vendredi 30 août 2024

Premier saut en parachute

Pour noël mes enfants Alban, Chloé et Charles (Agathe avait fait le choix d'un autre cadeau) m'ont offert un saut en parachute 'initiation PAC' pour Progression Accompagnée en Chute libre. Vu mon gabarit le saut en tandem était impossible (et à vrai dire cela ne m'aurait pas fait autant plaisir) car il faut faire moins de 90 kg. Cela se passera à l'école Air libre Parachutisme à Dieppe.

On commence le 31 mai par une journée de cours théoriques à l'issue de laquelle j'ai pu rencontrer des constructeurs amateurs de l'aéroclub de Dieppe notamment François Kowal de "Pilotes et Cie" qui, avec ses collègues, ont passé un avion H800 en ULM. Ils font des travaux de recherches historiques et des formations des jeunes remarquables à travers différents projets dont certains sponsorisés par le CNES. J'ai pu voir dans le hangar le Gazaile d'Alain Quesnel mais je n'ai pas pu le rencontrer.

L'avion utilisé est un Pacific Aerosapce P-750XSTOL, il n'y en a qu’un en France et seulement 11 en Europe. Site Internet du constructeur en Nouvelle Zélande.

Bien que le théorique ait eu lieu le 31 mai le saut n'a pu être programmé que le 28 aout ... question de météo et disponibilités de chacun. Les personnes du club sont passionnés donc sympathiques.

Je voulais faire un saut en parachute au moins une fois dans ma vie mais je n'aurai pas fait la démarche seul. C'est pourquoi je remercie une fois de plus les enfants pour cette idée de cadeaux "extraordinaire". Cela a stressé plus Isabelle que moi bien que je fasse une tête pas possible sur la vidéo du saut. La formation est complète donc rassurante et les instructeurs sont là pour renouveler ce qui a été dit en cours et faire des exercices au sol.

Les choses s'accélèrent avec le bruit de la turbine de l'avion. On est installé dans la cabine avec une position qui n'est pas commune. On entre évidement dans le sens opposé des départs mais on s'installe à l'envers de la marche, assis à cheval de 2 petits bancs et serrés comme des sardines en boite. On met casque et lunettes et on s'attache avec une sangle reliée entre la structure de l'avion et les 3 anneaux du parachute. On retire tout cela à 300 pieds en attendant de rejoindre les 13000 pieds soit 4000 mètres d'altitude atteints en 25 minutes. Sous le regard de la peluche mascotte (l'avez-vous vu dans la vidéo ?), on se "check" en nous souhaitant bons sauts.

L'avion ralentit fortement et doit voler maintenant autour des 130 km/h. La porte s'ouvre et les premiers s'élancent : impressionnant ! Nous sommes plus que 5 dans la cabine, un instructeur referme la porte et l'avion refait un tour au dessus de la piste d'atterrissage. Je cherche la piste à travers les hublots mais je ne la trouve pas, c'est là que Greg me demande de m'approcher de la sortie. L'avant dernier élève et son instructeur se lancent dans le vide et c'est à mon tour de me placer sur le seuil.

Je cherche la validation de mon instructeur de droite puis celle de Greg qui amorce le décompte : 1, 2, 3 Go ! Je fais ce que l'on m'a dit : étendre les jambes et avoir les épaules souples... Les 200 km/h sont atteints en quelques secondes, l'air s'engouffre dans les narines et la peau des joues s'agite fortement. Je regarde les signes de Greg et j'essaye de tendre plus les jambes, de plus cambrer ce qui permet une meilleure stabilité. Greg me fait signe de regarder l'altimètre puis peut me lâcher car ma position est stable et assurée par le deuxième instructeur. Il me demande de regarder de nouveau l'altimètre qui s'approche des 1700 mètres altitude à laquelle je dois tirer la poignée du parachute. L'instructeur me guide la main et on tire la poignée ensemble.

