Pedestal v2

Par JL A320 Aucun commentaire sur Pedestal v2

Après 2 ans de recherche, de construction et de mises au point, nous avons enfin la version 2 pour notre Pedestal. Même avec notre expérience dans le domaine, nous avons eu de nombreux défis à relever. Le résultat est à la hauteur des nos espérances !

Déroulement de la construction :

  • Les composants :  les MCDUs, les modules radio RMP, ACP, le radar météo, le TCAS et les panels ECAM, ENG et Flood Light.
  • La menuiserie
  • Implantation de l’électronique et réalisation du câblage
  • Le Throttle

Les MCDUs

Multipurpose Control Display Unit est l’interface multifonctionnelle équipée d’un clavier et d’un écran pour la saisie et l’affichage des données du système de gestion de vol ainsi que d’autres fonctions de l’avion.

Le panel avec touches est un produit de chez Homecockpits (voir Partenaires/Fournisseurs).

A gauche des petits boitiers de couleur noire, ce sont des boutons poussoirs équipés d’une led et de 6 pattes pour les liaisons électriques. On les place sous chaque touche pour permettre la commande et le rétroéclairage.

Le Circuit imprimé

Nous avons conçu tous les circuits imprimés (CI). EFDE les a fabriqués (voir Partenaires/Fournisseurs). Sur celui-ci, nous avons fait une découpe pour laisser le passage à l’écran de 5″.

L’écran avec sa carte contrôleur

Il est branché sur une sortie d’une carte graphique (CG) en VGA. C’est un produit de EFDE.

Mise en place des 70 boutons poussoirs

Il faut bien vérifier que toutes les pattes soient en position, surtout celles du milieu (branchement de la led), elles ont tendance à se plier. Puis pose des composants pour le rétroéclairage, des leds des modes et de la carte électronique de gestion des touches (voir plus bas). Nous avons réalisé plus de 500 soudures sur chaque MCDU.

Installation et fixation de l’écran

Un support en impression 3D sert à la fois à maintenir en place l’écran et son électronique.

Une carte émulateur clavier

Elle est ajoutée par dessus (Réf : USB-KEYS CARD). Cette carte permet de brancher jusqu’à 88 boutons (entrées).  Opencockpits est le fournisseur (voir Partenaires/Fournisseurs). Elle est raccordée au PC par l’intermédiaire d’un cordon USB. Coté connectique, sur la carte contrôleur de l’écran, on a supprimé la prise femelle VGA. Elle est remplacée par un câble direct jusqu’à la CG, de même pour la prise d’alimentation 12 volts DC, à la place 2 bornes (couleur verte). A coté, 2 autres bornes vertes permettent l’alimentation du rétroéclairage. Sur un connecteur HE10 (14 broches), on trouve les leds de signalisation situées au dessus et sur les cotés du MCDU ainsi que le potentiomètre de réglage de la luminosité de l’écran.

Les 2 MCDUs sont terminés. Ils sont rigoureusement identiques. Le logiciel A320 FMGS de JeeHell permet de les différencier (Captain et F.O.).

Les radios (RMP)

Les Radio Management Panel servent à sélectionner et à contrôler les ensembles radio et les fréquences ainsi que les moyens de radionavigation en secours.

Montage

Il a débuté par la pose des composants sur le CI. Les afficheurs sont sur supports pour pouvoir les remplacer facilement en cas de besoin.

Assemblage

Le CI est fixé sur la contre plaque (3 mm d’épaisseur) du panel (6 mm d’épaisseur).

Vue arrière d’une radio

Le nombre de leds, afficheurs, boutons est très important, il nous impose d’installer 2 connecteurs HE10. Tout est masse commune : entrées, sorties, afficheurs et rétroéclairage. Le raccordement du rétroéclairage se fait par les 2 bornes vertes de droite.

Nos 2 radios sont terminées. Elles sont, comme pour les MCDUs, identiques.

Test de fonctionnement

On teste les sorties et afficheurs. En bas de la photo, un ensemble de cartes de commande IO32. Ce sont des produits EFDE.

Les boitiers de contrôle audio (ACP)

Les Audio Control Panel  sont en fait des tables de mixage. Ils permettent de sélectionner la source d’émission radio, celle de l’écoute et le volume.

En ce qui concerne le volume, nous avons considéré que le réglage n’était pas nécessaire et cela pour plusieurs raisons. Nous ne sommes pas dans le réel mais en simulation, ce qui fait que les échanges en vocal avec les agents au sol, la cabine ne sont pas simulés ! Autre raison, chaque ACP contient 15 boutons de volume, techniquement, c’est très compliqué à installer dans un espace aussi réduit. De plus la gestion de chaque bouton se fera comme un « axe joystick ». Les 2 ACP demandent 30 axes, ce qui fait un nombre très important de cartes électroniques pour une utilité peu intéressante.

