Conception et fabrication d’un volant DIY pour le Simracing :
Un projet mêlant électronique, design mécanique et impression 3D
Des jeux de course automobile m'intéressent beaucoup. Il y a notamment Forza Horizon 5 et Assetto Corsa, des jeux très connus. Au début, je jouais à Forza Horizon 5 sur PC avec un clavier et une souris ou une manette. La façon de contrôler la voiture est assez simple. Or dans Assetto Corsa, ces périphériques ne conviennent pas pour avoir une expérience optimale. Il m'est vite venu en tête la fabrication d'un volant. Le but serait d'avoir plus de sensations comme dans un véhicule réel. Le retour de force est le premier pas vers cette quête de sensation. Le volant d'une voiture transmet les vibrations dues à la route ou à la perte d'adhérence par exemple. C'est ce genre d'effet que je recherche et je sais que les jeux que j'ai mentionnés sont capable de transmettre ces informations.
Je souhaite également être positionné correctement, pas juste sur un siège de bureau devant l'écran, mais dans un vrai cockpit solide où chaque élément est réglable comme dans une vraie voiture.
Pour le retour de force, j'avais à disposition un moteur Schneider Electric de 2,2 N.m de couple.
Après des recherches sur internet pour voir ce qu'il existait en couple sur un volant de jeu, j'ai choisi un couple résistant ou actif d'une valeur de 8 N.m sur le volant, permettant de ressentir pas mal de sensations.
Pour ce faire, il a fallu relier le moteur et l'axe du volant avec un rapport de réduction de 4 pour avoir du coup 8,8 N.m. J'ai décidé de faire un système de poulie-courroie avec un galet tendeur pour assurer la tension de la courroie et la précision angulaire du volant.
CAO du Bloc volant
Le volant est un assemblage de pièces imprimées en 3D avec un arceau en acier à l'intérieur pour la solidité. Il comporte des boutons pour interagir avec le jeu.
Pour ce qui est du bloc gérant le retour de force, il intègre donc le moteur ainsi que la courroie, une plaque supportant le moteur et le tendeur de courroie, les deux palettes, et tout l'électronique. Il y a une platine où tous les câbles arrivent des différents périphériques.
Il inclut également 2 rails en C pour pouvoir le coulisser et le régler à la bonne position.
La structure utilisée est du chêne pour le rendu esthétique et la solidité du matériau.
CAO du châssis
La structure du châssis est un assemblage de tubes en acier 20x40mm soudés entre eux et positionnés de tel sorte que ce soit solide et que cela permette de s'installer facilement. J'y ai mis un siège Sparco pour être bien installé confortablement.
J'ai positionné deux roulettes à l'avant et une poignée à l'arrière pour pouvoir le déplacer plus facilement.
J'ai décidé de mêler du chêne à la structure en acier peint pour avoir un aspect esthétique sympa.
CAO du support d'écran
Au début je comptais garder mon écran attaché à un support d'écran sur mon bureau, puis je me suis aperçu qu'il allait être trop loin pour que la vue soit réaliste.
J'ai donc décidé de le rendre fixe sur la structure du châssis tout en réfléchissant à pouvoir le déplacer de mon bureau à mon châssis. Pour ce faire, j'ai attaché la structure des enceintes à l'écran et ai mis un système de clips dessus (visible dans la vidéo en fin de page).
J'ai utilisé des profilés Bosch que j'avais en stock et des équerres imprimées en 3D pour faire la structure du support.
CAO des pédales
J'avais trouvé sur internet des pédales que quelqu'un avait fait.
Le principe me suffisait mais j'ai juste amélioré la disposition des pédales pour que l'angle soit en peu plus avancé et ai aussi rajouté un rail linéaire au dessus des ressorts pour que le ressort se plie correctement.
Plan de cotation du châssis
Avant de fabriquer la structure il faut des plans cotés pour organiser les découpes et l'assemblage des pièces.
Vous trouverez tous les plans que j'ai fait ici.
Soudage d'un côté de la structure
J'ai d'abord commencé à découper tous les morceaux de tubes en fonction des cotes inscrites sur le plan de cotation, puis ai fait un gabarit pour les positionner correctement. Pour le soudage il fallait en premier temps pointer pour éviter toute déformation et en second temps souder entièrement à la fin tout en essayant de ne pas trop chauffer le métal au risque de percer le tube. Malgré tout, la longue barre s'est quand même déformée.
Châssis complet
Après avoir tout assemblé, je me suis rendu compte qu'avec le poids la structure fléchissait un peu. J'avais oublié de rajouter des renforts, que vous voyez dans la photo juste à côté par rapport à la précédente. Ces modifications ont déjà été montrées dans la conception 3D.
Intérieur du volant
J'ai d'abord fabriqué le boitier en chêne en veillant à faire les trous pour les boutons et la connectique avant de coller les planches. J'ai ensuite coupé la tôle d'aluminium pour pouvoir fixer le moteur et placer la poulie de tension de courroie.
Les poulies ont été imprimé en 3D avec un remplissage important pour garder de la solidité.
Tout le reste est composé des modules électroniques et le câblage.
Présentation des étapes principales du volant
Voici une courte vidéo montrant quelques aspects de la construction de ce projet.
Ce fut un projet mêlant conception 3D et fabrication d'un projet concret qui répond à un besoin, mon besoin.
A travers ce projet j'ai pu approfondir ma créativité et mes compétences en conception 3D sur Fusion 360, en création de plans et sur l'usage de l'impression 3D.
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