Permettez-moi de me présenter — Je suis un robot serviteur CL4P-TP, mais mes amis m’appellent Claptrap ! Ou du moins ils le feraient, s’ils étaient encore vivants. Ou s’ils avaient d’abord existé !” Voici comment Claptrap, un personnage de la série de jeux vidéo Borderlands, se présente lorsque vous le rencontrez pour la première fois. Je le trouve hilarant 😄. C’est vraiment super de pouvoir imprimer en 3D nos personnages de films ou de jeux vidéo préférés. Mais s’ils pouvaient parler et s’allumer, ce serait encore mieux. Eh bien c’est exactement ce que nous allons faire aujourd’hui !

 

Liste des fonctions :

  • Un oeil LED programmable
  • L’oeil clignote quand Claptrap parle
  • Peut être réglé sur n’importe quelle couleur, peut être animé
  • Un lecteur audio et un haut-parleur
  • Un emplacement de carte SD pour le stockage audio

Le modèle 3D

Tout d’abord, nous avons besoin du modèle à imprimer. Comme toujours, vous pouvez télécharger le modèle terminé sur PrusaPrinters, mais je vais rapidement vous raconter comment on l’a créé car cela pourrait vous aider pour votre propre projet. Plutôt que de partir de rien, nous avons téléchargé un modèle de Claptrap vraiment sympa créé parChaos Core Tech (ils ont même une vidéo à ce sujet) et nous avons utilisé Blender pour le modifier. La fonction que nous avons la plus utilisée est le modificateur booléen, qui vous permet de retirer un maillage d’un autre. Il nous faut de l’espace pour l’électronique et l’on doit pouvoir y accéder. Donc nous avons découpé le haut du corps et aménagé un grand trou rectangulaire, surtout en évidant le corps. Puis nous avons séparé l’oeil et créé un trou pour le haut-parleur. En modifiant la grille d’aération avant originale nous en avons conçu une nouvelle, qui peut être imprimée séparément. Nous allons l’utiliser pour cacher le trou du haut-parleur. Afin de faciliter l’impression, nous avons également séparé les protège-épaules. Enfin, grâce à l’outil sculpture, auquel nous avons consacré un article séparé, nous avons ajouté des impacts et des éraflures sur le corps pour qu’il ait l’air usé.La modification d’un modèle existant est un moyen vraiment rapide et efficace de créer ce dont vous avez besoin. Si vous voulez partager votre version, n’oubliez pas de vérifier si la licence du modèle original vous autorise à le faire.

Impression

La majorité du modèle sera peinte, donc la couleur du filament n’a pas d’importance. Néanmoins, il y a quelques exceptions – par exemple, pour imprimer la roue, nous avons choisi le Prusament Galaxy Black et nous ne l’avons pas peint complètement. Nous avons imprimé la plupart des pièces en PLA. Il est facile d’imprimer avec, il restitue bien les détails et notamment pour les parties volumineuses du corps, c’est intéressant qu’il ne se déforme pas. Les bras sont plutôt fins, donc nous avons plutôt opté pour du PETG pour les rendre plus solides. Le support de LED a également été imprimé en PETG. Imprimer la lentille, par contre, voilà qui peut être compliqué ! En respectant les étapes de notre article portant sur l’impression de lentilles imprimées 3D et autres objets transparents cools, nous avons imprimé la lentille en ABS, nous l’avons poncée puis polie. On n’utilise plus vraiment d’ABS à l’heure actuelle (il y a des alternatives/successeurs plus intéressant, comme l’ASA), mais pour des objets transparents, cela fonctionne plutôt bien. Si vous avez accès à une imprimante SLA, il sera encore plus efficace d’imprimer la lentille avec. Nous avons redimensionné le modèle tout entier, mais il peut toujours être imprimé même sur l’Original Prusa MINI. N’hésitez pas à modifier les dimensions du modèle, gardez simplement à l’esprit que plus le modèle sera petit, plus il sera difficile d’y faire tenir l’électronique. Laissons Claptrap en pièces détachées pour l’instant, il sera plus facile de le peindre un peu plus tard.