Au final, l’action sur chaque push et bouton de volume sera active sauf le réglage du son.

Sur la photo ci-dessous, quelques éléments du matériel utilisé :

Mise en place des leds de signalisation et du rétroéclairage.

Les ACP sont maintenant prêts.

Le radar météo

Principe : des ondes sont émises  par le radar et elles sont réfléchies par les gouttes d’eau formant les nuages. A partir des échos et de leur densité, le radar va donner la position des nuages sous forme de taches de couleurs sur les écrans des ND.

Un peu de matériel

  • 2 potentiomètres de 10 K
  • 1 commutateur 8 positions 45° (EFDE)
  • 3 inverseurs à levier ON-ON
  • 1 inverseur à levier ON-OFF-ON
  • 3 knobes (Homecockpits)

Le rétroéclairage

Nous avons utilisé des composants CMS. Avantage, ces composants prennent très peu de place surtout en épaisseur. Inconvénient, ils demandent une technique particulière pour les souder. Les rectangles jaunes sont des leds.

Test du rétroéclairage

Le système transpondeur / TCAS

Le transpondeur, pour faire simple, est un radar qui permet en fonction du mode, de donner la position de l’avion aux contrôleurs en 2 , voir 3 dimensions et pour un certain mode des infos sur le vol par transmission de données. Le TCAS, Traffic Collision Avoidance System, est le système anticollision. Il permet de voir les avions dans notre entourage proche et permet une prise de décision pour éviter un abordage.

Au départ, 1 panel et un circuit imprimé

4 commutateurs rotatifs

2 verticalement sur la gauche du panel (celui du milieu est factice car non pris en charge par le logiciel A320 FMGS) et 2 horizontaux en bas sur la droite. Les commutateurs utilisés ont un axe de diamètre 6 mm, or les knobes ont un diamètre beaucoup plus petit. Pour les raccorder, nous avons réalisé des adaptateurs en impression 3D.

Ensemble des pièces et composants

Nous utilisons des commutateurs 12 positions / 30° / 1 circuit. Ils sont équipés d’une bague d’arrêt. Elle permet de définir le nombre de positions souhaité.

Ces commutateurs ont une taille importante par rapport au panel. Nous avons réalisé un assemble en plusieurs étages.

Test du rétroéclairage

Le panel ECAM

Le panel Electronic Centralised Aircraft Monitor permet de sélectionner l’affichage des 2 écrans centraux (le E/WD et le SD) et la possibilité de régler la luminosité des ces mêmes écrans grâce à 2 potentiomètres.

Point délicat : l’assemblage du panel

On trouve sous chaque bouton 2 leds. Ces leds doivent entrer dans un logement et pouvoir coulisser. La difficulté réside dans le fait qu’il n’y a pas 1 bouton mais 18. Ils doivent tous être montés en même temps ! Cette opération  demande beaucoup de patience !  Pour ce type de bouton, nous employons des leds rectangulaires (2x3x4). Les leds rondes ne rentrent pas.

Vue arrière du panel ECAM

Sur la gauche, le connecteur HE10 de 40 broches pour le raccordement de entrées-sorties avec celui pour le rétroéclairage (connecteur vert 2 bornes). A droite un autre connecteur HE10 pour le branchement des 2 potentiomètres.

Test du rétroéclairage

Le panel ENG

Ce panel permet le démarrage automatique des moteurs.

Sur ce panel, 2 voyants doubles (Fault/Fire) fournisseur Homecockpits. Ces voyants sont prêts à l’emploi. Ils peuvent être branchés directement sur une sortie d’une carte IO 32 ou autre. Ils sont connectés en 3 fils : 2 fils pour les + des 2 voyants et 1 commun.

Un peu de câblage est nécessaire pour le raccordement électrique :

  • Les 2 interrupteurs (ENG 1 et ENG 2). Pour passer de OFF à ON, il faut exercer une traction. Fournisseur : AliExpress Modèle : SH T80-T
  • Le commutateur 8 positions à 45° avec limiteur de course (limité à 3 positions). Fournisseur : EFDE Modèle : FD0249
  • Les 2 voyants. Fournisseur Homecockpits.

Test du rétroéclairage

Test de fonctionnement du voyant FIRE sur le ENG 2

La menuiserie

On passe à l’assemblage

La technique utilisée : un cadre en cornière d’aluminium en 15x10x1. Les panels sont fixés par vis (imitation Dzus) et écrous avec perçage des cadres.

