Mouvement oscillant.

[Tryphon T]

J'ai repris mes activités manuelles.

En haut à droite, le plateau/poulie du mouvement oscillant.

J'ai usiné un noyau pour fixer le plateau sur l'axe , raccourci et fileté l'axe . Ajoutée la plaque centrale (3 vis et une vis centrale)

Laxe est porté par deux paliers autoalignants.

Cà tourne rond.

Reste à fixer les poulies crantées  X8 (GT2 de 10 mm)

A fixer le moteur et ajuster la courroie crantée.

 

 

[Tryphon T]

Usinage de la plaque support de poulies.

J'avais avec mon tour un plateau à toc pour tournage entre pointes qui ne me sert pas, bonne occasion de l'utiliser ici.

Pour l'adapter à l'axe il m'a fallu tourner un noyau conique, et une plaque de fixation à l'axe.

Restait à faire la plaque de fixation des poulies que l'on voit posées sur l'image précédente.

J'ai choisi une plaque de PMMA coulé (poly méthacrylate de méthyle acrylique).

Il a fallu pratiquer deux types d'usinage à la CNC.

1 : 3 séries de 8 perçages  M5 sur un cercle de 77 mm, idem à 60 mm et une dernière à 45 mm.

2: Une découpe circulaire de 185 mm.

 

Pour le perçage. on pourrait croire que les espacements sont de 45°, or, il n'en est rien. Il y a une alternance entre des angles à 40° et à 50°.

 

Comme la CNC demande des positions en X et Y pour chaque perçage, il faut calculer pour chacun d'entre eux ces positions.

D'abord, il faut trouver les formules et ensuite les appliquer au total 48 fois !.

Les formules sont X = R * cos(angle) et Y = R * sin(angle), où R est le rayon et l'angle doit être en radians pour les fonctions trigonométriques.

Voici les calculs pour la série à 77 mm:

Trou à 20°: X = 72.36 mm, Y = 26.34 mm

Trou à 70°: X = 26.34 mm, Y = 72.36 mm

Trou à 110°: X = -26.34 mm, Y = 72.36 mm

Trou à 160°: X = -72.36 mm, Y = 26.34 mm

Trou à 200°: X = -72.36 mm, Y = -26.34 mm

Trou à 250°: X = -26.34 mm, Y = -72.36 mm

Trou à 290°: X = 26.34 mm, Y = -72.36 mm

Trou à 340°: X = 72.36 mm, Y = -26.34 mm

 

Pour simplifier le travail nous allons utiliser Chat-GPT et par la même occasion, voir ce qu'il a dans les tripes.

Le calcul et le programme sont générés en 10 secondes et l'usinage est parfait.

La satisfaction est totale, mais est-ce pour autant de l'intelligence ?

 

Maintenant passons à la découpe circulaire.

C'est encore plus simple (en théorie) il ne s'agit que d'une formule et une ligne de programme + quelques instructions comme

Déterminer le système de coordonnées,

Déterminer la vitesse d'avance.

Relever l'outil  à sa position de déplacement.

Atteindre la position X et Y du premier perçage.

Allumer la broche à la vitesse voulue. 

Descendre jusqu'à la profondeur z déterminée.

De la routine élémentaire.

 

Seulement l'usinage du PMMA n'est pas simple il fond très rapidement et se solidifie presque instantanément provocant des saletés abominables qui se déposent sur le parcourt de l'outil.

Les solutions sont les suivantes. Il faut trouver la vitesse de broche et la vitesse d'avance idéale, ce n'est pas facile du premier coup, mais cela n'empêche pas la fusion des copeaux. Il faut donc refroidir. Le liquide n'en parlons pas, et l'air comprimé, c'est un gros débit, un gros compresseur donc, un bruit infernal et des projections prtout.

 

 

J'ai trouvé une autre solution. On fait une première passe en sens horaire suivie d'une autre passe en sens anti-horaire.

Mais comme le cercle est grand, il est obligatoire de le segmenter.

