Table Basse Zen à Commande CNC : Construisez Votre Propre Meuble Intelligent

Composants et fournitures

Arduino UNO	×1
Alimentation OpenBuilds 12V/29A	×1
Moteur pas à pas NEMA 17 OpenBuilds	×2
Pilote de moteur pas à pas A4988 SparkFun	×2
Régulateur linéaire à sortie ajustable (LM317)	×1
Joystick analogique (générique)	×1
Bandeau LED blanc	×1
Télécommande RF	×1
Condensateur 220 µF	×2
Planche d'essai (breadboard)	×1
Plaque de prototypage SparkFun	×1

Applications et services en ligne

• Arduino IDE

À propos de ce projet

Je suis un maker. Le soir, devant la télévision avec ma famille, je griffonne des idées dans mon carnet de projets. Beaucoup de mes conversations commencent par « et si on faisait… ». La plupart de mes idées restent sur le papier. Celle-ci a vu le jour. Je la trouve géniale : un jardin zen fermé, intégré dans une table basse. Le mouvement s'inspire d'une CNC ou d'une imprimante 3D, et a d'abord utilisé un shield RAMPS 1.4 (pour imprimante 3D) avant que je ne trouve une méthode bien plus simple.

Je voulais que le résultat final évoque la sérénité, apporter une touche de zen dans mon salon. Je pense avoir réussi.

La plupart de mes réalisations ne sont pas esthétiques, c'est dans ma nature. Pour ce projet, je n'ai jamais expliqué à ma femme ce que je construisais exactement, seulement que ce serait un meuble assez beau pour trôner dans notre salon. Elle est ma meilleure amie, on se dit tout, mais là, je lui ai juste promis qu'elle serait fière du résultat. Elle savait que c'était une table basse, c'est tout. Du coup, j'ai mis les bouchées doubles pour que cette table soit vraiment magnifique.

J'ai déjà construit des imprimantes 3D et quelques meubles simples (étagères, banc), mais jamais rien qui allie technologie et ameublement. Ce projet me semblait donc parfait pour combiner les deux.

L'idée initiale date d'environ six mois. Le concours « Tables and Desks » (et ses superbes outils noirs et jaunes en prix) m'a motivé à me lancer.

Étape 1 : Conception et idée

Je voulais construire une table d'appoint, qui puisse se placer seule ou à côté d'un canapé, supporter une lampe. Je la voulais plus « art » que meuble, une infusion de technologie dans le bois. J'ai toujours trouvé les jardins de rocailles avec leur râteau en bois très apaisants. C'est exactement l'ambiance que je recherchais : de l'art technologique apaisant.

Pour y parvenir, j'ai pensé à un portique type imprimante 3D, sans l'axe Z. Ainsi, je pouvais déplacer une bille à aimants à travers un milieu, probablement du sable. J'ai aussi envisagé de le programmer pour « imprimer » des images ou des motifs automatiquement.

Je compte utiliser un Arduino avec deux pilotes de moteurs pas à pas et un code assez simple. Plutôt que de coder en dur les dimensions, j'ai mis des fins de course aux min et max des deux axes : 0,0 arrête les moteurs, et XXX,XXX max les arrête aussi. Cela simplifie grandement la programmation.

Étape 2 : Pièces et matériaux nécessaires

• Bois : j'ai récupéré des 4x4 d'une cabane dans les arbres, du pin sélection pour des moulures de fenêtre (promis, j'en rachète), et du contreplaqué bouleau 1/4" acheté chez Menards il y a des années.
• MDF 1/8" : utilisé entre le plateau et la base pour donner une surface de collage. En rétrospective, je m'en passerais.
• Profilés alu 2020 : pour le châssis du portique.
• 2 moteurs pas à pas (12,99$ les deux) pour les deux axes.
• Arduino UNO pour commander le portique.
• Module joystick Arduino UNO pour le contrôle manuel.
• Barres lisses 8mm x 4 et supports de guidage 8mm x 8.
• Pièces d'imprimante 3D : courroies, barres lisses, roulements, etc. (j'en avais en stock).
• Gabarit Kreg pour trous de poche : pas indispensable, mais rend l'assemblage bien plus facile. Utilisé pour le plateau et sa fixation à la base.
• Verre plat 1/4" (magasin de vitrerie local) : attention, ce n'est pas du verre de sécurité, il peut produire des éclats dangereux, mais je voulais l'épaisseur et la rigidité.
• Bandeau LED blanc + télécommande RF.
• Convertisseur de tension LM317.
• Pilotes A4988 x2.
• Condensateurs 220µF 16V x2.
• Alimentation 12V 5A.
• Bille 3/4".
• Sable de jeu blanc 25 lb.
• 2 sacs de galets de rivière lisses.
• Aimant néodyme à base ronde.
• Planche d'essai + plaque de prototypage à souder.
• Colliers de fixation pour conduit plastique (2 trous) ou autre méthode pour fixer le portique à la trappe.

