avion Gaz'Aile 2 ULM

Avancement de la réalisation du Gaz'Aile 2 de Lino.

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lundi 8 août 2016

Débattements volets et ailerons

Pour le débattement des ailerons je n'ai pas tout à fait le différentiel souhaité de +95mm/-55mm (dans la liasse \\AILE\ULM\PLANS à la main\aileron débattement.jpg) mais +95mm/-65mm. Chaque machine est différente (taille de la bielle bas_de_manche/tube_de_commande : la mienne fait 194mm au lieu de 212mm, position des guignols, position du tube de commande dans l'aile, position des manches sur le cadre, etc.) et ce paramètre est à ajuster. Les essais en vol me diront si il est nécessaire de faire la pièce de bas de manche différemment, en effet si la correction aux palonniers en virage est importante on reverra la copie. J'obtiens ce débattement avec +/-28° au manche. Pour ces mesures je mets les ailerons en lisse avec un gabarit d'aile puis je fixe un repère gradué en bout.
aileron_0_gabarit.jpg aileron_0.jpg aileron_neutre.jpg

Avec 28° à droite je mesure 65mm :
aileron_-28.jpg aileron_6.5.jpg

Remarquez les bouts d'adhésif marron sur la bielle sur lequel j'ai tracé 2 repères pour optimiser la position angulaires des embouts dans toutes les positions des manches. Une fois la meilleure position déterminée je collerai le dernier embout.
Avec 28° à gauche 95mm :
aileron_+28.jpg aileron_9.5.jpg

Pour la profondeur j'ai un débattement de +/-35° alors que je pensais être "large" d'après ces mesures. Une partie du débattement angulaire est utilisé par le déplacement d'avant en arrière du bas de manche. Le débattement en profondeur est largement suffisant car les 15° "manquants" ne font pas beaucoup de déplacement. Ces débattements sont possibles dans toutes les positions extrêmes du manche.
aileron_profondeur_+35.jpg aileron_profondeur_-35.jpg
Vu la timonerie, l'action sur la profondeur a un effet sur les ailerons qui ne devrait pas avoir d'influence gênante sur le comportement en vol.

Pour les volets je fais une bielle temporaire avec un tube écrasé et taraudé aux extrémités. Cela me permet rapidement d'ajuster la longueur pour un entraxe de 135mm. J'ai un débattement total de 45° réparti en -5°/0°/40°.

Réglages à -5° :
volets_-5.jpg volets_-5_bielle.jpg volets_-5_bielle_com.jpg

  Réglages à 0° :
volets_0.jpg volets_0_bielle.jpg volets_0_bielle_com.jpg

  Réglages à +40°
volets_+40.jpg volets_+40_bielle.jpg volets_+40_bielle_com.jpg

dimanche 24 juillet 2016

Biellette d'aileron

Je fais un assemblage de différentes pièces. Dans un tube en aluminium 7075 Ø10.5xØ9mm je place un insert en alu 2017 taraudé M6 collé et riveté, un embout en "U" en alu 2017 de l'autre coté. L'embout est élargi pour augmenté le débattement angulaire de la rotule du guignol avec 2 rondelles chanfreinées de 2mm.
biellette_aileron_eclate.jpg

Je doit ajuster le trou de passage dans le longeronnet arrière pour que le guignol arrive en butée.
guignol_bute_embout_tire.jpg guignol_bute_embout.jpg guignol_bute_embout_gp.jpg 

Cela se passe bien avec un embout de section 17x15mm.
guignol_bute_embout_ext.jpg guignol_bute_embout_ext_gp.jpg

On termine par une petite séance d'anodisation :
anodisation_embout_commande_aileron.jpg

vendredi 22 juillet 2016

Vérification du débattement angulaire de la timonerie

Lorsque que l'on pousse et tire sur le manche le tube de commande des ailerons subit une rotation. Quel débattement angulaire doit-on considérer ? Et bien avec un smartphone et une petite application de mesure on y arrive très facilement :
manche_0_bute.jpg mancje_85_bute.jpg

Cela donne 85° soit bien plus que peut assumer une rotule. Les embouts dessinés pour la commande de profondeur ne sont pas adaptés car ils n'offrent pas le débattement angulaire complet. Si on regarde la cinématique de la commande d'aileron on passe par trois rotules : celle du guignol d'aileron, celle du réglage en bout de tube et celle du bas de manche. On devrait s'en sortir en cumulant ces 3 débattements. Pour cela je fais des embouts avec un espacement de 4 mm supplémentaires pour insérer des rondelles chanfreinées (Ø10xØ6x2mm), on voit bien que l'on obtient ainsi le débattement maximal :
embouts_bagues.jpg bague_monte_rotule.jpg bagues_montees_insert_rotule.jpg

Tant que j'y suis j'usine le guide tube de commande qui prend place sur la nervure d'emplanture et les 3 inserts de fixation. Je découpe le tube carbone pour avoir seulement 2 cm de dépassement lorsque la commande est en butée.
guide_tube_aileron.jpg palier_tube_paileron.jpg commande_tube_repere_coupe.jpg

