Push-pull

1 - Les 4 premières versions :

Les push-pull, incontournables pour équiper un FCU, ne font l’objet que de très rares offres commerciales, il faut donc les fabriquer : un encodeur rotatif, un contact en poussant, un contact en tirant, et même, pour la fonction altitude, un contact concentrique. L’encodeur CTS288, très couramment utilisé, pourvoit également au contact push, celà peut aider.

Il m’a fallu 5 versions successives pour obtenir un résultat qui me satisfasse complètement, même si le cahier des charges a été respecté dès la première version ; mais il est difficile d’obtenir un dispositif compact, aux contacts francs, à course longue, à retour au neutre net …!

Les 2 premières versions :

Ces 2 versions reposent sur le même principe : l’axe de l’encodeur est prolongé par un second axe coulissant (mais radialement fixe par rapport au premier) actionné par le bouton de commande ; ce second axe porte une couronne qui va venir actionner un switch lorsque l’on tire ou pousse dessus ; le retour au neutre est assuré par les ressorts de rappel internes aux switch.

Dans la première version, la couronne présente en périphérie une gorge qui actionne le levier d’un switch à 2 positions instables.

Dans la seconde version, la couronne vient simplement appuyer sur 2 poussoirs placés de part et d’autre ; cette disposition améliore les sensations, en supprimant le frottement du levier dans la gorge.

Push-pull v1
v1
Push-pull v2
v2

Une 3ème version plus compacte et sophistiqué :

Dans cette version, le contact push est celui du CTS288 : un second poussoir est monté sur la petite platine sur laquelle est monté l’encodeur ; il vient appuyer sur la face avant du dispositif lorsque l’on tire sur l’axe de l’encodeur, assurant ainsi le pull.

Pour assurer le retour au neutre, la platine de l’encodeur est usinée dans du POM, avec 2 languettes amincies qui viennent en appui sur la face avant du push-pull ; ces languettes se déforment lorsqu’on tire sur l’axe, et reviennent à leur forme initiale lorsqu’on relâche l’axe.

Principe du push-pull v3
v3 : principe
Les composants du push-pull v3
v3 - constituants
Push-pull v3
v3

L’avantage de cette version réside dans sa compacité, destinée à ménager la place pour implémenter la fonction switch rotatif du push-pull altitude. Son inconvénient est d’offrir un ressenti différent selon que l’on tire ou que l’on pousse le bouton.

Le FCU équipé de push-pull v2 et v3
montage des v2 et v3 dans le FCU

Ce sont ces deux dernières versions, v2 et v3, qui sont montées dans le FCU ; il est clairement visible que la place est comptée, et que ce sont les push-pull qui déterminent la profondeur de cet instrument.

Une version 4 plus équilibrée, et dotée du switch concentrique :

Dans cette 4ème version, le contact push est celui du CT288, mais le contact pull est confié à un micro-switch de même nature que celui deu CTS288, garantissant ainsi la même sensation, que l’on pousse ou que l’on tire.

Le CTS288 est monté sur un support qui coulisse sur 2 colonnes entre face avant et butée arrière ; un micro-switch est fixé sur les bornes de l’encodeur, derrière la butée arrière ; le fonctionnement est le suivant :
– en poussant sur l’axe de l’encodeur, ce dernier vient buter sur la butée arrière, ce qui actionne le switch interne,
– en tirant sur l’axe de l’encodeur, on rapproche le micro-switch arrière, qui vient buter sur la face arrière de la butée arrière, et qui se trouve actionné.

Les composants du push-pull v4
v4 - constituants
Push-pull v4
v4

La fonction switch concentrique est intégrée dans une petite platine  montée sur la face avant du push-pull de base ; elle est assurée par une came en POM qui vient actionner un switch ultra miniature du genre que l’on trouve dans les smart-phones (Panasonic AV4, dimensions 7.5×4.5×2.5).

Push-pull v4 : contacteur rotatif
v4+ - constituants
Push-pull v4
v4+

J’ai installé cette version dans le FCU, en remplacement du push-pul v3.

2 - La version "définitive"

Et encore une nouvelle version ! pourquoi ?

A l’usage, v2 et v4 fonctionnent bien ; mais, perfectionniste dans l’âme, je leur reproche d’une part de présenter une course un peu faible (celle d’un micro/switch, 5/10 au maximum), et d’autre part, pour ce qui concerne le switch concentrique, de ne pas offrir 2 positions fermes, et de ne pas être freiné entre ces 2 positions.

J’aimerais en outre un design et un feeling plus “industriel” ; ce sera donc un maximum de pièces usinées en alu ou en POM.