Étape 3 : Assemblage du portique

Je suis parti de croquis approximatifs et j'ai construit le portique. Ce n'est pas forcément la méthode la plus efficace, c'est juste la mienne, en réutilisant des pièces d'autres projets. J'avais des profilés 2020 en rab, je les ai utilisés pour le cadre. J'ai conçu et imprimé en 3D les équerres d'angle (fichiers fournis). Les pièces découpées laser pour les axes X et Y sont aussi incluses. Étudiez bien les photos pour voir l'assemblage du chariot et des axes séparés. Ma méthode n'est peut-être pas la meilleure, mais je l'ai utilisée sur plusieurs projets avec une bonne fiabilité.

Fichiers fournis : FTY8AKAIVO3T4X1.dxf, FZUAWWRIVO3T4WZ.cdr, FVXPPAIIVO3T86T.stl

Étape 4 : Assemblage du circuit

J'ai d'abord monté le circuit sur breadboard, testé, puis tout transféré sur la plaque à souder. Le schéma Fritzing est fourni pour vous guider.

Étape 5 : Le code

Le code est volontairement simple. Les fins de course sur min et max des deux axes font que la taille du portique n'est pas codée en dur. Peu importe si votre version est plus petite ou plus grande que la mienne, rien n'est à modifier dans le code. Les fichiers sont fournis en .TXT, .INO et .ZIP.

Étape 6 : Test du mouvement

Après téléversement, j'ai testéthoroughment. Je voulais un mouvement diagonale style Etch A Sketch : horizontal, puis vertical, puis horizontal. Ça fonctionne bien. Place maintenant au soudage définitif et à l'intégration dans la table.

Étape 7 : La partie « table » proprement dite

Je me suis demandé comment construire ce que j'avais en tête : une boîte à deux niveaux, la mécanique cachée en bas, commande par joystick sous un rebord. Au-delà, aucune idée précise.

En fouillant mon stock de bois, j'ai retrouvé un 4x4 récupéré et du pin sélection plutôt sympa. Après avoir promis à la patronne de remplacer ce que j'allais prendre, direction l'atelier.

Étape 8 : Construction d'une boîte bi-niveau

Après découpe du contreplaqué 1/4", j'ai testé une nouvelle méthode pour maintenir l'assemblage pendant le séchage de la colle : du carton collé au pistolet à chaud sur les coins. Ça a bien tenu le temps de mettre les renforts en place. Après avoir construit la séparation entre les deux niveaux et vérifié l'horizontalité, j'ai fixé un piano hinge pour que le fond (qui recevra le portique) puisse basculer vers le bas pour la maintenance.

Étape 9 : Fabrication des pieds

Pour les pieds, je voulais réutiliser un 4x4 en pin récupéré d'une cabane de jeux. Après avoir vérifié l'absence de vis/clous/agrafes, je l'ai débité en quatre sections de 25 pouces. Plusieurs passages à la raboteuse pour enlever la peinture et nettoyer le bois. Ensuite, j'ai bricolé un guide avec une règle et des serre-joints pour utiliser ma scie circulaire comme scie de table. Résultat : quatre pieds en L lisses et propres, parfaits pour mon usage.

Étape 10 : Installation des côtés

Une fois les pieds fixés, place aux côtés. Beaucoup de mesures précises pour minimiser les jeux. Collage + quelques vis depuis le dessous de la boîte bi-niveau.

Étape 11 : Poncer, poncer, encore poncer

Pour tout objet à vocation esthétique, je recommande un ponçage généreux : grain moyen (80-120) puis fin (<200). Le temps passé à gommer les imperfections se voit au résultat final.

Étape 12 : Installation des LED

Une fois la position du plateau définie, j'ai taillé un morceau de MDF 1/8" pour l'intercaler. Marqué sa position, retourné, fixé le bandeau LED dessous avec colliers et colle chaude. D'expérience, la colle chaude seule ne tient pas sur un élément qui chauffe (bandeau LED). J'ai percé un passage pour le fil d'alimentation vers le dessous de la boîte. Au départ, je voulais alimenter les LED sur le même 12V que les moteurs, mais les LED faisaient « ronronner » les moteurs. Du coup, alimentation 12V dédiée pour les LED.