Le ralentissement est fort mais pas violent. Je regarde la voile qui est bien rectangulaire, le glisseur est en bas, l'extracteur à l'arrière, les suspentes en place : tout est ok je peux prendre les commandes. Tout est calme et la vue est magnifique. Je recherche le terrain et en tirant sur les commandes je vais tantôt à droite, à gauche, je freine, etc. Je me rends compte que je ne suis pas tout à fait au dessus de la zone d'évolution, je la rejoints lentement tout en profitant du paysage.

Je suis en position semi assise et c'est assez confortable. La voile n'est pas vive, c'est plutôt lent comme réponse. Je surveille l'altimètre et à 300 mètres je rejoins le point de rendez vous en entrant dans le tour de piste convenu. J'entends mon nom à la radio alors je suis les instructions. A quelques mètres du sol on me demande de tirer fortement les commande pour freiner ... ça freine fort en fait et il n'était pas nécessaire que j'amortisse la réception. Du coup je ne suis pas rester debout. Ce n'est pas très esthétique comme atterrissage mais au moins je retrouve le sol sans bobos ;-)

Je rassemble suspentes et la voile et je retrouve Isabelle qui marche vers moi. J'ai du mal à l'entendre, j'ai les oreilles en vrac et je dois compenser la pression. Je redonne le matériel et on s'assoit pour souffler un peu.

C'est une expérience vraiment intense, spectaculaire et magnifique que je recommande à tous ceux qui y ont songé sans avoir vraiment franchis le cap.

dimanche 9 juin 2024

Injection : premières giclées

Retour sur ce projet d'injection électronique pour moteur 1.6 HDI PSA avec injecteurs piézo-électriques.

Ce billet fait suite à celui des injections pilotes http://gazaile.ulm.free.fr/index.php?post/2023/03/25/Injection-%3A-pilotes

Le câblage de toute la partie puissance est fini et testé :

La trace CH1 en jaune montre une tension de 300mV sur une résistance de 0.05 ohms soit 6 ampères de courant dans l'émulateur d'injecteur #1.

La trace CH4 en vert est la tension sur la borne négative de l'émulateur d'injecteur #1 à 2 volts.

La trace CH3 en violet est la tension sur la borne positive de l'émulateur d'injecteur #1 soit une tension de ~110Volts.

La trace Réf A en blanc est la tension sur la borne positive du véritable injecteur #1 soit une tension de ~117Volts.

 

Le moteur n'ayant pas tourné depuis de longs mois j'ai dû purger le gasoil, réamorcer le circuit et notamment la pompe haute pression.

3 injecteurs sur 4 étaient "grippés" ! J'ai dû les démonter et les nettoyer pour qu'ils puissent enfin refonctionner.

Curieusement la bride de l'injecteur 1 est différente des 3 autres, l'injecteur #1 a du être remplacé bien que le moteur ait dans les110000km. J'ai lu qu'il fallait remplacer les brides par ce dernier modèle car il y a eu des casses...

Exemple de casse et tableau des couples de serrages :

 

mon moteur DV6C

  

Les nouveaux kits de bride, butée, guide et joints :

 

L'ajout des commandes manuelles d'injecteur dans le menu de l'ECU a été très utile car elle permet de les piloter individuellement. Elle demeure DANGEUREUSE car il ne faudrait pas l'actionner quand le moteur est fermé, là j'ai sorti les injecteurs et lorsqu'ils étaient montés j'avais enlevé les bougies de préchauffage pour alléger la charge du démarreur et faire sortir le gasoil pulvérisé.

dimanche 14 avril 2024

Avionique : sonde Pitot

Pour connaitre la vitesse de l'avion par rapport au vent relatif j'utilise un anémomètre équipé d'une sonde Pitot. L'anémomètre ou badin du nom de son inventeur français que j'utilise en secours est un Winter acheté d'occasion. Les instruments principaux sont regroupés dans la section "Primary Flight Display" de l'Efis Dynon Cet Efis a une fonction intéressante qui est l'AOA (Angle Of Attack) L'entrée d'air Pitot fait face à la direction tandis que l'entrée d'air AOA à un certain angle qui fait que la différence de pression entre Pitot et AOA dépend de l'angle du vent relatif. Ce permet de connaitre et d'alerter si l'angle de l'avion est trop important et est proche du décrochage.