Je "scotche" temporairement les embouts pour les maintenir en place et de butée à butée, avec le bas de manche, j'obtiens 96° bien suffisants pour assumer les 85° nécessaires.
rotule_tube_scotch.jpg tube_0_bute.jpg tube_96_bute.jpg

samedi 16 juillet 2016

Essais ailerons

Tout d'abord il faut positionner les ailerons et les volets précisément. Pour cela je fais des cales de 55mm pour les espacer correctement par rapport au longeronnet arrière. Comme il y a une dégressivité du CP, j'ajoute en agrafant des bouts de CP de 1.6 sur les cales là où c'est nécessaire.
cales_55mm.jpg cales_55mm_place.jpg

Je commence par la fixation de l'aileron et de la penture puis j'ajuste les bords (volets et aileron) en découpant le surplus de peau bien perpendiculairement au longeronnet arrière en fonction de la position des pentures fixées provisoirement.

La biellette de commande de l'aileron est à ajuster sur place. Je commence par percer le passage de la biellette puis d'écarter la rotule de commande sur la nervure de l'aileron pour laisser le passage de la penture : cela correspond à 9-10mm soit 2 écrous M6. Cette entretoise improvisée vient en butée sur la penture ce qui me permet de régler la longueur de la biellette avec le guignol en butée lui aussi.
essai_bielette_aileron.jpg

Je fais un repère de mesure en fixant une réglette qui me donne le point "zéro" de référence en lisse. Je soulève l'aile de son chantier pour faire débattre l'aileron.
reglette_mesure_aileron_souleve.jpg reglette_mesure_aileron_souleve.jpg

Je mesure 14.5cm en position haute (aileron+guignol en butée) et 14cm en position basse (guignol en butée). D'axe de rotule de guignol à l'axe de la rotule d'aileron je trouve une longueur de 208mm (201mm sur les plans). Sur les photos le sens est inversé vu que l'aile est à l'envers.
essai_aileron_haut_14cm.jpg essai_aileron_bas_14cm.jpg

Le débattement maximal est centré et offre la possibilité d'avoir ceux demandés dans les plans soit pour l'arrière de l'aileron de 9.5cm vers le haut et 5.5cm vers le bas.

jeudi 8 mai 2014

Volets : nouveaux écrou/tige

Je viens de recevoir la tige trapézoïdale et l'écrou qui va avec de chez HPC.
Un petit peu d'usinage pour transformer l'écrou :
ecrou_hpc.jpg volets_comparaison_ecrou.jpg
Le pas est de 2mm plutôt que 1.5mm, le filet est bien plus résistant comme on peut le voir par comparaison avec la tige standard :
volets_comparaison_ecrou_a.jpg volets_comparaison_tige.jpg volets_nouvel_ecrou.jpg


Total TTC : 53 €
Cumul outil : 904 €
Cumul des dépenses : 8450€

vendredi 2 mai 2014

Commande de volets : essais sur place

Je n'ai pas détaché le potentiomètre des autres cartes. J'ai coincé le PCB entre 2 vis sur un tasseau de bois. D'un coté un élastique maintenu sur C5 par une pince, relié à un fil en Dacron (prétendu et ciré, produit issu de l'archerie) qui est enroulé autour de la poulie solidaire du tube de commande des volets. Voici une petite vidéo de ce que cela donne :

commande_volet_avi.jpg
Vidéo MPEG4 taille 24Mo : cliquez pour télécharger.

Cela fonctionne bien. On pourrait réduire l'hystérésis mécanique avec un potentiomètre plus long mais je n'en vois pas l'utilité.
L'implantation finale se ferra avec la console qui recevra les touches.
Le programme est presque fini. Il reste à surveiller les surintensités et les mouvements du potentiomètre en fonction du courant (cas du décrochage du fils par exemple ou de l'usure de l'écrou). Voici le code dans sont état actuel commande_volet_2_5_2014.asm histoire de se faire une idée du truc ;-)

mercredi 16 avril 2014

Commande de volet et tests CEM

Bon là, pour ce qui suit, on est dans le domaine des professionnels de l’électronique. Ce qui ne doit pas vous rebuter car vous verrez comment on peut déceler et corriger des problèmes invisibles pour l’amateur.
Derrière cet acronyme CEM (Compatibilité Electro Magnétique) on trouve un tas de procédures normées qui permettent de vérifier qu’un circuit électrique résiste à certaines perturbations. On vérifie aussi que ce circuit n’en émet pas. Pour cela j’utilise les installations de l’IRSEEM à Saint Etienne du Rouvray au Technopole de Rouen (76) dans l’enceinte de l’école d’ingénieurs ESIGELEC.
IRSEEM_chambre_grande_porte.jpg IRSEEM_chambre_porte.jpg IRSEEM_mur_ferrite.jpg
Les grandes pointes bleues sont des absorbeurs d'ondes, les ferrites qui tapissent les murs font barrage aux ondes externes et celles émises dans cette enceinte.