Voilà comment faire : On fait un quart de cercle, on remonte l'outil et on arrête la broche et on attend que l'outil refroidisse. On renouvelle 4 fois.

A la suite de cela on peut faire un parcours anti-horaire, sans besoin d'arrêts.

On réitère pour chaque profondeur de passe.

Je donne les instructions à Chat-GPT  mais sans les arrêts tous les 90°.

Cela marche parfaitement.

Seulement là où cela se complique (pour lui) c'est quand je lui demande de faire un premier quart de cercle avant de remonter la broche, puis un autre à la suite etc.

J'ai exploré pendant trois demi journées toutes les solutions pour lui faire comprendre la procédure, je n'y suis pas arrivé.  Une mule ! (Même pas une vraie mule qui a mauvais caractère, mais un cerveau )
Le meilleur tracé qu'il ait fait, c'est une figure en forme de trognon de pomme.

 

 

 

 

Il ne m'a plus resté que la solution d'écrire le programme à la main, ce qui m'a pris, conte tenu du débogage (je ne suis qu'un être humain !) , une demi heure.

La conclusion est que les opérations mathématiques sont réalisées haut la main à une vitesse époustouflante, mais pour la réflexion, l'IA concernée (mais je doute que d'autres puissent faire mieux) , il n'y a pas la moindre lueur d'intelligence. 

Je ne vais pas développer ici, mais c'est flagrant.

 

 

 

 

Dispositif en place sur son axe.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

[Tryphon T]

Ce coup-ci, j'ai mis toutes les photos.

[Jean-Marc Babalian]

Bonjour,

Vraiment très beau travail !

JM

[Tryphon T]

Bonjour JM,

Merci quand même, même si le but, n'est pas de faire joli.

(Entre parenthèses, je me suis inscrit sur un facebook local et tenté d'y participer, mais j'ai du mal, ce n'est pas du tout mon état d'esprit.)

Je renouvelle donc ma démarche.

Le microscope est un instrument qui agrandit les objets, mais fait aussi grandir la curiosité qui est un des moteurs essentiels de l'intelligence.

Comme on parle beaucoup en ce moment d' IA, il me semble qu'il est important de développer nos pensées sur le sujet.

Le microscope ouvre l'esprit sur la Vie (et nos esprits sont l'aspect le plus étonnant de cette Vie) et à partir du moment où l'on ne se contente plus de pousser des Oh et des Ah, la porte est ouverte à la vraie communication et au vrai partage.

Donc, je ne reviendrais pas sur le but du forum, mais de ce sujet en particulier.

Mon intention serait de permettre au plus grand nombre, d'accéder au DIC .

Mais qu'est-ce que le DIC ? Je ne rentrerais pas dans l'aspect artistique, mais uniquement ce qu'il apporte sur le plan physique.

Il modifie la lumière de sorte que certains objets très peu visibles, le deviennent confortablement. Il faut avoir que ces productions sont des artefacts, mais des artefacts utiles dans la compréhension de ce que l'on voit.

Donc un DIC pour tous, cela passe par la maitrise des coûts de  fabrication.

Il se trouve que dans le forum, il y en a qui possèdent des outils ou des techniques qu'ils peuvent partager avec d'autres (mutualisation des moyens)

Je mets donc mes outils au service de ce projet et non pour faire voir que j'ai des outils ce qui supposerait que j'ai aussi beaucoup de moyens financiers ce qui n'est pas le cas.

 

Pour tailler des prismes de quartz, il faut une machine à polir le quarts (ou le verre).

Or cet outil est connu depuis l'antiquité dans sa déclinaison la plus simple, le tour de potier.

Il n'a cessé de se perfectionner tout en restant très simple et à la portée de n'importe quel bricoleur.

Il se trouve que Lucien Dodin (inventeur Français) à publié les plans du sien et son "mode d'emploi".

En fait, il résume toute l'histoire de l'industrie (ou l'artisanat) de l' Optique.

Le tour optique à pied a précédé le tour électrique, mais le travail est le même, la précision la même !