La sonde Dynon vaut plus de 250€, est lourde et pas adaptée aux fixations possibles sous l'aile. La sonde doit être placée loin du souffle de l'hélice et à proximité d'un conduit qui permet le passage des tuyaux pneumatiques. Pour cela la penture de volet proche de l'aileron est une solution pertinente, je vais m'en servir comme support, ce que font de nombreux constructeurs de Gazaile.

Je relève sa forme sur un carton :

Je scanne ce carton et je l'importe dans le logiciel de conception 3D gratuit FreeCad. Vous pouvez télécharger mon fichier de conception en cliquant sur ce lien

FreeCad permet d'exporter les fichiers au format STL qui est utilisable dans la plupart des logiciels d'impression 3D. J'utilise Ultimaker Cura pour mon imprimante Creality Ender-3 V2

Une fois les 2 parties de la sonde imprimées, je les ponce et les ajuste sur la penture.

Les tubes de sorties sont en inox de Ø4mm x Ø3.4mm. Je les forme avec une courbure pas trop importante et je place dedans des fils de débroussailleuse pour pas qu'ils s'écrasent. Coté tuyau j'évase les tubes inox avec un vieux taraud cassé meulé en pointe que j'introduis avec le mandrin du tour. Ils s'adaptent bien à l'intérieur des parties :

Les 2 parties sont ligaturées avec des fils enduits de résine que je récupère lors des découpes de tissus sergé carbone.

 

Puis je recouvre avec une couche de tissus carbone 200gr/m² et une de fibre de verre 106gr/m². J'enroule des bandes de tissus d'arrachage pour éponger le surplus de résine et je plaque le tout avec du film alimentaire étirable. Pour les endrois critiques j'utilise des morceaux de mousse et des pinces, par exemple pour bien former la pointe de la sonde.

 

Le tissus d'arrachage a été difficile à enlever. Du fait des ligatures j'ai du mastiquer certains endrois :

 

Je passe 3 couches de peinture à la bombe. Je fais des délimitations avec de l'adhésif d'électricien pour le joint silicone qui permet l'étancheité du pied de la sonde :

  

J'ai testé avec succès le fonctionnement du Pitot avec un soufleur, la calibration de l'AOA doit se faire en vol...

dimanche 11 février 2024

Moteur : boite à Fusible

J'ai fait une mise à jour du schéma électrique et plus précisément de la boite à fusibles:

En haut à gauche du schéma ci-dessus, la zone orange est la nouvelle boite à fusibles réalisée avec de nombreuses pièces de récupération du Grand Picasso C4 ede de ses faisceaux électriques.

La seule chose que j'ai du acheter c'est ce relais pour commander le solénoîde du démarreur :

Il est connecté et fixé avec du clinquant laiton de 0.2mm d'épaisseur :

lundi 1 mai 2023

Injection : PCB du module ECU/EFIS

J'ai reçu les PCB 9 jours après les avoir commandés. La qualité est irréprochable, le cablage s'est fait rapidement. J'ai du redistribuer les variables et les ports du programme basé sur la carte d'évaluation NXP FRDM-KV11. Tout est en ordre : parfait !

dimanche 23 avril 2023

Thermocouples K

Pour relever différentes températures au premier rang desquelles celles des gaz d'échappement (EGT), j'ai acheté des thermocouples type K. Type K veut dire que le thermocouple est constitué d'un fil de Chromel (alliage nickel + chrome) et d'un autre d'Alumel (alliage nickel + aluminium (5 %) + silicium). Ces 2 fils sont soudés à leur extrémité ce qui fait le point de "soudure chaude" qui est exposé à l'environnement dont on veut connaitre la température. Aux bornes des autres extrémités du fil on mesure une tension proportionnelle à la différence de température entre la soudure chaude et ces extrémités.

