les soudures, vous pouvez intervertir les interrupteurs ou les faire pivoter.

Sinon vous pouvez rentrer tous les fils dans le boîtier et visser le couvercle. Votre boîtier de contrôle est maintenant terminé.

Rendez-vous maintenant pour le dernier billet : check-liste et mise à l’eau de votre sous-marin.

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