Notez la puissance des amplificateurs 80Mhz à 1 Ghz 550 Watts pour l’un et 0.8 à 4.2 Ghz 200 Watts pour l’autre soit tout ce qu'il faut pour faire cuire un poulet ... à plus de 3mètres. Le plateau tournant de la salle est assez grand pour y faire tenir un véhicule.
IRESEEM_ampli_80Mhz-1Ghz_550W.jpg IRESEEM_mesurel.jpg IRESEEM_ampli_0.8-4.2ghz_200W.jpg

Premier test l’émissivité sur le câble (norme EN55022 / 55011). On regarde la puissance émisse sur une bande de fréquence allant de 150khz à 30 Mhz. Le but est d’être en dessous du gabarit. Pour cela on place le circuit dans son état le plus perturbant : moteur en marche à 99% pour avoir un hachage du courant (riche en harmonique).
Notez que l’on sort du gabarit lors du premier passage : ce n’est pas bon… Hop, on ajoute un condensateur de 4700µf/25V sur les fils d’alimentation et on est dans les normes !
volet_CEI61000-4-3_b.jpg volet_EN55022.gif volet_EN55022_capa_4700u.gif


Pour la susceptibilité il est important d’identifier qu’elles fonctions du circuit peuvent être critiques. Par exemple dans notre cas : la valeur lue de la position (potentiomètre), la valeur lue de la pression et la commande du moteur. Pour le moteur il est critique de voir si il à tourner inopinément, en plaçant un repère sur son axe on le verra tout de suite. La difficulté pour les valeurs analogiques, c’est que les instruments de mesure sont eux aussi soumis aux perturbations. Difficile de savoir si les erreurs sont dues à la carte ou aux mesures… Pour la position du potentiomètre comme pour la pression il est intéressant d’avoir leur image sur une sortie PWM car cette information tout ou rien peut être facilement véhiculée à l'externe de la chambre par le biais d’une fibre optique insensible à ces perturbations. C'est ce que fait le boîtier blanc à droite de la dernière photo, la petite sphère qui ressemble à une mini mine sous-marine est l'antenne de mesure du champ électrique pour l'asservissement de puissance. La carte est orienté pour recevoir un maximum de champ électrique (cas défavorable).
volet_CEI61000-4-6_b.jpg volet_CEI61000-4-6_a.jpg volet_CEI61000-4-3_a.jpg volet_CEI61000-4-3_c.jpg

Pas de problème constatés pour le potentiomètre et la commande du moteur que se soit au niveau des perturbations injectées sur le câble (norme CEI61000-4-6 les 2 premières photos ci-dessus) ou celles envoyées par onde radio (CEI61000-4-3). MAIS pour la valeur de la pression c’est une CATASTROPHE !
J’ai choisi un modèle de capteur de pression avec amplificateur intégré (même famille que celui du Megasquirt) car cela évite d’avoir de « longues » interconnexions entre les parties à faible niveau électrique et leur amplificateur. Malheureusement son amplificateur « accroche » (il démodule le 1Khz et la sortie oscille de 0 à 5V) le 20 Mhz et ses multiples (40, 60, 80, 100Mhz, etc.) principalement par son alimentation.
Bon, je suis méchant car les niveaux de perturbations sont ceux du milieu industriel soit 10Vrms modulé AM 80% à 1kHz pour la plage 150 khz à 80Mhz pour l’accès par les fils et 10V/m avec la même modulation de 80Mhz à 2Ghz pour l’accès par antenne radio (pour le résidentiel c’est 3V…). Personnellement à 3V/m je commence à avoir mal au crâne !
IRSEEM_pupitre.jpg volet_CEI61000-4-6_PBa.jpg

Après avoir retravaillé le filtrage local du 5V avec un montage C-L-C je parviens à contenir les variations. Sans ces tests il est impossible de voir ce phénomène. Le montage aurait été sensible aux parasites que l’on trouve sur le 12V d’un moteur d'avion, surtout si celui-ci est à injection car le pilotage des injecteurs génère énormément de parasites tout comme la commande de l’allumage.

D'autres tests simulent le couplage que l'on peut avoir en faisant cohabiter en parallèle deux câbles (norme CEI61000-4-4 avec pince d'injection +/-2kV 5KHz 5ms 3Hz), l'impact de la foudre sur le réseau électrique ou les décharges électrostatique (CEI61000-4-2). Bref, tout un tas de tortures ciblées pour garantir un produit électronique de qualité.

dimanche 13 avril 2014

Précision sur le PWM

Vu les questions que l'on me pose sur le PWM et les yeux qu'on me lance quand j'essaye d'y répondre une petite vidéo explicative s'impose :
commande_pwm.jpg
(10 Mo, WMV (Windows Mediaplayer), HD 1280x720 pixels : télécharger )

vendredi 11 avril 2014

Mesure de pression dynamique

J'avais un capteur de pression de 250kPa pas assez sensible. J'ai du le remplacer par un modèle d'une sensibilité de 1V/kPA le MPXV5004DP .
En effet la pression dynamique en Pascal (Pa) en fonction de la vitesse en km/h s'évalue à P= V²/21.6 soit 167Pa@60km/h, 667Pa@120km/h (ou pour changer d'unité 0.00167bar@60km/h et 0.00667bar@120km/h).
pcb_commande_press_a.jpg pcb_commande_press_b.jpg

Rien ne vaut un petit essai pratique pour confirmer la théorie :
antenne_vw_a.jpg antenne_vw_b.jpg antenne_vw_c.jpg

Très instructif cet essai. D'une part on retrouve des valeurs qui s'approchent de la théorie mais le plus intéressant c'est l'influence de la position de l'antenne, le bruit généré par les vibrations des tuyaux souples, les variations de valeurs quand on croise un véhicule sur la route ou que l'on se fait dépasser ou que l'on dépasse ! L'influence de l'humidité de l'air qui par temps de brume fait entrer de l'eau dans les tuyaux, etc.
Vu les pressions en jeux c'est très sensible tout cela. Une amélioration sera de prendre des tuyaux rigides, bien bridés voir isolés des vibrations de la carrosserie. Faire un filtre/piège_à_eau (petit bocal avec une mousse à cellule ouverte). Pour le programme, augmenter l'intégration de la vitesse pour faire un filtrage plus conséquent.