Premier cadre assemblé et monté

Ça commence à prendre forme !

Mise en place

Ainsi installé, nous pouvons définir les dimensions du coffre du Pedestal avant. Au centre, on trouve l’emplacement réservé au Throttle.

Construction du Pedestal avant

C’est une structure en MDF de 10 mm et tasseaux de 27×27. Assemblage par vis type vis à placo longueur 25 mm. A l’avant (en haut de la photo) 2 découpes , 1 large permet le passage de l’écran central de 21′ du MIP, l’autre permet le passage des câbles. A l’arrière, une autre découpe pour le passage des câbles entre le Pedestal avant et celui de l’arrière.

Montage du Pedestal arrière

Il est fabriqué de la même manière que le Pedestal avant. La grande découpe permet le passage des câbles ainsi que le montage des commandes des Flaps et Speed Brake. A l’autre extrémité, nous avons fait une petite découpe pour le passage du système Gravity GEAR EXTN.

Pré-montage des cadres

Par assemblage de 3 boulons -écrous de 6 mm, les coffres avant et arrière sont solidaires. Nous pouvons vérifier que tout est conforme.

Construction et montage de la corniche

Elle permet de maintenir en place les cadres et participe à la déco. A l’arrière, la découpe permet l’insertion de la manette du Gravity GEAR EXTN avec de chaque coté les repose-pieds du Jump-seat.

Préparation à la mise en peinture

Pose d’un enduit sur les têtes de vis de montage et sur les champs.

Mise en peinture

Après ponçage, c’est la mise en peinture, ici première des 2 couches en blanc. Le bois et le MDF ont la tendance à « boire » beaucoup ! Une peinture ordinaire ou de sous-couche fera très bien l’affaire.

Puis, 2 couches de bleu pour avoir un bel aspect.

Détail sur les repose-pieds du Jump-seat.

L’électronique et câblage

Il va falloir donner vie à tout ça maintenant !

Nous avons choisi les cartes IO32 de EFDE. Elles vont servir d’interface entre l’ordinateur et chaque bouton, voyant, afficheur, etc… Elles sont placées dans la partie avant du Pedestal.

Alimentation

Dans la partie arrière, nous y avons placé une alimentation, elle va nous fournir le 5 et le 12 volts. C’est une alim type PC 450W. Une moins puissante aurait fait l’affaire. Elle est modulaire : avantage, on n’a pas besoin de tous les câbles. 2 vont suffire :

  • le câble avec la prise 24 broches. Il va nous permettre de mettre en « marche » de l’alim
  • 1 câble avec prise MOLEX pour fournir le 5, le 12V et la masse. Intérêt : moins de câbles, donc un gain de place. Inconvénient : cette alim est un peu plus cher qu’une classique.

Cartes électroniques

2 cartes IO32 Master sont nécessaires. L’une (repère 1) accompagnée de 3 cartes Extension, l’autre cachée sur la photo (repère 2) n’en n’a que 2. A coté, (repère 3) des gradateurs pour le réglage des rétroéclairages. Repère 4 : une carte relais de commande du rétroéclairage, les leds sur les rétroéclairages étant nombreuses, la puissance demandée est importante or les sorties de la carte IO32 ne fournissent pas le courant nécessaire. Il faut utiliser des relais. Le « comment ça marche » sera expliqué dans TECHNOLOGIES > ELECTRONIQUE.  Repère 5 : le répartiteur. Il permet la distribution du 5, du 12 Volts et de la masse délivrés par l’alimentation.

Le câblage

Il faut être minutieux et bien ordonné. Il est indispensable de faire un plan de câblage. C’est un gros travail de préparation et de nombreuses heures ont été nécessaires. Il nous donne les départs et les arrivées, le nombre de fils, couleurs, position sur les connecteurs des cartes et des panels. Pour facilité la tâche, nous utilisons des câbles en nappes de couleurs. Les nappes de couleur grise sont utilisées principalement pour les potentiomètres.

Comme dit plus haut, l’ensemble des cartes EFDE et des circuits imprimés sont à masse commune sauf pour les gradateurs où le + est commun. Cela a nécessité l’ajout d’une convertisseur (en haut à droite sur la photo ci-dessous) pour que le rétroéclairage puisse fonctionner.

Raccordement sur les panels

Les raccordements sont terminés. Chaque bouton, voyant, afficheur a été testé. Il faut maintenant remplir le « gros trou » au centre !

Le Throttle

C’est le plus « gros morceau » du Pedestal tant au point de vue conception que coté construction. Pour sa réalisation, j’ai eu une aide très précieuse pour la partie mécanique, mon fils Vincent, un virtuose en la matière !

