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Version du 6 mai 2021 à 20:01
Description de la création d'une catapulte avec une rotation de la tour de lancé par un moteur électrique .
Difficulté
Technique
Durée
10 heure(s)
Disciplines scientifiques
Electricité, Mécanique
Sommaire
- 1 Introduction
- 2 Étape 1 - Récupérer les matériaux
- 3 Étape 2 - Dresser le plan
- 4 Étape 3 - Découper la base du plateau
- 5 Étape 4 - Découper toute les pièces de bois
- 6 Étape 5 - Créer le caisson de base
- 7 Étape 6 - Créer le moulinet
- 8 Étape 7 - Circuit électrique
- 9 Étape 8 - Modéliser avec une imprimante 3D la partie bras de lancer
- 10 Étape 9 - Fixer le support de lancer
- 11 Étape 10 - Fixer le moteur au plateau
- 12 Étape 11 - Finaliser
- 13 Comment ça marche ?
- 14 Commentaires
Introduction
Dans ce tutoriel nous verrons comment construire une catapulte avec rotation électrique.
Bien que quelques manipulation d’électronique seront utilisées ici, aucun pré-requis n'est spécialement recommandé.
Nous vous signalons que cette création tente de s'inscrire dans un objectif de recyclage d'objets inutilisés, nous vous conseillons vous aussi de chercher au maximum à donner une seconde vie à ces objets pour votre projet.
Nous vous souhaitons bon courage pour votre création et au travail !- Matériel et outils
Moteur électrique 
Les moteurs électriques sont des machines dites à courant continue.
En fonctionnement moteur, l'énergie électrique est transformée en énergie mécanique.En fonctionnement générateur, l'énergie mécanique est transformée en énergie électrique (elle peut se comporter comme un frein). Dans ce cas elle est aussi appelée dynamo.
Interrupteur à bascule 
Pour ouvrir ou fermer un circuit électrique.
Pile 
Alessandro Volta invente la première pile à colonne le 17 mars 1800; ces premiers systèmes étaient constitués d'un 'empilement' de disques de deux métaux différents séparés par des disques de feutre, imbibés d'acide, d'où le nom de l'invention.
Scie 
Une scie est un outil à une lame dentée en acier trempé, destinée à couper des matériaux tels que le bois, la pierre, les métaux... Elle est actionnée par divers moyens tels que la force musculaire, l'électricité ou l'eau.
Colle 
Colle
Elastique 
Un élastique est un fil, une bande ou un ruban court(e) en caoutchouc (ou dont une partie est en caoutchouc), de forme généralement circulaire.
Fil électrique 
Un fil électrique : est le composant électro technique servant au transport de l'électricité, afin de transmettre de l'énergie et de l'information. Il est constitué d'un matériau conducteur, mono-brin ou multi-brin, souvent entouré d'une enveloppe isolante (plastique, Téflon...). L'intérieur du fil électrique est appelée « âme » du fil.
Fer à souder 
Un fer à souder, ou plus précisément un fer à braser, est un outil chauffant permettant de réaliser une opération de brasage. L'usage courant du fer à souder se fait dans le domaine du montage de composants électroniques.
Papier à poncer
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Feuille abrasive de "grain" variable utilisée pour poncer du bois ou divers matériaux.
Bobine de fil à coudre 
Bobine de fil à coudre
Pistolet à colle ou pistocolle 
Il s'agit d'un pistolet qui fait fondre des battent de colles
Perceuse 
Une perceuse ou foreuse est un outil qui sert à percer ou tarauder des trous dans différents matériaux à l'aide de forets. Les perceuses modernes sont l'aboutissement de plusieurs siècles de technologie. Les vilebrequins sont apparus dans les ateliers de menuisiers et chez les charpentiers vers le XVe siècle. Les perceuses manuelle à engrenage datent du XIXe siècle, et c'est vers la fin du XIXe siècle que sont apparues les premières perceuses électriques.
Étape 1 - Récupérer les matériaux
On vous conseille avant d'acheter quoi que ce soit de vérifier si vous ne pouvez pas recycler des matériaux . Par exemple nous aurons besoin de deux Roulements à bille dans la partie 6, pensez aux roulements à bille des Handspinners !
Récupérez aussi les cagettes à fruits pour le caisson et des linteaux, un vieux stylo à bille, 50 cm de fil, des élastiques et un classeur très rigide.
Étape 2 - Dresser le plan
Pensez à dresser votre plan avant de commencer ! Il est important de savoir à quoi nous devons aboutir.