Cela souligne aussi qu'il faut particulièrement soigner la chaine anémométrique de l'avion, autant pour l'altimètre que pour le badin. Je comprends mieux pourquoi dans certains appareils ces instruments n'ont pas une bonne stabilité.

lundi 7 avril 2014

Commande des volets : notice de fonctionnement.

Ce projet a pour but de commander les mouvements des volets de l'aile de l'avion à l'aide de ma carte "commande_volet.PCB".

Le cœur de ce système est un microcontrôleur.
Il est informé de la vitesse de l'avion grâce à un capteur de pression différentiel relié à une antenne de Prandtl. Il est informé de la position des volets à l'aide d'un potentiomètre linéaire. Il est informé de ce qu'il doit faire grâce à 9 touches : 6 touches "mémoire", une touche UP(monte), une DOWN(descend) et une SET(règle).

Il pilote le moteur électrique continu 12V grâce à un circuit de puissance MOS (pont en H). Ce circuit de puissance permet d’alimenter le moteur en +12V ou en -12V pour inverser le sens de rotation. Il est assez rapide pour permettre au microcontrôleur de régler la puissance délivrée au moteur. Cela en découpant son alimentation à l’aide d’un modulateur de largeur d’impulsion à fréquence fixe dit PWM (Pulse Wide Modulator). Il en va de même pour la puissance de freinage car ce circuit à la possibilité de court-circuiter le moteur avec le même type de modulation pour contrer l'effet "dynamo" lié à l'inertie mécanique.

Le microcontrôleur sort sur le connecteur IC15 une information PWM fonction de la position du volet. Cela pour y mettre un voltmètre de 0 à 5V où la tension sera le reflet de la position. La liaison étant purement numérique, elle n’est pas susceptible à la plupart des parasites ou à la longueur/résistance des fils.

Il gère sur IC7 une interface série pour des options avancées comme le déport du panneau de commande, l’indication de vitesse, de la position des volets, des alarmes.

Comment on l’utilise ? Le but est de faire simple vu de l’utilisateur :
Les touches UP et DOWN servent à monter ou à descendre les volets tant que l’on appuie dessus. Simple non ?

Bon faisons évoluer la fonction :
Bien sûr au niveau mécanique on prévoit des butées haute et basse. De plus si vous avez conservé le limiteur de couple du moto réducteur c’est une sécurité supplémentaire. Mais tout cela n’est pas très agréable pour le moteur qui a besoin de butées électriques comme vous les feriez avec des interrupteurs de fin de course.
Là c’est le potentiomètre qui donnera la valeur de ces positions extrêmes. Pour les mémoriser procédez comme suit.
Réglage de la butée haute :
  1. a l'aide de la touche UP remontez les volets jusqu'au maximum mécanique.
  2. appuyez sur la touche SET au moins 1s (mais pas plus de 4 secondes) puis relâcher là,
  3. appuyez sur la touche UP : la butée haute est mémorisée.
  4. Si vous mettez plus de 16s pour appuyer sur UP la fonction est annulée
Réglage de la butée basse :
  1. à l'aide de la touche down abaissez les volets jusqu'au maximum mécanique.
  2. appuyez sur la touche SET au moins 1s (mais pas plus de 4 secondes) puis relâcher là.
  3. appuyez sur la touche DOWN : la butée basse est mémorisée.
  4. Si vous mettez plus de 16s pour appuyer sur DOWN la fonction est annulée.
Avec la même méthode on peut mémoriser 6 positions différentes (par exemple -4°, 0°, 10°, 15°, 30° ; FULL) et leur attribuer une des touches de S1 à S6.

Mémorisation d'une position sur une touche Sx (de S1 à S6) :
  1. à l'aide des touches UP et DOWN positionnez les volets,
  2. appuyez sur la touche SET au moins 1s (mais pas plus de 4 secondes) puis relâcher là,
  3. appuyez sur la touche Sx : la position est mémorisée
  4. Si vous mettez plus de 16s pour appuyer sur Sx la fonction est annulée.
Pour placer les volets sur une des positions mémorisées, il suffit d’appuyer sur le bouton correspondant. Si aucune position n’avait été mémorisé rien ne se passera.

Facile non ?

Sécurité :
Les volets peuvent êtres sortis dés lors que l’on est en dessous d’une certaine vitesse. Il arrive même que ces vitesses maxima diminuent pour des grandes ouvertures de volets. Comme le système connaît la vitesse de l’air, on peut attribuer une vitesse maximum pour chaque position de volets.