Étape 13 : Installation du plateau

Pas grand menuisier, mais après essais/erreurs, j'ai obtenu un joli plateau. Le gabarit Kreg a été redoutable d'efficacité pour assembler les quatre côtés.

Mesurez bien : mieux vaut trop grand et recouper/poncer que trop petit. Après découpe et vérification de l'assemblage, rainurez chaque pièce à la défonceuse pour que le verre vienne affleurer. Profondeur = épaisseur du verre (1/4" chez moi).

Une fois le plateau collé/visse, je l'ai fixé à la base avec le gabarit Kreg sur l'arrière des pieds (invisible).

J'ai commandé chez un vitrier local du verre plat 1/4", 1/16" plus petit que l'ouverture, bords adoucis pour ne pas couper. Pas de colle acrylique : je veux pouvoir retirer le verre pour repositionner les galets.

Étape 14 : Conditionneur, teinture, vernis, ponçage, re-vernis

Le pin étant très poreux, j'ai utilisé un conditionneur pré-teinture pour éviter les taches. Puis teinture-vernis Minwax « Natural Cherry », séchage. Le lendemain, ponçage léger 320 grains + deuxième couche. Si c'était à refaire, je teindrais et vernirais séparément : le tout-en-un a laissé des traces de coulures, et on ne peut pas foncer en rajoutant de la teinture. J'ai dû re-poncer et re-coucher plusieurs fois. Je n'utiliserai plus de teinture-vernis.

Étape 15 : Installation de l'électronique

La trappe du fond permet de fixer tout le portique dessus et de le faire basculer pour maintenance/mise à niveau. Portique fixé à la trappe avec colliers de conduit plastique autour des profilés 2020. Ça tient bien.

Pour l'Arduino et la plaque, j'ai percé un trou au centre de la trappe, fait passer les câbles, et fixé l'électronique sous la table.

Le joystick : longtemps réfléchi à son montage. Pas d'idée géniale, je l'ai juste collé sous la lèvre de la table. Câble rentré au maximum dans le coin, collé à chaud. Pas très noble, mais invisible sauf à ramper dessous. Ça me va.

Sous la table, fixation des cartes avec petites vis, rangement des câbles, prises d'alimentation déplacées sur l'arrière du pied arrière et collées.

Étape 16 : La tête d'outil « magnethead »

Pas sûr comment fixer l'aimant sur le boulon prévu (pour réglage Z facile). Solution : tronçon de douelle 3/4" (1 à 1,5"), percé pour le boulon, aimant vissé dessus. Réglage en hauteur par l'écrou du bas.

Étape 17 : Création du jardin de rocailles

Électronique en place, place au jardin. Pas sûr de la quantité de sable : acheté 25 lb. En fait, 5 à 10 lb auraient suffi. La plupart est encore dans la boîte. Après étalement, j'ai fait rouler la bille pour vérifier qu'on ne voyait pas le fond. Ajout de sable jusqu'à la profondeur idéale.

Puis les deux sacs de galets de rivière sur les bords, répartis équitablement. J'ai pensé les coller, mais préférable de pouvoir les repositionner plus tard.

Étape 18 : La table en action

Elle bouge ! Une fois lancée, je suis resté là à piloter la bille bien trop longtemps. Quelque chose d'extrêmement satisfaisant à regarder cette bille pousser le sable. Long chemin pour en arriver là, et quel bonheur de voir la table bouger comme je l'avais imaginée.

Étape 19 : C'est fini

Projet long et difficile, mais sacrément fun.

Code

Le code principal (code.ino) utilise la bibliothèque BasicStepperDriver. Il configure deux moteurs (X et Y) avec fins de course, micro-pas, et lecture joystick sur entrées analogiques. Les fins de course matérielles évitent de coder les dimensions en dur. Voir fichiers joints : F5577MZIW6PMIF4.cpp, FKOB89KIW6PMIF6.h, FO9WJRBIW6PMIFY.ino, F1K7N72IW6PMIGQ.zip, FVI0A1ZIW6PMIGS.txt, F9BIZS5IW6PMIGV.txt, FGBWKEAIW6PMIGW.txt.

Pièces personnalisées et boîtiers

• fty8akaivo3t4x1_u1xz65PyoT.dxf
• fzuawwrivo3t4wz_PdKRLpvu3f.cdr

Schémas