Altimètre
MS5611 meilleur que BMP180, évolution du BMP085.
Accéléro/gyro
Le MPU6050 serait meilleur que le ADXL345 et ITG3205
Le MPU6050 serait aussi légèrement meilleur que le ST
Magnétomètre
Le AK8975 semble moins bon que le HMC5883L même si ce n'est pas évident sur le papier.
La carte de Drotek (entreprise française, entre Toulouse et Carcasonne) à 22, 90€ semble donc être la meilleure affaire.
Note
Le MPU-9150 est une combinaison 9DOF intégrant le MPU6050 et le AK8975
Le MPU 9250 est annoncé bien meilleur. Sortie au premier trimestre 2014.
Une petite page de pub pour le projet lab-rev, qui cherche à développer des solutions innovantes de manière ouverte pour la navigation (surtout à voile). Adrien, le pilier de l'équipe, est souvent à PlateformeC pour développer, par exemple, des nouvelles formes de taquets en plastique biosourcé (que je compte bien utiliser pour faire des réglages sur le kite).
Cette semaine avait lieu la clôture de la première édition de "eco innovation factory", un accompagnement par Atlanpôle d'entreprises innovantes dans le "green".
Parmi les entreprises, Ocean Swing m'intéressait particulièrement. Cette entreprise lancée par 3 centraliens paris, vise à industrialiser le SEAREV, le flotteur récupérant l'énergie des vagues de l'école centrale de Nantes. Ils ont pour cela obtenu une licence exclusive sur la propriété intellectuelle correspondante.
Un avantage de cette solution est la robustesse, permise par le système de pendule interne, qui permet que toutes les pièces mécaniques soient à l'intérieur, protégées des éléments. De plus, l'absence de butée (le pendule peut faire un tour complet) permet de limiter les chocs et la casse.
La robustesse est primordiale pour les équipements marins afin de limiter les opérations de maintenance en mer qui sont à ce jour très couteuses.
On peut citer les malheurs du projet CETO, dont le prototype houlomoteur a été installé à la Réunion quelques jours avantle passage du cyclone qui l'a détruit.
Un tel flotteur serait parfaitement complémentaire d'une solution éolienne faisant appel à des cerfs-volants. Une idée nouvelle serait que le cerf-volant puisse servir à faire entrer le flotteur en résonance (factorisant ainsi le système de récupération d'énergie).
Protocoder permet de faire du prototypage rapide sous android. Il suffit d'installer une application sur le téléphone. L'application va lancer un serveur sur le téléphone, qui va permettre de se connecter depuis un pc dans un environnement de développement. Quelques lignes de javascript permettent alors d'accéder aux capteurs du téléphone, de réaliser une interface avec des boutons, la caméra, etc.
J'ai essayé de voir s'il était possible de récupérer également les informations d'une carte arduino branchée au téléphone android. Cela semble possible avec une carte ioio, mais je n'ai pas trouvé d'exemples avec une carte arduino.
Aujourd'hui j'ai remis en place le prototype à PlateformeC.
J'ai également pu avancer, en fixant les deux treuils qui manquaient pour compléter la partie actionneur.
J'ai pu rebrancher et tester les moteurs qui n'avaient pas tourné depuis décembre.
Il a fallu (comme sur le premier prototype) rajouter des butées mécaniques. L'"erreur" (omission) a été répétée, mais l'expérience a permis que la (une) solution soit apportée tout de suite.
De même, le bout glisse sur le nouveau treuil en bois. Un tour de duck tape devrait régler le problème.
Un regret : pour des raisons d'encombrement, je n'ai pas installé d'élastique permettant de "manger" le bout en cas de mou (pour empêcher qu'il ne s'emmêle). Un bricolage reste possible, mais pour le prochain prototype, il faudra prévoir plus de place, et intégrer parfaitement cette fonctionnalité.
Photos à venir Capteurs de barre
J'ai également pu travailler un peu sur le capteur du bordé choqué. J'ai ainsi coincé les graduations entre deux règles en plastiques transparents, pour permettre que cela coulisse mieux, sans buter sur les graduations.
J'ai également installé des chutes de plaque d'isolant (utilisée pour le sol de PlateformeC) pour commencer à faire un support pour la règle.
Le potentiomètre mesurant l'angle de barre pourrait également se mettre sur le coulisseau. Une autre solution est d'avoir la règle d'un côté, le coulisseau de l'autre. Un problème dans les 2 cas est le fait que l'on est décalé par rapport à l'axe de rotation de la barre. Lorsque la barre tourne, il y a donc un décalage vers le haut (erreur dans la mesure du bordé-choqué, mais qui peut être corrigée) et sur le côté. Le décalage sur le côté est plus gênant, et va peut-être demander l'ajout d'un coulisseau perpendiculaire à la règle. Capteur d'effort
J'ai réfléchi au capteur d'effort, et allongé le cahier des charges
Montage possible sur une ligne dont les extrémités ne sont pas accessibles
Montage possible sur une ligne déjà en tension.