Je mesure dans les 40mV de tension continue pour environ 900°C d'écart de température : c'est faible. Pour convertir cette tension en affichage en degrès Celcius il faut des amplificateurs de tension et des correcteurs de température de là où se trouve l’appareil de mesure, c'est ce que fait l'appareil à 2 canaux que j'utilise.

Pour des températures de l'ordre de -50°C à 350°C rien de particulier doit être mis en place et on en trouve à petits prix. Pour des températures plus élevés, par exemple pour les EGT, les isolants sont mis à rudes épreuves, souvent on retrouve les fils entourés de céramique, de ciments réfractaires ou d'oxyde de magnésium (Magnésie) contenu dans un tube métallique. La soudure chaude peut être isolée de son enveloppe métallique ou bien soudée à celle-ci, dans ce cas il faut s’assurer de la compatibilité avec l'électronique de mesure car le potentiel de la partie mécanique peut se trouver a un potentiel électrique non flottant (le moins de la batterie d'une voiture est raccordée à la carrosserie et au moteur). La soudure froide peut être directement exposé au gaz d'échappement ce qui diminue le temps de réponse mais pose des problèmes d'étanchéité. J'ai fait une mesure avec une sonde EGT de ce type et je n'ai pas constaté d'amélioration du temps de réponse. Le système de fixation imposerait de souder des inserts dans la tubulure d'échappement et je ne suis pas convaicu par le maintien par olive et de l'étanchéité.

Pour les EGT je vais essayer de souder directement la soudure chaude du thermocouple sur le tube d'échappement. Le problème principal sera de rendre l'installation robuste face aux vibrations mécaniques. Pour l'instant je regarde juste la faisabilité. Voici une photo extraite d'une vidéo de Raphael Thénot sur la teinte que peut avoir les tubulures d'échappement sous forte sollicitation :

 

samedi 22 avril 2023

Injection : réalisation du module ECU/EFIS

J'ai réalisé la totalité du module de liaison par fibre optique entre l'ECU et l'EFIS.

La programmation reprend les concepts précédents appliqués sur 12 canaux répartis sur 3 PWM.

Les boutons servent à tester l'interface : un bouton pour les valeurs minimums, un autre pour les maximums et les 2 en mêmes temps pour afficher les valeurs à 50%.

Le module final comporte 2 transmetteurs complets à fibre optique, c'est à dire aussi bien la réception (dont on avait besoin) mais aussi l'émission.

Le deuxième canal servira pour d'autres modules comme celui de la gestion des volets, des trims de tangage et de roulis.

J'ai sorti sur des pastilles tous les ports inutilisés au cas où d'autres idées émergeraient.

Le circuit imprimé est réalisé en 2 couches ce qui est plus économique (5 € le circuit).

ATTENTION, je me suis fait piégé lors du calcul des équations des capteurs pour l'EFIS ! C'est du matériel américain donc les valeurs par défaut sont des degrés Fahrenheit (pas des Celsius) et des pressions en PSI (pas des millibars ou des hectopascals).

lundi 10 avril 2023

Injection : module de transfert ECU vers EFIS

Je réalise une maquette du module de transmission des données de l'ECU vers l'Efis Dynon à base de carte d'évaluation NXP FRDM-KV11 sur laquelle je connecte un potentiomètre sur l'entrée ADC0_SE6 et un module de réception optique Sharp sur l'entrée USART1_RX. Je me sers du LPTMR pour détecter l’intervalle de temps entre chaque trame de données. Une trame dure 33ms et se répète toutes les 142ms, avec le LPTMR programmé à 80ms son ISR se déclenche en absence de transmission ou dans cette espace inter trame. Si cette ISR se déclenche plusieurs fois c'est qu'il n'y a pas de transmission (la fibre n'est pas connectée). La routine de réception des octets venant de l'USART1 initialise à chaque octet reçu le LPTMR de sorte qu'il ne se déclenche que dans les conditions précédentes. Durant l'ISR de l'USART1, une fois les 32 octets reçus, le buffer est vérifié en utilisant le périphérique de calcul de CRC du microcontrôleur KV11. Si les trames sont incorrectes aucun transfert n'est fait et la led rouge est allumée, si les trames sont correctes elles sont copiés dans le buffer de réception des données validées et la led verte indique la bonne réception, si aucune détection de trames n'est faite alors ces données sont initialisées à 0 et une led bleue indique la défaillance.