La partie basse

Elle est en aluminium. Le socle et le support central ont été usinés sur machine outil (épaisseur : 10 mm). Les flasques latéraux ont été découpés au jet d’eau (épaisseur 5 mm). Les axes sont des tubes en alu (diamètre 6 mm).

Mécanismes de la partie basse

Dans cette partie basse, nous trouvons le crantage (détentes), les freins (régler la dureté)  et les 2 potentiomètres de contrôle de positions des manettes. C’est un concentré de systèmes dans un si petit espace, un vrai tour de force !

Pour les pièces les plus complexes, nos utilisons l’impression 3D.

Autre vue de la partie basse refermée

La partie haute

Elle reçoit les manettes. Les cotés (flasques) sont en aluminium de 5mm d’épaisseur et ont été usinés et découpés au jet d’eau. Comme pour la partie basse, les pièces les plus complexes sont en impression 3D.

Pré-montage

Les manettes

C’est une réalisation complète en impression 3D. Ci-dessous, l’ensemble des pièces constituant une manette.

Assemblage

On a fixé les corps des manettes et les commandes des reverse par des vis (tête fraisée) traversantes. De l’autre coté, nous utilisons des inserts pour éviter l’utilisation d’écrous.

Installation des manettes

Dans la partie haute, les manettes sont montées sur un axe creux. Cet axe entraine en rotation les cônes de Trim. Dans cet axe creux va se trouver un autre axe qui permettra de transférer la rotation d’une roue de Trim vers l’autre coté. L’axe et les manettes sont montés sur roulements à billes.

Les 2 manettes sont installées. La partie haute est refermée.

Rétroéclairage

Il est réalisé avec des bandes de leds. Par dessus, nous avons réalisé des caches lumière en impression 3D à l’aide d’un fil translucide. Puis sera placé un autocollant sérigraphié.

Le socle

Il donne au Throttle la bonne hauteur et la bonne inclinaison par rapport aux panels. Il sert aussi de fixation sur le coffre avant du Pedestal. C’est un assemblage mixte de pièces en alu et en impression 3D.

Les cônes de Trim

C’est une réalisation en impression 3D avec fil translucide. Le plateau de l’imprimante est quasiment plein !

Roue de Trim coté droit

Elle est fixée sur l’arbre creux par un ensemble de pièces et tourne avec lui.

Détail sur la pignonnerie coté gauche

Pour plus de visibilité, on enlève le cône ! Le pignon (repère 1) de 60 dents est fixé sur l’arbre creux par le même ensemble de pièces que du coté droit (voir photo précédente). Sur un axe intermédiaire muni de roulements (repère 5), on trouve 2 pignons solidaires (20 et 60 dents). Ils vont entraîner en rotation le potentiomètre d’asservissement des roues de Trim par le pignon (repère 6) de 20 dents. La rotation maxi pour le potentiomètre est de 330° d’angle. Avec ce rapport de réduction, le potentiomètre va tourner 3x plus vite que les roues de Trim. Ce qui fait que les roues de Trim vont pouvoir tourner d’environ 100°.

Le pignon (repère 2) de 20 dents est solidaire de l’axe (repère 4). Ce pignon est entraîné par le 60 dents (5). En bout de l’axe (4) une bride (repère 3) permet le montage et la fixation de la roue de Trim. Au final, avec cette ensemble de pignons, les roues de Trim vont tourner 6x plus vite que les cônes.

Montage coté droit

  • un pignon de 60 dents, il entraîne en rotation les roues de Trim droite et gauche
  • une butée mécanique, elle est composée de 2 doigts donnant les limites de rotation des cônes de Trim
  • le rétroéclairage des cônes

Installation du motoréducteur

C’est un produit EFDE (ref : FD 0325). Il est muni d’un embrayage à friction ( ref : FD 0264). Les roues de Trim doivent pouvoir être manœuvrées à la main, or avec le rapport de réduction, cela aurait été impossible sans l’embrayage. Un ensemble courroie crantée / pignon permet l’entraînement des cônes.

Une carte électronique Module Moteur DC 4,5A / Potentiomètre (ref : FD 0096) permet la gestion du moteur. Elle est connectée à la carte FDBus du cockpit et fixée sur le socle (visible en bas sur la photo).

Détail sur la transmission

Mise en place du Throttle dans le Pedestal

On en profite pour pointer les emplacements des fixations et découper les caches. Ces caches ont été fabriqués dans de la plaque de PVC en 5 mm d’épaisseur. Par la suite, ils ont été percés (pour les fixer) et peints.

Résultat !

Et pour finir, quelques travaux de peinture, pose de vernis et de déco, notre Throttle est maintenant terminé.

 

 

 

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