J'ai fait une première version sur une planche en carton en utilisant un taquet.
Le problème principal était l'encombrement dans le plan perpendiculaire au fil. J'ai ensuite réfléchi sur un système avec un boulon pour le réglage du rapport continu de démultiplication et l'installation sur une ligne déjà en tension.
Le kite pourrait-il avoir des applications inattendues? Aider à tirer un tracteur? Produire de l'électricité dans un champ?
La réponse sera peut-être dans la nouvelle saison du kiteur est dans le pré.
Jean-Pierre, autre adhérent à Ping, m'a parlé d'un article parlant de cerf-volant pour tracter un bateau dans voiles-et-voiliers n°516
J'ai acheté le magazine pour en savoir plus.
L'aile serait un développement autorégulé d'Yves PARLIER.
Pas plus d'information sur http://www.debordnaval.com/ ou sur le site de François LUCAS (avec par contre un projet de cargo à voile, le SEAFRET 35).
Mais peu d'information supplémentaire dans le magazine papier.
mais pas plus d'informations récentes que je peux rendre publique sur le sujet. Les réactions sont cependant intéressantes pour une future communication.
Dave Culp est un nom qui revient régulièrement dans le monde du cerf-volant, et notamment du kiteboat.
Je le connaissais notamment pour KiteShip qui a fabriqué des cerfs-volants rappellant les spis pour les navires de plaisance et visant les navires de commerce.
Voilà, la règle électronique est terminée.
A partir des exemples pour des encodeurs rotatifs (voir précédent message), j'ai abouti à un code qui donne des résultats satisfaisants.
Le secret est d'utiliser les interruptions. Celles-ci permettent d'interrompre le programme principal lors d'un évènement externe. Les interruptions dites "external" sont limitées à deux pins. Pour le projet, il me fallait deux voies pour faire fonctionner l'encodeur en quadrature (afin de connaitre le sens du mouvement), ainsi que d'une voie pour une référence absolue.
J'ai du coup utilisé le programme proposé par J. Carter sur le site Arduino, mais en ajoutant une interruption logicielle (grâce à la bibliothèque pinchangeint) pour rajouter une remise à zéro avec la référence absolue.
J'ai assez facilement réussi à pouvoir compter les graduations, mais il y avait des erreurs lorsque le chariot se déplaçait rapidement. J'ai utilisé arduoscillo pour pouvoir vérifier les signaux.
Le compteur (bleu) s'incrémente (ou se décrémente) sur les fronts montants ou descendants de la voie en rouge. L'autre voie (en vert) permet de savoir s'il faut incrémenter ou décrémenter le compteur
Ceci a permis de se rendre compte que des fronts n'étaient pas comptés, alors qu'ils étaient bien visibles au niveau des courbes. Le problème semblait venir d'un seuil dans le programme qui sert au "debouncing" (sur certains capteurs les signaux oscillent lors des transitions, et différentes techniques logicielles permettent de s'affranchir de ceci, mais au prix d'une perte sur la vitesse maximale de mouvement). En simplifiant, j'ai passé le seuil de temporisation de 10 à 1 ms. Les résultats semblent depuis satisfaisants. Le code est disponible ici
Résultats satisfaisants
Pour ceux qui voudraient se lancer dans la fabrication d'une telle règle numérique, un autre nom commun est encodeur linéaire. Une autre bonne solution semble être la récupération dans une vieille imprimante.
Hier, j'ai pu câbler et valider les signaux de la règle électronique.
J'ai également commencé à réfléchir au programme. Je me suis d'abord renseigné sur les codeurs optiques classiques. Une difficulté est de ne pas rater la détection d'un front (montant ou descendant). Cela n'est peut-être pas très risqué vu la faible résolution retenue et les vitesses cibles.
A l'issue de la dernière session de travail sur la règle électronique, j'ai pu voir que l'impression d'encre sur un transparent n'est pas opaque aux infrarouges.
J'ai testé en remettant une couche de marqueur à la main, mais cela n'était pas suffisant non plus. Le blanco est par contre une bonne solution DIY avec peu de moyen. Mais ça ne fait pas très pro...
Test avec du blanco
La découpe laser étant temporairement en panne, j'ai essayé de faire les graduations de la règle électronique grâce à la découpe vinyle.