Dans un premier temps je teste le filtrage de la sortie de FTM2_CH0 réglée en PWM raccordé à une entrée de l'EFIS qui permet d'établir les corrections à réaliser pour obtenir la fonction désirée en créant un capteur spécifique.

Dans un second temps je programme FTM5 en générateur de pulses à fréquence variable pour vérifier la compatibilité avec les entrées tachymètres de l'EFIS.

L'opération est concluante, la programmation des nombreux canaux PWM et de l'adaptation des valeurs est réalisable pour obtenir un panneau complet de toutes les informations nécessaire à la supervision de l'ECU.

Petite démonstration en vidéo :

vendredi 7 avril 2023

Injection : transmission des paramètres moteur

Comment transmettre les données du moteur issues des capteurs gérés par l’Ecu vers d’autres périphériques ?

Le tableau de bord de l’avion utilise un EFIS Dynon Skyview. Dans un premier temps je voulais envoyer les données par voie série sur un des ports libres de l’Efis. J’ai demandé à Dynon s’il y avait cette possibilité et quelles trames/formats je devais envoyer, malheureusement cela n’est pas possible (commercialement car techniquement bien sûr que c’est possible). Une solution serait d’utiliser leur EMS spécial pour Rotax 912 injection qui possède un bus CAN et respecte une partie du protocole CAN Aerospace (@500Kbd) mais c’est couteux, il n’y a pas tous les paramètres et je serais dépendant des mises à jour Rotax/Dynon.

Je vais faire un module qui traduira les informations de l’ECU en signaux interprétables par l’EFIS … par tous les EFIS ou des instruments analogiques à aiguille. Pour cela j’ai envisagé une communication par fibre optique qui a le mérite d’isoler électriquement complètement l’ECU et les capteurs du moteur de l’avionique. Le module recevra les trames d’informations de l’ECU et avec les différents périphériques du microcontrôleur qu’il contiendra sera à même de recréer les signaux analogiques avec les canaux PWM, les informations « tout ou rien » ou de régime avec ses timers. C’est une solution qui est très souple d’emploi et facilement reconfigurable.

En fouillant dans mes tiroirs j’ai retrouvé une paire de transmetteur TOSlink Sharp (GP1FAV31TK0F et ~RK0F), malheureusement ils ne sont plus fabriqués mais il en existe un tas d'autres. C’est ce genre de module qui est utilisé dans les TV, ampli, lecteur de DVD pour la sortie numérique de l’audio. L’émetteur s’alimente entre 2.7V et 5.25V il prend place sur le 3.3V de l’ECU et son entrée connectée directement sur le pad de test « opt_tx_2 » qui est la commande d'émission de l'USART1. Le récepteur s’alimente entre 2.7V et 3.6V. Pour tester rapidement la solution j’utilise un convertisseur USB/UART_série « TTL-232R-3V3 » de chez FTDI (disponible chez Farnell) que tout électronicien devrait avoir. Ce convertisseur a de nombreux avantage, il s’interface directement avec les signaux UART 3.3V du microcontrôleur, fournis en plus des classiques lignes gnd, TXD, RXD, CTS, RTS une alimentation 5V issue de l’USB. Pour l’interfacer directement avec le module Sharp je mets une led rouge en série sur l’alimentation ce qui fait chuter le 5V de l’USB à 3.3V et donne une indication d’alimentation 😉

Autre avantage du FTDI c’est qu’il existe une application Windows FTDI FT_prog qui permet d’éditer le contenu de son EEPROM par exemple pour inverser individuellement les signaux, j’en ai besoin pour inverser RXD vu que pour émettre de la lumière seulement quand les bits sont à 1 j’ai inversé TXD de UART1 de l’ECU. Pour la liaison j'utilise des connecteurs TOS Link de chez MH connector de référence MHA22T-MA22V à 2€ pièces pour équiper la fibre optique plastique de 1mm. Il existe des fibres toutes faites par exemple sur Amzon.