Arduino et liste des pièces

Une bonne vieille Arduino constituera le cerveau de toute l’électronique. Plus spécifiquement, il s’agit d’un clone d’Arduino Nano avec unport micro-USB. Si vous n’avez jamais programmé d’Arduino auparavant, nous avons expliqué les bases fondamentales de l’Arduino dans notre article concernant l’impression 3D d’un bouton de contrôle du volume, donc consultez-le. C’est plutôt facile, donc ne vous découragez pas ! Liste des pièces :

  • Arduino Nano (ou tout autre microcontrôleur compact Arduino) (Amazon, Aliexpress)
  • Bande LED WS2812B (Amazon, Aliexpress)
    • Vous pouvez également acheter une WS2813, qui fonctionne encore même si une puce LED est morte, grâce à une ligne de données supplémentaire
  • DFPlayer Mini + carte Micro SD (Amazon, Aliexpress)
  • Haut-parleur 8Ω 0.5W (Amazon, Aliexpress)
  • Un bouton d’arcade (Amazon, Aliexpress)
    • Ou tout autre bouton, mais vous devrez ajuster le STL de la pièce qui vient dessus
  • Câbles de raccordement Arduino + câble Micro USB
  • (Optionnel) chargeur 18650 et boitier (Aliexpress)

Création de l’oeil LED programmable

Une bande LED, qui vous permet de changerla couleur et l’intensité de chaque puce LED individuelle est probablement l’un des éléments électroniques les plus sympas. Contrairement aux bandes LED traditionnelles, qui sont souvent alimentées par du 12V ou du 24V, les bandes LED programmables fonctionnent habituellement sur du 5V. C’est vraiment pratique car vous pouvez utiliser la même source d’alimentation pour l’Arduino comme pour la bande LED, comme une petite batterie de téléphone portable. Dans notre précédent article traitant de l’intégration de lumières dans les impressions 3D, nous avons utilisé une bande LED RVB. Elle peut changer de couleur, également, mais seulement sur l’intégralité de la bande LED simultanément. Les bandes LED de ce type ont 4 connexions de câble – une pour l’alimentation et une pour chacun des canaux rouge, vert et bleu. Pour ajuster la couleur, il nous faudrait réguler la tension de chaque canal de couleur individuellement. Cela semble compliqué, n’est-ce pas ? D’un autre côté, une bande LED programmable dispose de seulement 3 connexions de câbles – la masse (moins), VCC (5V) et le connecteur de données. Le connecteur de données est le point stratégique. Nous allons utiliser une bibliothèque Arduino qui gèrera l’envoi des données pour nous. Mais si vous voulez savoir comment cela fonctionne, en voici une description simple. Une bande LED programmable utilise un registre à décalage basé sur le temps. Vous commencez par envoyer les données à la première puce LED. Elle garde les premiers 24 bits (8 bits pour chaque couleur rouge, vert et bleu). Pour chaque nouvelle pulsation et paquet de 24 bits, les données sont décalées vers une autre puce. Une fois atteinte la dernière puce, toutes les LEDs affichent une couleur basée sur les données chargées sur le moment.

Normalement, vous devez pouvoir alimenter la bande LED directement à partir de la source d’alimentation. Néanmoins, la bande LED pour l’oeil est si courte, que nous pouvons simplement récupérer 5V sur l’un des connecteurs 5V de l’Arduino. Hormis la masse, nous devons également brancher le connecteur data, pour ce faire utilisez n’importe quel connecteur data libre sur l’Arduino, nous avons choisi le connecteur 3. Bien souvent vous pouvez éviter la soudure en utilisant les câbles de raccordement de l’Arduino. Mais puisque vous allez devoir souder les câbles sur la bande LED, autant souder tout le reste aussi. Avant de souder les deux côtés, tirez les câbles par le support de LED! Sinon, vous devrez les dessouder à nouveau, croyez-moi c’est du vécu 😄.

Soudure

Tout le monde peut apprendre à souder avec un peu d’entrainement. Nombre de débutants vont mettre de l’étain partout en essayant de l’obliger à couler là où il y en a besoin. L »astuce c’est que lorsqu’il est chauffé correctement, l’étain liquide va s’écouler de lui-même là où vous en avez besoin sans que vous ayez à bouger le fer à souder. Pour souder un câble à une bande LED :

  1. Étamez les points de contact de la LED
    • Touchez le point de contact sur la LED avec le fer à souder pendant 2-3 secondes
    • Ajoutez de l’étain pour créer une belle bulle d’étain bien ronde
    • Ne surchauffez pas la connexion, éloignez le fer à souder dès que la bulle ronde se forme
  2. Étamez le câble
    • Maintenez le câble avec une pince ou un poids pour qu’il ne bouge pas quand vous le touchez avec la panne du fer à souder.
    • Touchez l’extrémité du câble avec le fer à souder pendant 2-3secondes
    • Ajoutez de l’étain et laissez-le couler de lui-même sur le câble
    • Éloignez le fer à souder dès que le câble a suffisamment d’étain
  3. Chauffez à nouveau le point de contact étamé en le touchant avec le fer à souder
  4. Puis posez immédiatement sur le point de contact le câble étamé
    • utilisez des brucelles ou une pince
  5. Éloignez le fer à souder, mais maintenez le câble dedans
  6. À la fin, vous devriez obtenir une surface homogène et arrondie couvrant le point de contact et le câble