2.1 - Le push-pull de base

Principe du push-pull v5
v5 - principe

Pour obtenir des courses longues et un neutre net et précis, il faut traiter distinctement ces deux caractéristiques : la course n’est limitée que par la position des micro-switch (et non leur propre course), et le neutre ne découle pas de l’équilibre entre la pression de 2 ressorts, mais du contact de 2 butées mobiles sur une butée fixe – un peu compliqué, le schéma est plus explicite !

Là aussi, j’ai utilisé des switchs ultra-miniatures pour rester dans une enveloppe géométrique faible.

Les constituants du push-pull v5
v5 - constituants
Le switch ultra miniature du push-pull
le switch ultra-miniature

Le pico-switch mesure 3.5x6x2.5, course 1/4 mm.

Les boutons sont en 2 pièces, tournées dans de l’alu (2017).

Les boutons du push-pull v5
Les boutons pour le FCU
Montage du push-pull v5
v5 - début assemblage
Le push-pull v5
v5

L’encodeur est fixé sur un petit pcb, à l’arrière, avec le connecteur du push-pull ; les 2 pico-switchs sont tous deux soudés sur leur propre pcb.

Le corps du push-pull est constitué d’une cale central en alu de 5, de 2 “espaceurs” en POM de 6, placés de part et d’autre, et des 2 pcb des pico-switchs ; une face avant en alu de 5 complète le tout ;  cale centrale, espaceurs et face avant sont maintenus par 4 tiges filetées m3, au bout des-quelles le pcb arrière est fixé.

L’équipage mobile est constitué d’un axe de 6 en laiton sur lequel la butée fixe est maintenue par une vis de pression ; les 2 butées mobiles coulissent de part et d’autre de la butée fixe, maintenues contre cette dernière par 2 ressorts réalisés en corde à piano de 0.5 ; ces 2 ressorts viennent en appui sur les 2 pcb des micro-switch.

L’axe du push pull est fraisé à son extrémité sur précisément un demi diamètre, idem pour celui de l’encodeur, de façon à ce que l’un puisse glisser contre l’autre en restant dans une enveloppe de diamètre 6, en l’occurrence un rond de laiton diamètre 8 percé à 6 ; de la sorte, la rotation de l’axe entraîne celle de l’encodeur, mais l’axe peut bouger en translation alors que l’encodeur est fixe.

L’ensemble mesure 28x36x72, ramené à 28x36x60, course 2+2 ; le fonctionnement ? un autre monde …

2.2 - Le switch concentrique (rotacteur 100/1000) :

Principe du contacteur rotatif du push-pull v5
v5+ - principe

Ce sélecteur vient se placer sur la face-avant du push-pull, comme une simple option.

Le principe est identique à celui de la v4, une came vient actionner un switch à levier ultra-miniature ; cette came cylindrique est dotée de 2 crans correspondant aux 2 positions extrêmes du sélecteur, et son diamètre extérieur est diminué entre ces 2 crans ; une patte ressort en appui sur le cylindre freine le mouvement en rotation, et bloque la rotation aux positions extrêmes ; cette patte ressort est obtenue par évidement d’une platine dont le centre, également évidé, accueille la came, et qui héberge également un petit pcb sur lequel est soudé le switch.

Cet ensemble came + platine ressort + switch est emprisonné entre une face avant et une face arrière, le tout se visse sur la face avant du push-pull.

L’ensemble est complété par un bouton solidaire de la came, et doté d’un alésage permettant le passage du bouton du push-pull.

Les composants du push-pull v5
v5+ - constituants
Les constituants du contacteur rotatif du push-pull v5
v5+ - assemblage

La face avant est en 2 parties, pour emprisonner axialement la came qui est dotée à cet effet d’un épaulement ; les 2 parties de la face avant et la face arrière sont en alu de respectivement  4, 2 et 5, la platine ressort est usinée dans du POM de 5 ; la dureté de la patte “ressort” se règle en jouant sur sa longueur et son épaisseur. La came en POM est tournée, puis reprise à la fraiseuse sur plateau diviseur.

L'ensemble contacteur rotatif du push-pull v5
V5+ - le switch concentrique
Le push-pull v5 équipé du contacteur rotatif
v5+

A ce stade, j’arrête, c’est bien, le toucher de ce petit bijou est vraiment ce que j’attendais ; la fixation en face avant se fait par 4 vis, j’ai également à disposition une face avant avec un canon cylindrique fileté (laiton), mais l’objet étant un peu lourd, je préfère le premier type de fixation.

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