Découpe laser
J'avais essayé en passant par un fichier svg généré par kokopelli, mais sans succès (problème lors du chargement du fichier). J'ai du coup ressayé en passant par le format png.
Un problème d'échelle, à demander de faire un redimensionnement dans la suite "Fab". Mais lors du redimensionnement, certains bords semblent avoir été perdus. J'ai du coup rajouté une marge autour de la pièce dans kokopelli (paramètre cad.border passé de 0 à 0.05, soit 5% de la taille de la pièce).
La découpe c'est cette fois mieux passée, mais toujours avec un problème lié à une marge (comme sur une imprimante classique). Peu importe, j'ai pu finir au cutter.
Un petite difficulté a été que certains petits morceaux à éliminer ont été pris avec le transparent. J'ai alors compris pourquoi il y a une pince à épiler sur la découpe vinyle...
Certains rectangles noirs sont restés sur le support. Les autres, peut-être moins bien découpés, se sont décollés avec l'autocollant.
La pince "à épiler"
Le résultat est vraiment bien. Cela rappelle un peu les pellicules vidéos d'antan.
La règle et le coulisseau
L'autocollant est bien opaque, et la détection des graduations par les fourches infrarouges fonctionne parfaitement.
Test avec une fourche et arduoscillo
L'autocollant frotte un peu, et il faudra à terme le prendre en sandwich entre deux plastiques transparents pour que le chariot coulisse parfaitement.
Au niveau de la connectique, les fourches infrarouges peuvent être directement branchées sur des connecteurs femelles pour barrette à picots.
Connecteur femelle directement sur les pattes des fourches
Reste à finir le câblage, le circuit (quelques résistances) et à faire le programme (avec arduino pour commencer).
J'étais à l'Ecole Centrale de Nantes, hier pour travailler sur le simulateur avec les élèves.
La proposition est de d'abord commencer par traiter le cas d'un kite tirant un chariot, l'énergie étant récupérée en freinant le chariot.
Le cas extrème, sans frein et avec des longueurs de ligne nulles est le char à voile.
L'idée est de lister les hypothèses, de les multiplier jusqu'à obtenir un modèle très simple, l'implémenter, puis de modifier le modèle en retirant les hypothèses (et en gardant les cas simples comme cas de validation).
Aujourd'hui, mardi, c'est openatelier à plateformeC.
J'avais commencé à travailler un peu sur un slider (coulisseau, chariot?) à imprimer en 3D.
Le slider doit coulisser sur une règle et servir de support à des fourches infrarouges mesurant des graduations sur la règle.
Règle avec graduation
Première étape reprendre la géométrie d'une fourche infrarouge.
J'ai pour cela utilisé directement la documentation technique des fourches achetées chez E44 électronique.
Modélisation de la fourche
Le support est ensuite obtenu en prenant le négatif de la pièce.
Une difficulté était de pouvoir mettre deux fourches face à face. J'ai triché un peu pour pouvoir ajouter un peu de jeu. Le prototype dira si c'est suffisant.
Le STL peut-être exporté avec kokopelli (10px/mm). La géométrie est vérifiée avec MeshLab. La génération du gcode à partir du stl est faite avec slic3r. La pièce devant être imprimée à PlateformeC qui dispose de reprap asimov, j'ai utilisé les fichiers de config disponible sur fablabo.
Modélisation du support et génération du gcode avec Slic3r
J'ai pu vérifier le gcode avec pronterface. Premier problème, la pièce n'était pas dans le bon sens. J'ai donc fait une rotation dans kokopelli pour faciliter l'impression. Et là, aie ! Les premières couches au lieu d'être régulières sont trouées, par des sortes de triangles.
Suspectant un problème d'arrondi avec la rotation, j'ai modifié le code en inversant les axes, pour éviter de faire une rotation à la fin.
Cela n'a pas réglé le problème.
Du coup, Philippe m'a filé un coup de main pour refaire la pièce avec openscad.
Cela a permis de faire une première version. Malgré quelques petites erreurs dans le positionnement des trous pour les pattes de l'optocoupleur, cela a permis de valider le concept.
Première version
Une deuxième version encore plus fine (1mm d'épaisseur partout) a été réalisée en ajoutant un peu de jeu et en permettant de monter deux optocoupleurs côte à côte de chaque côté (pour travailler en quadrature et détecter le sens du mouvement).
Deuxième version sous openscad
Deuxième version
Le jeu supplémentaire (0.5mm) a permis de monter les optocoupleurs plus facilement (ils sont même un peu lâches). Les trous pour les pattes étaient parfois mal imprimés et ont demandé une petite retouche.