La méthode est très similaire pour souder des connecteurs ou des câbles sur l’Arduino :

Lecteur audio Arduino – câblage du haut parleur

Comparé à la bande LED, il n’est pas beaucoup plus difficile de raccorder l’électronique à un lecteur audio. Afin de ne pas avoir à gérer des lecteurs de carte SD et des amplificateurs, nous avons opté pour une solution tout-en-un. DFPlayer est un module MP3 compact et peu onéreux avec une sortie simplifiée directement vers le haut-parleur. Il a un un emplacement pour carte SD, que nous allons utiliser pour le stockage des fichiers audio. Et il a des connecteurs RX/TX, il n’y a donc qu’à souder deux câbles pour établir la communication avec l’Arduino.. Pour le haut-parleur – la fiche technique du DFPlayer suggère de choisir un haut-parleur avec une puissance de moins de 3W. Nous avons acheté un lot de haut-parleurs bon marché de 8Ω 0.5W Au lieu de cela, vous pouvez également récupérer un haut-parleur plutôt bon sur un ordinateur portable ou une tablette. Soudez les connexions comme indiqué sur le diagramme. Veuillez noter la résistance 1K sur la ligne RX du DFPlayer. Notre Arduino fonctionne sur 5V sur les lignes de données, tandis que le DFPlayer fonctionne sur 3.3V, donc la résistance est nécessaire pour compenser la différence. Il existe des cartes Arduino qui fonctionnent aussi sur 3.3V (une version de l’Arduino Pro Micro), mais elles ne sont pas très répandues.

Téléchargement des fichiers audio

Assurez-vous que la carte micro SD est formatée en FAT32 Créez un dossier dans le répertoire racine appelé « mp3 » Placez les fichiers audio dans le dossier. Les spécifications du DFPlayer indiquent que les fichiers doivent être nommés 0001.mp3, 0002.mp3, etc… En ce qui nous concerne, cela a fonctionné avec n’importe quel fichier, mais cela sera peut-être différent pour vous. insérez ensuite la carte SD dans le DFPlayer.

Programmation de l’Arduino

  1. Téléchargez et ouvrez schéma Arduino dans Arduino IDE
  2. Nous allons utiliser les bibliothèques FastLED et DFRobotDFPlayerMini
  3. Sélectionnez Schéma – Inclure bibliothèque – Gérer les bibliothèques
  4. Recherchez “FastLED” (auteur : Daniel Garcia)
    1. Sélectionnez version 3.3.2 (nous avons rencontré des problèmes avec la version 3.3.3)
  5. Cliquez sur installer
  6. Installez la bibliothèque DFRobotDFPlayerMini de la même manière
    • Sélectionnez Schéma – Inclure bibliothèque – Gérer les bibliothèques, recherchez la bibliothèque du même nom et appuyez sur Installer
    • Vous pouvez utiliser la dernière version disponible
  7. Sélectionnez la bonne carte en allant dans Outils – Carte – (Arduino Nano dans notre cas)
  8. Connectez l’Arduino à votre PC et sélectionnez Outils – Port – COM? (vous devriez voir un autre port COM en dehors de COM1, p.ex. COM3, sélectionnez celui-ci)
  9. Cliquez sur Télécharger

Le code dispose de nombreux commentaires qui devraient expliquer tout ce qui s’y passe. N’hésitez pas à jouer avec. Par exemple, vous pouvez choisir les lignes de réplique qui seront lues de façon séquentielle ou dans un ordre aléatoire en (dé)commentant l’une des ces lignes. //myDFPlayer.next(); myDFPlayer.randomAll();