Mémorisation des vitesses maximum pour une position :
  1. réglez la chaîne anémométrique pour afficher la vitesse voulue,
  2. appuyez sur la touche SET au moins 4s (mais pas plus de 8 secondes) puis relâcher là.
  3. appuyez sur la touche Sx : la vitesse est mémorisée pour la position Sx.
La sortie des volets est interdite si la vitesse est supérieure à celle mémorisée. Si aucune vitesse n'est renseignée le système ne fait rien.

Pour le Gazaile il y a même une position spéciale « positon négative » attribué sur la première touche (S1) pour les grandes vitesses ! Là la sécurité s’inverse : la sortie se fait que si on vole plus vite que celle mémorisée.

Rentrée automatique et vitesse à ne jamais dépasser avec les volets sortis :
Il parait que certains pilotes (pas nous hein !) se sont aperçus sur le tard, sûrement en se demandant pourquoi l’avion se traîne, que les volets étaient sortis. Cette fonction est pour eux. Dés lors qu’une vitesse maximum VMAX est programmée, si elle est dépassée pendant plus de 30s, les volets se placent en position S2 (0°) si elle est programmée.

Programmation de la vitesse VMAX à ne pas dépasser :
  1. réglez la chaîne anémométrique pour afficher la vitesse voulue,
  2. appuyez sur la touche SET entre 4s (mais pas plus de 8 secondes) puis relâcher là.
  3. appuyer sur la touche UP.
Cette vitesse VMAX sert aussi de vitesse par défaut si il n’y a pas de vitesse programmée sur S3 à S6.
Si rien n’est programmé en S2 ou si les volets étaient au dessus de S2 rien ne se passe.

En cas de mauvaise utilisation il est possible d’effacer toutes les mémoires et de commander les volets uniquement avec UP et DOWN.

Effacement des mémoires :
a) appuyer sur SET plus de 8s.

Voila ! Vous savez tout sur le fonctionnement de ma commande électronique de volets.

lundi 24 mars 2014

PCB arrivés

Je viens de recevoir les circuits imprimés de Singapour. Un peu moins de 4 semaines de délai principalement lié au transport. Surprise j'ai 10 circuits pour le prix de 5 (soit $4.5 le PCB). Je câble en commençant par l'alimentation : quel nul ! J'ai inversé entré/sortie du régulateur. Ce n'est pas bien grave il suffit de retourner le SO8. Le plus difficile c'est de bien doser l'étain des pads thermiques du driver MOS, il ne faut pas qu'il soit bancale et il doit il y en avoir suffisamment pour la conduction. Le boîtier QFN du microcontrôleur ne me pose pas de problème, j'en ai déjà brasé quelques uns et il y a une astuce : pré-étamer les pads, en braser un pour maintenir le boîtier et faire voyager une bille d'étain le long de la rangée et tout se place bien par "capillarité".
commande_pcb_a.jpg commande_pcb_b.jpg commande_pcb_c.jpg
Près pour la fin et le débug du programme.

samedi 15 mars 2014

Filtrage

Un moteur à courant continu (ou tout autres appareils à fort tension/courant comme les strobes, transpondeur, etc) crée de nombreux parasites en tension/courant. Ces parasites sont transmis aux autres appareils directement par les fils d'alimentation et aussi par rayonnements électromagnétiques. Ils est important de réduire leurs effets. Les éléments de filtrage doivent être placés au plus prés du moteur. Si possible, il faut éloigner ces fils qui transportent un fort courant des autres appareils ou autres câbles.
Quelques mesures de bruit sur le moteur DC. La première image montrent en détail la mise sous tension du moteur sans filtrage à différentes échelles de tension et de temps. La deuxième le courant mesuré aux bornes d'une résistance de 0.11ohms :
bruit_tension_motoreducteur.gif courant_motoreducteur.gif
J'ai réglé l'oscilloscope numérique avec une rémanence infinie pour mieux voir le niveau de bruit (C'était quand même plus parlant avec un vieil oscilloscope analogique...). Dans la mesure du courant on voit bien les variations liées au changement de bobinages du rotor. On voit aussi un pic de courant à 50A au démarrage alors qu'il n'est que de 3.6A une fois le régime établi.
Dans l'image suivante on voit l'évolution du filtrage en fonction des composants que l'on ajoute, j'ai volontairement laisser les mêmes calibres de mesure :
bruit_tension_filtrage_motoreducteur.gif

J'ai fait des essais avec le montage des tores d'origine de la visseuse, puis une seule : ces montages n'apportent pas grand chose en filtrage :
filtre_a_tore_e.jpg filtre_a_tore_d.jpg

Dans une alimentation de PC on trouve tout un tas de filtre et de ferrite torique :
alim_pc.jpg differente_tore.jpg

L’intérêt de ces filtres est de réduire les fronts de courant, le problème c'est que les fils des bobinages sont trop résistifs et limitent le courant plus de part leur résistance que par leur inductance. C'est le cas des montages suivants :
differente_tore.jpg filtre_primaire_alim_pc.jpg filtre_a_tore_a.jpg filtre_a_tore_b.jpg