Coté programmation la construction de la trame se fera quand des nouvelles valeurs moyennées seront disponibles, c’est-à-dire dans la routine d’interruption du DMA_CH3. Je vais transmettre une quinzaine d’informations (régime moteur, position de la manette des gaz, position du turbo, consigne de régulation du turbo, pression et température d’admission, pression et température du gazole, consigne de régulation de pression/débit, pression d’huile, température d’échappement, tension batterie, tension du convertisseur DC/DC, température du processeur). Le NXP Kinetis KV11 dispose d’un module de calcul de CRC (Cyclic Redundancy Check) bien pratique pour vérifier que la totalité de la trame a bien été transmise et que ses valeurs n’ont pas été altérées. Je le configure pour qu’il corresponde à la norme «CRC-16/CCITT-FALSE ». Le checksum 16 bits obtenu sera placé en fin de trame, comme cela lors de la réception, toute la trame repassera dans le CRC du module et le résultat devra être invariablement « 0 » si tout est ok. Une fois le buffer construit il sera transmis par l’UART1 avec des transferts DMA sur DMA_CH4, comme cela aucune ressource du cœur du processeur ne sera utilisée durant le transfert. Les nouvelles valeurs sont disponibles toutes les 143ms soit 7 trames par seconde, nul n’est besoin d’avoir une communication rapide. En effet le buffer contient les 15 valeurs à transmettre + le CRC soit 2octets x (15 valeurs +1 CRC) x 10 bits = 320 bits, @9600bauds cela prend 33ms soit une transmission de 33ms toutes les 143ms ce qui donnera l’impression de clignotement rapide sur la led rouge d’émission.

Pour la vérification du fonctionnement j’utilise sur mon PC Windows le terminal Realterm correctement configuré pour afficher les valeurs hexadécimales reçues à l’aide du module de réception Sharp et du convertisseur USB/UART FTDI. Je copie/colle la trame reçue dans un tableau Excel qui extrait les données et reconstruit une trame avec le bon « endianness » on dit « boutisme» en français en effet les données 16bits sont enregistrées dans la mémoire du buffer en « little endian » et transmises tel quel, pour retrouver l’ordre correct il faut repasser en « big endian » avec de coller la trame dans un service en ligne de calcul de CRC comme https://crccalc.com/<

samedi 25 mars 2023

Injection : pilotes

Pour commencer à travailler sur les injections, je ne câble pas les transistors de puissance et autres composants pour pouvoir observer les signaux de commande.

La plupart ne pose pas problème, seul celui du transistor "Q2" qui commute au +200Vdc doit être ramené au 0V car les entrées de l'analyseur logique du Picoscope ne supporteraient pas ces hautes tensions. Je ramène le potentiel "VS" de "U3" au 0volts en remplacant C37 par une résistance. Le driver des transistors "Q2" et "Q3" de charge et décharge des injecteurs est un Infineon 2ED2182 les autres drivers sont des Texas Instruments UCC27531DBVR

Coté programme je crée une machine d'état autour du timer FTM3. Cela permet de gérer la taille des pulses par interruption pour une plus grande précision. Avec l'analyseur logique du PicoScope 3406D MSO je confirme la bonne programmation des routines (correspondance osilloscope>schéma : charge=Q2G1, decharge=Q3G1, inj_raz=OLC, inj_1=OL1, inj_2=OL2, inj_3=OL3, inj_4=OL4) :

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