Dans la deuxième moitié du XXème siècle, les moteurs électriques étaient plus chers que les poulies et courroies , ainsi avec un seul  moteur on faisait fonctionner les 3 systèmes du tour.

Actuellement la situation est inverse, une poulie est beaucoup plus chère qu'un moteur électrique.

Aussi, en gardant les mêmes principes, j'ai remplacé toutes les poulies et courroies par trois systèmes indépendants avec trois moteurs différents.

De plus ces moteurs peuvent être pilotés par microcontrôleur de manière indépendante et éviter les erreurs périodiques.

Un tour "Dodin" fonctionne sur le principe de plateaux qui portent les pièces à usiner et des abrasifs en poudre.

 

Pour fabriquer n'importe quelle forme de lentille ou de plans, le tour optique et indispensable.

On aura probablement l'occasion de développer le principe de taille et de polissage de courbe (dioptre) quelconque, mais dans le cas d'un prisme, il n'y a qu'une sorte de courbe à générer: le plan.

Dans ces conditions, la machine peut être drastiquement simplifiée , je présenterais l'autre solution que j'ai adoptée pour les plans seuls.

Mais pour l'instant le tour optique reste d'actualité.

 

Amicalement.

 

 

 

 

 

[Jean-Marc Babalian]

Mon idée n'était pas de dire que c'était joli, mais une belle maitrise technique.

La fabrication de pièces planes en astronomie, n'est pas toujours la plus facile. La difficulté est réduite du fait que les pièces sont souvent assez petites, ce qui devrait être le cas pour des prismes. Pour moi la difficulté est dans l'orientation du cristal (nous en avions déjà parlé), et les angles très faibles, mais qu'il faut connaitre.

A+

JM

[Tryphon T]

D'accord,

Il ne faut pas se fier aux apparences, je suis un piètre bricoleur, mais i je suis coriace, alors quand ce n'est pas çà, je recommence.

Pour les angles, je vais demander à ceux qui savent.

Amicalement.

[Tryphon T]

Bonjour,

Bien que je ne fasse pas que çà, je m'y remets de temps en temps.

 

Fabriquer une courroie GT2 :

Il faut d'abord une certaine destérité que je n'ai pas. Il y a donc un point dur à la soudure mais cela passe les dents.

Il existe l'autre solution de travailler avec de la courroie cylindrique en PU qui se soude à la chaleur plus facilement.

Seulement il faut fabriquer des poulies pour courroie cylindrique ce qui est quand même facile à la CNC.

J'ai fabriqué cet après midi des disques (pour d'autres usages) en contreplaqué de 18 mm et de 280 mm de diamètre.

Cela se fabrique très facilement en toutes dimensions avec une précision remarquable (dont on n'a pas besoin)

Moteurs :

J'avais un moteur CC mais même avec une poulie motrice de 22 dents et un variateur de vitesse, il était trop rapide pour une oscillation de 1 tour /seconde.

Par contre mon moteur CC avec réducteur était trop lent.

Je lui ai donc mis une poulie d'une 60 aine de dents, et ce coup-ci, cela fonctionne très bien avec le variateur.

 

 

 

 

Il n reste plus qu'à le fixer à la place de l'autre.

 

Ah oui !

J'ai voulu une fois de plus mettre Chat-GPT à contribution, vous vous en doutesz c'est catastrophique.
Deux cercles concentriques, c'est à dire avec un centre commun, il ne sait pas faire, il en est arrivé à me faire une jolie spirale.

 

A+

 

 

 

[Jean Marie Cavanihac]

Bonjour Michel

 

Je n'ai pas trop le temps ni les connaissances pour suivre cet atelier , mais félicitations pour ton très beau travail et ta patience !

 

Amitiés

JMC

[jmp76]

Bonjour à tous,

 

Je viens de voir un excellent documentaire sur Youtube concernant la taille des quartz utilisés (pendant la dernière grande guerre) dans les postes de radio. Le quartz était considéré comme stratégique car il permettait d'accorder parfaitement émetteurs et récepteurs. On pouvait obtenir une précision des fréquences d'environ 10-5. Souvenez-vous des ajustements pénibles avec des capacités variables...