Avec ce filtre à tore (ferrite récupérée dans l'alimentation de PC et fils de forte section) on obtient de bons résultats mais il est encombrant :
filtre_a_tore_c.jpg


PS : mes PCB sont toujours sur la route, la prochaine fois je ne prendrai pas "Singapour Post" mais Fedex ou DHL.

dimanche 2 mars 2014

Volets : programmation

En attendant les circuits imprimés je fais le programme de la commande électronique ci-dessous...

dimanche 23 février 2014

Volets : commandes électronique

Je profite d'une petite grippe pour cogiter une commande électronique des volets.
Pourquoi électronique plutôt qu'électrique ?
Les commandes électriques se font par le biais d'interrupteurs, de fin de courses, voir des relais ... bref des composants électromécaniques lourds avec des risques de panne pas négligeables. Entre autre la limitation en courant est inexistante et pour faire des systèmes d'indexation à positions multiples ça se complique.

Avec une électronique on peut avoir la position angulaire de l'arbre de commande des volets assez simplement avec un potentiomètre à glissière. Mon tube fait Ø30mm, pour un déplacement angulaire de 100° on a une course de Ø30mm x PI x 100° / 360° = 26 mm. Je choisis le modèle PTA3043-2010CIB103 de chez Bourns, c'est un potentiomètre de 30mm de course, 10 kohms linéaire. A monter comme cela :
volets_commande_implantation.gif
La corde à piano fera ressort pour maintenir tendu la courroie (ou fils) d'entrainement.

Pour piloter le moteur avec des transistors il faut faire un pont en H pour alimenter le moteur tantôt en positif ou tantôt en négatif pour le faire tourner dans un sens ou dans l'autre. Il faut des transistors qui tiennent au moins 10 A. Il est judicieux de surveiller leur température et le courant qui y circule. Pas la peine de se fatiguer les neurones car il existe des composants "tout fait" qui le font très bien. J'ai choisi le VNH2SP30TR-E de ST qui supporte 30A et 41 Volts ! Il a des fonctions supplémentaires : modulation de la vitesse, gestion des surtensions, protection thermique, mesure de courant, freinage tout cela dans un seul boîtier avec la technologie MOSFET. Seule la protection contre l'inversion de la polarité est à faire avec un transistor externe, j'ai choisi un MOSFET canal N NTD5804NT4G (69A / 40 Volts).

Pour piloter ces composants un microcontrôleur est tout à fait adapté, j'ai des Microchip Pic16F1827 en boîtier QFN dans mes tiroirs. Ils sont capables de mesurer des tensions, de communiquer avec leur interface série (USART) et possèdent suffisamment d'entrées/sorties.

La cerise sur la gâteau c'est qu'en utilisant un capteur de pression différentielle MPX4250DP raccordé à la sonde Pitot, on a l'information "vitesse" qui nous permettra d'autoriser la sortie des volets que dans les bonnes plages de vitesses.

Pour l'interface "homme-machine" il faut de quoi indexer au minimum les volets à -4° (grandes vitesses), 0°, 10° et 15° (décollage), 30° (atterrissage), 40° (plein volets). 2 boutons : montée, descente et un autre pour déclencher le réglage. Soit 9 boutons, je choisis des poussoirs tactiles à plat ou à 90° (double implantation) de la série KSA ou KSL. Agencés en matrice à diode cela ne demande que 3 ports d'entrée/sortie pour connaitre l'état des 9 boutons.

Le schéma devient :
volets_schema.gif

Son implantation fait 9.8cm x 6.2cm :
pcb_installation.gif
Le dossier de fabrication complet est là :commande_volet.zip. J'ai détouré la carte de façon à ce que le clavier et le potentiomètre soient détachables pour être déportés à l'aide de connecteurs XH. Je vais essayer les services d'une société de fabrication de PCB basée à Singapour : http://pcb.hqew.net/ à priori pour $45 je peux avoir 5 circuits en 3 semaines.

J'ai prévu un port de communication série pour déporter sur 3 fils des fonctionnalités d'IHM "avancées". J'ai un connecteur relié à une fonction PWM du microcontrôleur qui peut par exemple piloter un voltmètre à aiguille qui serait le reflet de la position des volets.

Je ferai le programme quand j'aurai les circuits. Le fonctionnement serait de placer à l'aide des touches "Up" et "Down" le volet à la position -4°, d'appuyer sur la touche "Set" puis la touche "-4°" pour mémoriser la position. Ainsi de suite pour les autres touches.
Pour les limitations de vitesse, mettre la colonne d'eau qui est le reflet de la vitesse sur la sonde Pitot (dans la doc "\\TABLEAU DE BORD console\calibration badin" ) appuyer plus de 3 secondes sur "Set" puis sur la touche de la position. On peut comme cela avoir une limite de vitesse différente pour chaque cran de volet... On peut imaginer de rentrer automatiquement les volets dés que la vitesse est dépassée depuis plus d'un certain temps (pour éviter de rentrer les volets sur des rafales). Bref avec la programmation on fait ce que l'on veut !

vendredi 14 février 2014

Butées à aiguilles

Suite aux essais des palonniers je trouvais qu'il y avait trop de frottement. Je viens de recevoir une butée à aiguilles SKF AXK 4060 (Ø60xØ40x3mm ~4€) que je monte entre la tête de fourche et un guide de jambe spécialement tourné pour la recevoir.
axk4060_a.jpg axk4060_b.jpg

