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.

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