Le document décrit comment trouver l'orientation du cristal, les différentes tailles intermédiaires, et les ajustements finaux. C'est un processus compliqué!   La taille de prismes va devoir s'en inspirer.

https://www.youtube.com/watch?v=duZlWWwxIPQ

 

Bon courage

[Tryphon T]

 

Bonjour JM,

 

Un document émouvant !

On voit avec quel soin sont réalisés les composants électroniques de l'époque, participant à l'effort de guerre.

On peut en tirer quelques informations précieuses rarement décrites sur la sélection et la détermination de l'ace des cristaux.

J'avais exploré la voie de la réutilisation des quartz électroniques, mais le but recherché en électronique est d'obtenir une fréquence précise qui dépend de l'épaisseur, mais je ne saisis pas bien le rôle de l'orientation du quartz en électronique., pour extrapoler vers l'optique.

En tout cas, un GRAND MERCI !

 

Amicalement.

 

PS : Pour la diffraction aux rayons X, c'est raté.

Mes Microscopes Electroniques qui auraien permis cela sont en cours de démantèlement.

 

 

 

[Jean-Marc Babalian]

Passionnant !

Merci

[jmp76]

Bonjour,

 

Citation

je ne saisis pas bien le rôle de l'orientation du quartz en électronique., pour extrapoler vers l'optique.

En électronique, on a besoin de résonateurs. Le quartz permet cette fonction, car c'est un élément à forte piezoélectricité: En gros, on met une tension et l'élément se dilate/s'allonge. Si on retire la tension, l'élément se rétracte et va fournir du courant. Cet élément permet alors "de jouer au ping-pong", avec une fréquence qui dépend des dimensions. Il faut donc rechercher les axes du cristal pour obtenir un effet piezo maximum. Il est probable que les axes optiques et piezo soient les mêmes, mais cela reste à vérifier. (ils peuvent aussi être perpendiculaires)

 

[dans les années 40, on recherchait de la précision pour les fréquences. Cela n'était possible qu'en augment le Q des oscillateurs. D'où la recherche des axes qui permettaient d'améliorer ce Q -> stabilité 10-5 environ. Qqs Hz dans la bande des OC)

 

Une autre information importante, est qu'une fréquence élevée (genre 30MHz) impose un quartz très petit. A contrario, un quartz avec une basse fréquence aura une taille importante. J'ai un 100KHz qui fait 3cm. (le boitier métallique). Ce genre de cristal devrait pouvoir vous aider dans la fabrication d'un prisme... (plus qu'une face à roder)

Ce qui m'inquiète, c'est l'existence de quartz de ~32KHz dans les montres...

 

Voilà de quoi réfléchir un peu...    (on peut aussi consulter les travaux de la famille Curie, parents et frères)

 

Cordialement

[Tryphon T]

Merci JM pour ces précisions. J'en étais au même stade que toi.

 

J'e viens d'essayer les explications de Chat GPT : c'est très clair et cela semble cohérent.

Reste à recouper ces informations pour savoir si l'explication est correcte.

 

Chat GPT :

Le quartz est un cristal anisotrope qui possède des propriétés optiques et piézoélectriques distinctes, chacune liée à ses axes cristallographiques. Comprendre la relation entre l'axe optique du quartz et son axe piézoélectrique est crucial pour son utilisation dans des applications spécifiques, telles que les dispositifs optiques et les oscillateurs à quartz.

1. Axes Cristallographiques du Quartz :

Le quartz appartient au système cristallin trigonal (groupe d'espace P3121P3_121P3121 ou P3221P3_221P3221), et il est généralement décrit par trois axes principaux :

• Axe Z : C'est l'axe optique principal du quartz, également appelé l'axe de symétrie de troisième ordre ou l'axe trigonal. C'est l'axe autour duquel le cristal est symétrique dans le plan basal.