Le fonctionnement est beaucoup plus doux qu’auparavant : lien direct de la vidéo 1.88Mo .

dimanche 2 février 2014

Volets : commande électrique

Mon premier moto-réducteur d'occasion est trop lourd et bien trop puissant. J'ai acheté une visseuse NEUVE avec accu Ni-Cd 12 volts et chargeur pour 12€ chez Brico Dépot à Rouen ! Comment font-ils pour vendre ce matériel si peu cher ? Il n'y a pas de vitesse, les premiers pignons sont en plastique et le réglage du limiteur de couple est noyé dans la coque. Elle a un couple max de 10 Nm contre 30Nm pour la première :
visseuse_12E_a.jpg visseuse_12E_b.jpg

J'ai fait pratiquement comme dans la doc de Frédéric Montforte dans la liasse. J'ai ajouté deux vis de blocage pour le roulement (Ø22xØ8x7 un 608-2RSH de mon stock de pièces "VTT") de la tige filetée. J'ai réduit le bout de la tige au Ø8 pour le roulement mais je l'ai filetée M8 pour la visser dans la broche de sortie du moto-réducteur que j'ai réduite et taraudée. J'ai fait un cadre en Acétal pour bloquer le réducteur et faire une cale de réglage pour le limiteur de couple que j'ai gardé. L'ancien moto-réducteur avait des ergots en plastique qui entraient dans la coque, pour pouvoir le maintenir il fallait arrondir les flancs : pas cool ...
visseuse_12E_c.jpg visseuse_12E_d.jpg visseuse_12E_e.jpg

J'avais plié les flancs pour le premier moto-réducteur mais je ne trouvais pas cela judicieux pour la fixation. Je garde les tôles droites, épaisseur 2mm, mais je fais un "Y" pour la fixation qui bride le recul du bloc.
visseuse_12E_f.jpg

J'arrive a un poids de 670 gr avec une sortie de tige filetée de 230 mm, l'attache du cadre en PI, les vis et le limiteur de couple en fonction. C'est quand même mieux que les 850 gr que j'avais eu avec l'autre moto-réducteur.
Pour faire les essais j'utilise des élastiques pour mettre les bielles en charge à 70-80 Kg (35-40 kg de chaque coté). Il faut ~16 secondes pour parcourir les 160 mm qui permettent de faire une rotation de 90° aux bielles. Avec un moteur de 9V sur du 12V ce serait plus rapide...
visseuse_12E_i.jpg visseuse_12E_g.jpg visseuse_12E_h.jpg

Edit : J'ai fait des essais de charges et de coincement : j'ai placé une cale en bois entre le moto-réducteur et la bielle centrale (pour simuler un blocage). Cela déclenche le limiteur de couple et c'est assez violent. L'arrière du moteur glisse et des frictions apparaissent, pour remédier à cela j'ajoute un cadre (Acetal, épaisseur 6mm) à l'arrière du montage. Une petite vidéo (4.9Mo) de ce que ça donne.
visseuse_12E_j.jpg
Pour ce type d'application on devrait utiliser une vis à billes et la douille qui va bien mais à moins d'en récupérer une le coût est prohibitif : ~250€ (genre NSK RMA0601C7S-160) ... c'est aussi ce qui explique le coût élevé des vérins électriques.
On peut sans doute améliorer la tenue dans le temps de manière plus économique avec une tige à pas trapézoïdale (ou filet carré). Il existe des écrous en bronze que l'ont peut retailler ( cher HPC par exemple ).

Total TTC : 12 €
Cumul outil : 904 €
Cumul des dépenses : 8397€

samedi 25 janvier 2014

Volets : Récupération d'un motoréducteur.

Pour faire la commande électrique façon Frédéric Montforte je trouve facilement une perceuse 9,6 Volts d'occasion sur Leboncoin (souvent les batteries sont HS). Elle a un couple max de 30Nm.
On ouvre la bestiole, le bloc moteur se retire facilement. Pour retirer le mandrin (qui sent les dimensions impériales genre : filetage pas 1.27 Ø12.7) il faut retirer la vis Ø6mm pas de 1 mm mais inverse et le dévisser.
metabo_a.jpg metabo_b.jpg metabo_c.jpg

Je ne récupère pas la bague de réglage du limiteur de couple mais je me demande si je garde cette fonction. Le ressort + écrou plastique + bague font 35 gr ce n'est pas trop gênant...
metabo_d.jpg metabo_e.jpg

Le tout se démonte facilement, il y a 3 étages de réduction planétaire dont un débrayable. Le bloc complet pèse 582 gr c'est plus lourd que les mini-perceuses d'entrée de gamme.
metabo_f.jpg

La photo de gauche montre l'étage de réduction débrayable, celle de droite le limiteur de couple.
metabo_g.jpg metabo_h.jpg

L'axe de sortie est monté sur palier et roulement à billes.
metabo_i.jpg

Je nettoie au gasoil et graisse le tout. Sous 12Volts continus je mesure un courant de 7 ampères en charge ! Peut-être une raison de garder le limiteur de couple : limiter le courant dans la commande... On verra bien.