La pièce est très légère, mais suffisamment solide. Il manque par contre encore un peu de jeu pour faire coulisser la "règle".
Après avoir refait le circuit électrique, j'ai pu tester l'ensemble. Les fourches IR ne sont pas capables de voir la différence entre les parties imprimées et non imprimées de la règle.
Il faudra donc prévoir une découpe d'autocollant vinyle comme envisagé auparavant, ou faire un pochoir avec la découpe laser.
Python a été choisi comme langage de prototypage pour ce projet.
Plusieurs personnes suivant le projet connaissaient mal python et ont apprécié la syntaxe et la puissance du langage grâce aux nombreuses bibliothèques.
Pour les scientifiques, il faut connaître quelques bibliothèques en plus :
Numpy : calcul matriciel
Scipy : fonctions scientifiques avancées
Matplotib (ou pylab) : graphiques pour la visualisation des données
Pour les habitués de matlab, Spyder permet une transition en douceur.
Dans le projet, je fais appel à quelques bibliothèques particulières :
simplecv : traitement d'images ou de vidéos
h5py : gestion du format hdf5
kokopelli : géométrie de pièce 2D ou 3D
tornado : serveur web python asynchrone (supportant les websockets)
Vendredi, j'étais à la formation processing pour l'impression 3D organisée à Stélérolux. La formation était donnée par le Belge Jan Vantomme http://vormplus.be
Après quelques généralités sur l'impression 3D et une démo (sur une foldarap), nous avons étudié l'utilisation de la bibliothèque Hemesh de Processing. Ce fut d'ailleurs pour moi l'occasion de découvrir Processing qui peut-être décrit comme un environnement de développement libre basé sur java Hemesh est un outil de maillage assez puissant. A partir de quelques primitives (cube, sphère, dodécahédron, etc), on peut appliquer différentes opérations pour obtenir des formes intéressantes. Voici quelques outils qui ont été cités ou utilisés :
netfabb
meshlab
slicr
replicatorG
Dodécahédron aux angles lissés. Les deux petites fenêtres correspondent à processing, la fenêtre en arrière plan à meshlab.
Ayant des difficultés à installer les autres outils proposés, j'ai installé Slic3r pour générer le Gcode à partir du STL. J'ai pour cela trouvé les réglages correspondant à la foldarap http://wiki.labomedia.org/index.php/FoldaRap#Slic3r
Cependant nous avons eu des problèmes d'extrusion avec la foldarap et je n'ai pas pu imprimer la pièce.
Mercredi, j'ai pu finaliser (?) le support pour fixer le téléphone mobile (servant de capteur de position du kite) sur les lignes.
Voici la plaque après la découpe (il manque quelques chutes)
Le cadre et les barrettes avec les boulons et les papillons
Le support, la housse étanche et le téléphone mobile
Le support monté sur les lignes du kite (sur le banc d'essai à PlateformeC). Les petits bouts oranges assurent la fixation (pour l'instant grâce à des cabestans, mais on peut imaginer un système de taquets ou de pinces sur les lignes, pour un montage simplifié).
Le projet de règle électronique dont j'avais déjà parlé début janvier avance.
La solution retenue se base sur des fourches (ou barrières, ou optocoupleurs) infrarouges qui détectent des gradations d'opacité/transparence sur une règle. Les fourches retenues coûtent 1,5 euros pièce. Avec 2 fourches il est possible de détecter les fronts montants et descendants et ainsi de connaître la direction du mouvement. Une troisième fourche permet d'avoir une référence absolue.
Les premiers essais ont été réalisés avec un mètre percé régulièrement à la perceuse (merci Frédéric).
L'idée a ensuite été d'utiliser une règle en plastique souple et transparente, sur laquelle serait collé un autocollant. Une telle règle peut-se fabriquer avec la découpe laser à partir d'une plaque de plastique transparent.
Au final, il semble plus facile d'imprimer sur un transparent, puis de coller ce transparent.
Pour cela, une pièce a été réalisée avec kokopelli. L'export au format png (1pixel/mm) permet d'obtenir un fichier directement imprimable.
La première version ressemblait à ceci :
Première version avec une "encoche" pour la référence absolue
Une difficulté était alors d'automatiser l'opération permettant de trouver la référence. Comment savoir à l'initialisation de quel côté aller pour atteindre l'encoche?
La solution finalement retenue est ci-dessous :
Si le capteur sur le côté supérieur de la règle est dans le noir, il faut aller vers la droite, sinon, aller vers la gauche.
La prochaine étape va être de réaliser la pièce coulissant sur la règle et supportant les fourches infrarouges.
Schéma montrant les dimensions des fourches infrarouges
