Construction d'une grue à charbon

1. Cahier des charges

Mon objectif n'était pas de réaliser un modèle statique conforme à la réalité mais plutôt de réaliser un modèle entièrement fonctionnel piloté par un ARDUINO qui s'inspire très librement d'un modèle réel par exemple la grue Bondy.

La grue doit pouvoir effectuer les mouvements suivants:
- montée et descente de la flèche
- montée et descente de la benne preneuse
- ouverture et fermeture de la benne preneuse
- rotation de la grue
- translation avant et arrière

De plus, la grue doit pouvoir être commandée en Bluetooth par un smartphone ou une tablette

2. Réalisation de la version V1 en novembre 2018

2.1. Présentation

Voici une photo qui montre l'état d'avancement de la grue en novembre 2018.



Cette maquette a permis de valider les principes. La cabine qui est actuellement en carton est provisoire. Le chassis comprend 2 bogies récupérés sur des vieilles voitures LIMA. L'un des bogies a été motorisé en utilisant un motoréducteur miniature.
La flèche est réalisée en laiton et a une longueur de 25 cm.

Voici une photo de la benne preneuse qui est réalisée en cuivre.



Et voici une photo du système de commande installé dans la cabine.



2.2 Description du système de commande

La montée et descente de la flèche sont réalisées par un motoréducteur miniature associé à un enrouleur de cordage réalisé en métal nickelé (voir photo ci-dessous)



La montée et descente de la benne sont réalisées par un deuxième motoréducteur miniature associé à un enrouleur de cordage.
L'ouverture et la fermeture de la benne sont effectuées par un servomoteur miniature.
La rotation de la grue est effectuée par un moteur pas à pas qui est plaçé dans la cabine et dont l'axe est fixé sur le chassis (voir photo ci-dessous).



Les trois motoréducteurs, le servo et le moteur pas à pas sont commandés par un ARDUINO Pro mini qui est aussi relié à un module Bluetooth HC-05 qui permet la commande par smartphone ou tablette.
L'alimentation est fournie par une batterie Li-Ion de 7,6 Volts associée à un régulateur 7805 qui délivre une tension de 5 Volts pour l'Arduino, le module Bluetooth HC-05, le servomoteur et le moteur pas à pas.
Voici la photo d'un Arduino Pro Mini qui montre le brochage.



Les connexions à réaliser entre l'Arduino et les autres composants sont les suivantes:
Vcc connecté au +5V
GND connecté à la masse
RX1 vers sortie TXD du module Bluetooth HC-05
3 vers IN1 moteur pas à pas
4 vers IN2 moteur pas à pas
5 vers IN3 moteur pas à pas
6 vers IN4 moteur pas à pas
7 vers moteur benne
8 vers moteur benne
9 vers servo
10 vers moteur flèche
11 vers moteur flèche
12 vers moteur traction
13 vers moteur traction

2.3 Application ANDROID

Pour commander la grue en Bluetooth, il faut utiliser une application téléchargée sur le smartphone ou la tablette.
J'ai créé une application appelée GRUE_CHARBON à l'aide du logiciel en ligne intitulé MIT App Inventor 2 que l'on peut trouver à l'adresse suivante: http://ai2.appinventor.mit.edu/

Ce logiciel est très facile à utiliser et permet de créer une application ANDROID très rapidement sans connaître le language Java.

Vous pouvez voir ci-dessous une copie d'écran de la tablette.



2.3 2.4 Téléchargements

Vous pouvez télécharger le dossier intitulé "grue_charbon.zip" en cliquant ici.

Ce dossier comprend:
- le programme Arduino à télécharger sur l'Arduino Pro Mini
- l'application ANDROID à télécharger dans le smartphone ou la tablette
- une liste des composants utilisés pour fabriquer la grue avec le nom des fournisseurs

3. Réalisation de la version V2 en janvier 2019

Cette version correspond à la fin de la réalisation de la flèche. Il ne reste plus qu'à construire une cabine présentable (c'est un travail prévu pour 2019).
Vous pouvez voir ci-dessous une photo de cette nouvelle version



Et pour terminer, voici une petite vidéo qui montre la grue en action.





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