vendredi 24 janvier 2014

EH : effort artificiel

J'avais imaginé de remplacer les efforts artificiels à élastiques par un vérin pneumatique ... Il parait que c'est interdit sur la commande de profondeur par les "normes" de construction (risque de blocage et donc de mort) ainsi que tout système amortisseur à chemise/piston. La solution à élastiques en anneau ne me plait pas pour autant (risque de casse brutale). D'un autre coté certaines machines ne peuvent pas se passer de contre poids d'équilibrage sur l’empennage horizontale avec des élastiques au niveau du guignol de renvoi. Je me dis que le cumul des jeux mécaniques, le flambage du tube de commande, la nature des élastiques, la rigidité/résonance du fuselage etc. ont une importance sur le phénomène. Comme je n'ai pas prévu de mettre un contre-poids, avant d'en ajouter un, j'explore une autre voie pour les efforts artificiels.
Je me retourne vers ma passion du VTT, en effet j'utilise depuis des années un tube de selle amortisseur Cane Creek Thudbuster LT qui comporte des cylindres d'élastomères piégés dans un parallélogramme.
 vttt.jpg cc_thud.jpg cc_thud_silent.jpg

Ce tube de selle comprenait 3 jeux d'élastomères de dureté différente en fonction de leur couleur. On peut les avoir au détail sur leur site. On peut aussi les couler soit même en silicone ou en polyuréthane (comme les silent-bloc du train).
Pour la suite les images parlent d'elles mêmes :
effort_demonte.jpg effort_vis.jpg effort_place_gauche.jpg effort_place_droit.jpg

J'ai placé les élastomères bleus (durs) en compression car il supportent en plus une partie du poids de l'EH. Les gris sont plus souples et permettent de s’écraser plus pour un même effort ce qui va bien avec la dissymétrie du déplacement de l'EH. Avec les écrous il est facile de régler la position de l'EH à -2° au repos et d'avoir une force de 2Kg au manche pour +/-2° de déplacement. Les vis ØM6 à tête fraisées sont affleurantes et prises dans le bloc de renfort en hêtre du fuselage. Le trou central de la "poutre" ajourée est de Ø10mm et la tige filetée Ø6mm est centrée par les élastomères (Ø25.4) eux mêmes guidés dans un lamage de la "poutre". Le position du point d'attache sur la bielle de commande a été estimé après plusieurs essais. Le tout pèse 260gr. Cela pourrait être encore allégé car il n'y a pas besoin d'épaisseur de 10 mm partout sur la poutre, la tige filetée est trop longue, le "U" de bielle n'est pas optimisé.

vendredi 17 janvier 2014

Volets : fin des paliers externes

Avec un mini perceuse équipée d'un disque abrasif je découpe les excédants de fibres en carbone. Celles collées sur C5 n'ont pas une limite bien nette, ce n'est pas grave tout cela est caché sous les sièges. Les paliers sont fixées fortement, plus besoin des paliers internes du coup avec leurs vis je récupère 130gr pour alléger mon montage assez lourd.
tube_palier_gauche_carbone.jpg tube_palier_droit_carbone_b.jpg tube_palier_droit_carbone_a.jpg

On voit bien que le tube alu n'est pas en contact avec le tube en fibre de verre. Je pourrai gagner quelques grammes en augmentant/fraisant son diamètre intérieur car il est sans doute trop épais surtout maintenant avec les surcouches en carbone.
tube_palier_carbone.jpg

dimanche 12 janvier 2014

Volets : pose des paliers externes

J'ai tourné 2 embouts dans du PVC :
- l'un pour entrainer en rotation le tube de commande avec une petite perceuse,
- l'autre pour recevoir une vis taillée / affutée pour découper l'alésage qui va recevoir les paliers.
Comme c'est dans du CP de 1.6mm, du polystyrène et quelques strates de fibre verre ça y va tout seul...
couteau_palier_a.jpg couteau_palier_b.jpg couteau_palier_c.jpg

Une fois démoulé et coupé en deux, je place les paliers externes en les alignant grâce aux paliers internes, au tube de commande et aux bielles. Je les colle au micro-ballon phénolique. Le lendemain ils sont figés assez solidement pour faire les strates de fixation.
collage_palier_externe.jpg palier_externe_demontable.jpg

Le palier est démontable. Il pourrait être plus mince bien que cela me poserait des problèmes de maintien pour l'usinage... Je récupère des chutes carbone que je divise en 2 tas pour la fixation des paliers externes. Il y a un peu de tout : sergé carbone 200gr/m², 300 gr/m² et bandelettes de bibias 400gr/m². Je ponce les lisses, CP et cadres puis je limite avec des cales et de l'adhésif ciré les zones de stratification. Je fais l'étanchéité avec de la Plastiline pour éviter que la résine se propage partout.
preparation_cabrone_palier.jpg preparation_strates_palier_externe.jpg stratification_palier_externe.jpg

Je fais plusieurs passes croisées de bandelettes de bibiais pour faire un gros congé entre le tube et le CP. Les extrémités des bandelettes vont jusqu'à sur les lisses. Je finis par le sergé. Prochaine étape le démoulage, découpe et ponçage.

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