Aimants et Holster - miel-uqac/XR_Controller GitHub Wiki

Conception d’un holster magnétique pour manette Meta Quest 3

Objectif du projet

L’objectif de ce projet était de concevoir un holster imprimé en 3D pour la manette du casque Meta Quest 3, utilisant des aimants pour maintenir la manette en place de manière fiable, tout en préservant sa fonctionnalité.

Vérification de l'interférence magnétique

Avant d'intégrer les aimants dans le design, nous avons procédé à une vérification de l’absence d’interférence électromagnétique avec le matériel de la manette. Pour cela, plusieurs aimants ont été fixés directement sur la manette :

L’expérience a permis de constater l'absence de perturbation dans les signaux et le comportement de la manette. Il a donc été validé que l’ajout d’aimants permanents autour de la manette ne compromet pas sa détection dans l’espace.

Intégration des aimants dans le holster

Premier prototype : 6 aimants en ligne verticale

Un premier prototype du holster a été conçu avec six aimants alignés verticalement.

Pour insérer les aimants dans la pièce imprimée, une méthode par chauffage local a été testée : les aimants ont été portés à environ 300 °C à l’aide d’un fer à souder, afin de ramollir le plastique au point de contact et faciliter l’insertion.

Cependant, cette méthode s’est révélée problématique. Après insertion, les aimants ont perdu en puissance magnétique, rendant leur efficacité insuffisante.

Étude de la perte de magnétisme

Cette perte de magnétisme s’explique par le phénomène physique de la température de Curie, au-delà de laquelle un aimant permanent perd ses propriétés magnétiques.

  • Pour les aimants en néodyme, une perte progressive du magnétisme débute à environ 80 °C.
  • Une température de 310 °C (température de Curie du néodyme) entraîne une perte totale de magnétisme.

Ce constat a conduit à abandonner la méthode de chauffage direct pour privilégier une approche par ajustement mécanique précis des cavités dans la modélisation 3D.

Optimisation de l’agencement magnétique

Ajustement des cavités d’insertion

Des tests successifs ont été menés en modifiant la profondeur des trous dans le modèle 3D, afin de permettre l’insertion à pression contrôlée des aimants, sans nécessiter de chaleur.

Expérimentation sur la configuration des aimants

Prototype 1 : Ligne simple (6 aimants)

Bien que la force magnétique fût suffisante pour maintenir la manette en position statique, ce design ne résistait pas aux mouvements de rotation rapides. En effet, la répartition verticale des aimants n’offrait qu’une faible résistance latérale, ce qui limitait la stabilité.

Prototype 2 : Double ligne

Une deuxième ligne parallèle a été ajoutée pour augmenter la surface d’adhérence magnétique. Ce changement a permis une meilleure tenue, mais restait insuffisant lors de mouvements dynamiques.

Prototype 3 : Triple ligne

Un troisième jeu d’aimants a été ajouté, ce qui a permis d’atteindre un niveau de fixation satisfaisant, y compris lors de mouvements rapides ou saccadés. Ce design a été retenu comme le plus fiable et ergonomique.

Caractéristiques des aimants utilisés

Tous les tests ont été réalisés avec des aimants ronds en néodyme.

  • Dimensions : diamètre 6 mm, épaisseur 1.6 mm]

Ce processus itératif de conception, de test et d’ajustement a permis de développer un holster magnétique robuste et adapté à un usage immersif en réalité virtuelle.