• Axes X et Y : Ce sont des axes secondaires perpendiculaires à l'axe Z dans le plan basal. Ils sont souvent utilisés pour désigner des directions perpendiculaires au Z.

2. Axe Optique du Quartz :

• Axe Z (ou axe c) : C'est l'axe optique du quartz. La biréfringence du quartz se manifeste principalement le long de cet axe. Lorsque la lumière polarisée traverse le quartz le long de l'axe Z, elle n'est pas décomposée en deux rayons polarisés orthogonalement, car c'est un matériau uniaxe. Cette propriété est exploitée dans les prismes de Nomarski et autres dispositifs optiques.

3. Axe Piézoélectrique du Quartz :

• Axe X ou Y : La propriété piézoélectrique du quartz, c'est-à-dire sa capacité à générer une charge électrique sous contrainte mécanique (ou vice versa), est principalement observée le long de l'axe X (ou parfois Y, en fonction de la coupe du cristal). Cette propriété est largement utilisée dans les dispositifs tels que les oscillateurs à quartz et les capteurs piézoélectriques.

4. Relation entre l'Axe Optique et l'Axe Piézoélectrique :

• Orientation Différente : L'axe optique (Z) et l'axe piézoélectrique (X ou Y) sont perpendiculaires l'un à l'autre. L'axe optique Z est l'axe principal du cristal, autour duquel le quartz présente une symétrie de révolution, tandis que les axes piézoélectriques sont dans le plan basal perpendiculaire à cet axe.

• Application Pratique : Lors de la fabrication de dispositifs, le cristal de quartz est coupé selon des orientations spécifiques par rapport à ces axes pour optimiser ses propriétés piézoélectriques ou optiques. Par exemple :

  • Coupe AT : Utilisée pour les oscillateurs à quartz, cette coupe est réalisée à un angle spécifique par rapport à l'axe Z (optique) et est orientée pour exploiter les propriétés piézoélectriques le long de l'axe X.
  • Coupe Z : Cette coupe est perpendiculaire à l'axe Z et est utilisée dans des dispositifs qui exploitent la biréfringence.

5. Applications :

• Dispositifs Piézoélectriques : Dans ces dispositifs, il est crucial de bien orienter le quartz pour maximiser l'effet piézoélectrique, ce qui se fait en alignant les axes X ou Y selon l'application.

• Optique : Pour les applications optiques comme les prismes ou les dispositifs de polarisation, l'orientation du cristal est choisie pour aligner l'axe Z avec la direction de propagation de la lumière.

6. Conclusion :

Le rapport entre l'axe optique du quartz et son axe piézoélectrique réside dans leur orientation perpendiculaire au sein du cristal. L'axe Z, responsable des propriétés optiques, est distinct des axes X ou Y, responsables des propriétés piézoélectriques. Cette distinction permet d'exploiter le quartz pour différentes applications en fonction de la coupe du cristal et de l'orientation choisie par rapport à ces axes.

 

Amicalement.

[jmp76]

Bonjour,

 

ChatGPT m'indique:

Citation

1. Taille AT :
   La taille AT (ou "AT cut" en anglais) est l'une des coupes les plus courantes utilisées dans les résonateurs en quartz. Pour la coupe AT, le cristal est coupé à un angle de 35,25° par rapport à l'axe Z du cristal de quartz. Cette coupe est particulièrement appréciée car elle offre une bonne stabilité de la fréquence par rapport aux variations de température, avec un point de température pour lequel la dérive est minimale (autour de 25°C). Cela en fait un choix optimal pour de nombreux appareils électroniques qui nécessitent une fréquence stable, comme les horloges à quartz.

En résumé, la taille AT est une technique de coupe spécifique d'un cristal de quartz, utilisée pour fabriquer des résonateurs offrant une bonne stabilité en fréquence, en particulier par rapport aux variations de température.

 

J'ai souvent entendu qu'on utilisait la coupe AT en électronique...  La piste qui consistait à utiliser un quartz de fréquence semble sans intérêt.

Il va falloir détecter l'axe Z, puis tailler avec précision.

 

Cordialement