Nous vous conseillons également de commencer à établir la taille de votre création. Pour nous elle fera environ 25 cm x 25 cm x 30 cm.
Étape 3 - Découper la base du plateau
Commencer par découper la base de votre plateau. Nous l'avons fait avec un classeur de récupération.
Un cercle de diamètre 20 cm, avec un fin trou au centre.
Puis avec la deuxième face du classeur on découpe un carré plein de 25 cm de coté, avec un trou au centre.
Le fond de la cagette en carré de 25 cm de coté.
Étape 4 - Découper toute les pièces de bois
Découper les pièces en bois dont vous aurez besoin, cela simplifiera la suite !
Nous utiliserons 2 morceaux de cagette qui forment les angles comme piliers, découpés à 16 cm avec deux encoches à 12.5 cm de hauteur, on percera un trou sur un petit coté du triangle, à 2 cm du bas de 3 mm de largeur et quelques millimètres de profondeur.
Puis 4 autres de 7 cm.
Un morceau de planche taillé pour rentrer dans les encoches des piliers.
4 planche de la cagette, 25 cm x 7 cm.
2 planches de 2 cm x 15 cm pour servir d'appui aux piliers.
2 cubes 3cm x 4 cm x1.5 cm, avec un trou pouvant accueillir les roulements à billes.
Étape 5 - Créer le caisson de base
Commencez à créer le caisson de base. Nous avons juste à assembler les pièces en bois ainsi que la base que nous avons déjà découpé !
On assemble alors les planches, les 4 triangles, et le fond.
Nous avons utilisé ici de la colle à bois, mais si on utilise des planches plus épaisses alors on pourra utiliser des vis.
Étape 6 - Créer le moulinet
Le moulinet servira à tirer le bras de lancer pendant la tension de l'élastique.
On assemble les cubes troués avec les roulements à billes de handspinner.
Nous avons utilisé un ancien stylo à bille dont on a retiré le fond et l'encre du stylo, en son centre on perce un petit trou pour faire passer le fil.
Enfin on fixe les bouts du stylo dans les roulements à billes.
Puis on colle au pistolet à colle chaude les cubes en bois à une extrémité du cercle servant de plateau tournant.
Étape 7 - Circuit électrique
Le circuit électrique est composé d'un moteur simple avec des engrenages, de 4 pilles et un interrupteur levier (type MTS-102).
On fixera les fils en les soudant aux bornes.
Nous avions comme objectif de pouvoir faire tourner le moteur dans les deux sens mais il semblerait que ce soit impossible avec les composants que nous avions.
Nous avons donc branché les composants en série : moteur->batterie->interrupteur
Pour relier l'interrupteur on prendra de longs fils afin de les faire sortir du caisson. Notre conseil : enroulez vos fils extérieurs dans une gaine en scotch pour ne pas les emmêler.
Étape 8 - Modéliser avec une imprimante 3D la partie bras de lancer
Afin de modéliser la cuillère, nous avons utilisé le logiciel tinkercard.
Nous avons ensuite transféré le fichier sur un slicer (Cura) afin d'adapter le format à l'impression.
Consulter les fichiers (en haut) pour trouver le fichier sous format STL.
Étape 9 - Fixer le support de lancer
On assemble à la colle chaude sur le plateau circulaire, les 2 piliers triangulaires avec la planche taillée pour les encoches, on colle également une tige en fer dans les trous en introduisant le bras de lancer.
On cale le support avec les planches contre le moulinet.
On pourra utiliser des élastiques pour maintenir fermement le montage pendant qu'il sèche.
Étape 10 - Fixer le moteur au plateau
On fixera la tige du dernier engrenage au cercle, à travers le carré du plateau.
Le cercle doit être fixe sur la tige de l'engrenage, et le carré doit être lâche.
Puis on fixe l'ensemble moteur dans le caisson et on fait sortir la commande manuelle.
Étape 11 - Finaliser
Finalement, on installe les élastiques entre les deux piliers et procède à des tests de lancer et de rotation.
Attention si votre ensemble de lancer est trop lourd, il faut assurer une bonne prise entre le moteur et le plateau tournant.
Enfin vous pouvez personnaliser votre création avec de la peinture et des couleurs
Félicitation vous venez de terminer votre Catapulte !
Comment ça marche ?
Mise en garde : qu'est-ce qui pourrait faire rater l'expérience ?
Attention il est à noter que le poids de votre ensemble catapulte ne doit pas être trop élevé afin de ne pas surcharger la capacité du moteur qui fera tourner votre plateau circulaire.
Dernière modification 6/05/2021 par user:Katapeltes.
Draft