Peinture

Si vous ne voulez pas trop vous compliquer la vie, tout ce dont vous avez besoin c’est quelques pinceaux et de la peinture acrylique. Néanmoins, nous avons saisi l’opportunité de demander à David, notre artiste maison, qui prépare les modèles pour les foires et les salons, de décrire sa façon de procéder sur un modèle de ce genre. Tout d’abord, nous avons recouvert la surface avec une couche de mastic pour carrosserie, qui va nous aider à cacher les lignes de couche. Nous avons recouvert la majeure partie du corps et les éléments plus petits. les grandes surfaces plates ont été poncées rapidement puis nous avons continué en appliquant sur les pièces de la peinture en spray blanche. La majeure partie de Claptrap est jaune et c’est une couleur très claire qui ne couvre pas particulièrement bien. Donc il est vraiment utile d’avoir une couleur de base claire dans ce cas. Tout en couvrant les bandes blanches avec du ruban adhésif de peintre, nous avons utilisé un aérographe pour appliquer plusieurs teintes de jaune et d’orange. La couleur orange a été utilisée sur tous les coins et les éléments intéressants pour mettre en valeur les formes et les bordures. Et comme Claptrap évolue dans un milieu inhospitalier, il fallait également bien le salir. Nous avons appliqué de la peinture marron dans les creux et sur la partie basse du corps. Puis, à l’aide d’une éponge, nous avons tamponné un marron plus foncé sur les bordures et les autres éléments intéressants du modèle. Les impacts que nous avons créés plus tôt avec le logiciel de sculpture ont été peints couleur argent – pour imiter le métal mis à jour. Et les bordures de ces impacts ont été relevées avec une couleur brune. La dernière application de peinture importante concernait la couleur grise. Nous avons recouvert tous les endroits qui devaient rester jaune avec du ruban adhésif de peintre puis nous avons peint à l’aérographe toutes les surfaces exposées. Pour les les plus petits éléments, vous pouvez utiliser une pince pour que ce soit plus facile à manipuler. Le gris serait beaucoup trop monotone si on le laissait comme cela. Donc nous avons à nouveau utilisé l’éponge pour tamponner la surface avec un gris plus foncé ainsi qu’avec une couleur argentée. La grille de ventilation avant est vraiment petite, alors nous avons utilisé un pinceau pour peindre l’intérieur couleur argent. Une étape super efficace consiste à faire un brossage à sec argenté pour simuler des rayures. Nous avons imprimé deux éléments graphiques pour la face avant sur une imprimante de bureau ordinaire, nous les avons découpés et collés à leur place. Puis nous les avons recouverts avec un vernis brillant, une fois sec, cela permettra de faire croire que ce sont des écrans. La base autour des roues a été recouverte avec une peinture texturée Citadel vraiment intéressante. Elle génère une surface semblable à du sable une fois sèche. L’étape finale, qui est aussi la plus satisfaisante, consiste à retirer le ruban adhésif de peintre.

Assemblage

Nous avons une astuce vraiment simple qui va améliorer encore davantage le look de Claptrap – utiliser un pistolet à colle pour lui ajouterde vrais câbles ! Les faux câbles imprimés et peints auront l’air bien mieux avec de vrais câbles face à eux. Faites cela en premier, pendant que vous avez encore accès facilement aux côtés du corps de Claptrap. Les mains ont de petites surfaces de contact, donc la superglue convient mieux ici, mais le pistolet à colle peut également être une option. Ensuite vous pouvez coller la roue ainsi que sa base au corps. Le corps repose sur la roue en faisant un angle. Si vous voulez que Claptrap ait l’air plus droit (quand vous avez l’intention de le poser, par exemple, sur un bureau), vous pouvez faire pivoter le corps de 180 degrés. La roue ne sera pas parfaitement en contact avec le corps de cette manière, mais cela ne se verra que si vous attrapez Claptrap pour regarder par en-dessous, donc nous avons quand même décidé de faire comme cela. Le fait de coller le haut-parleur au corps a eu un impact important sur le volume sonore. Le corps de Claptrap va essentiellement servir d’enceinte accoustique. Le support de LED devrait se mettre en place facilement. De même que la lentille de l’oeil. Utilisez une goutte de colle s’il y a du jeu. Puis collez le cache du haut-parleur. Enfoncez le bouton en passant par le trou qui se trouve sur le haut et connectez-le à la carte Arduino. Maintenant il est temps de connecter la batterie et de visser doucement le cache du haut sur le corps. Nous avons utilisé des vis M3x10 – si vous possédez une imprimante Original Prusa, il se peut que vous en ayez dans les sachets de pièces de rechange. Les deux dernières pièces à assembler sont les épaules, qui s’emboitent simplement. Si vous voulez garder Claptrap allumé tout le temps, vous pouvez percer un trou à l’arrière du corps (ou modifier les fichiers STL) et y faire passer un long câble USB.

Claptrap terminé

Appuyez sur le bouton et profitez d’une réplique satyrique de notre petit robot dépressif ! Si jamais vous vouliez fabriquer une autre sorte de robot, vous n’auriez qu’à utiliser un modèle 3D différent et à télécharger des répliques différentes sur la carte SD. Mais sinon, le processus serait plus ou moins le même. Et nous avons encore des tonnes de connecteurs libres sur l’Arduino ! Donc la seule limite c’est votre imagination. Que diriez-vous d’ajouter quelques servos pour avoir des parties mobiles, ou un capteur à ultrasons qui déclencherait des répliques, ou alors une connexion sans fil pour votre téléphone ?

Est-ce que ce projet était trop complexe ? Avez-vous des idées pour notre prochain tutoriel électronique ? Ou bien peut-être avez-vous déjà créé quelque chose de similaire ? Dites-le nous dans les commentaires !

Bonnes impressions !