Germain Belz et Armand Torre (innov'kiteboat) ont diffusé les premières vidéos des essais sur l'eau des dernières Birdkites, les ailes de traction autostables qu'ils testent, développent, et fabriquent de A à Z (Germain allant jusqu'à transformer sa chambre en découpe laser géante!).
Un énorme travail entamé par Armand qui représente une partie phare du projet de traversée de l'Atlantique de Germain
Sur une vidéo l'aile est utilisée sur un habitable pré-existant, et peut-être utilisée en complément des voiles une fois lancée.
Cette vidéo permet de se rendre compte à quel point l'aile est stable, même lorsqu'elle est plus proche de l'eau.
Sur l'autre vidéo, Armand teste l'aile sur un kiteboat basé sur une coque de catamaran.
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vendredi 27 juin 2014
mercredi 25 juin 2014
IMU
Pour rappel, une IMU est une centrale inertielle, c'est à dire un capteur composé d'un accéléromètre et d'un gyroscope et de capacités de calcul pour déterminer son orientation (éventuellement sa position).
L'objectif est ici de monter ce composant directement sur ou à proximité du cerf-volant, pour avoir une image de la position et de l'orientation du cerf-volant.
Si l'on fixe le capteur directement sur le cerf-volant, la mesure dépendra du border-choquer et du différentiel de longueur entre les arrières.
Si l'on fixe le capteur sur une ligne seulement, l'information de rotation autour de l'axe des lignes ne sera pas mesurable.
La bonne solution serait donc de fixer le capteur sur un support reliant les deux arrières
Je cherche à utiliser le magnétomètre pour avoir l’azimut des lignes du kite, l'accéléromètre pour retrouver l'orientation par rapport à l'axe des lignes, ainsi que l'élévation.
Le gyroscope permet d'avoir une mesure qui n'est pas (moins) perturbées par les accélérations qui sont importantes au niveau du cerf-volant.
Une communication radio est ensuite nécessaire pour renvoyer les résultats vers la station au sol. Une carte arduino nano sert d'interface entre les deux, le tout alimenté par une batterie dans un premier temps, peut-être par une micro-éolienne ensuite.
Je n'abandonne pas l'idée du téléphone portable et de la caméra, entre les lignes avant, au niveau du sol, mais cela permettra en tout cas de faire une comparaison des différentes solutions (coût, précision, latence).
J'ai repris le travail de Lucas sur l'IMU Drotek.
Il m'a tout d'abord fallu installer toute une série de bibliothèque et les installer, ce que je ne détaillerai pas ici.
http://www.pjrc.com/teensy/td_libs_MsTimer2.html
http://www.airspayce.com/mikem/arduino/VirtualWire/ version 1.27
http://www.i2cdevlib.com/usage
Cette dernière bibliothèque contient des exemples pour tester la communication avec le protocole I2C avec les composants de l'IMU.
Parmi les exemples, un ne fonctionnait pas (gy_521_send_serial), mais le MPU6050_DMP6 qui fait un peu de fusion de données renvoyait des valeurs variables.
J'ai ainsi pu vérifier la réception de données depuis le MPU6050 (accéléromètre et gyroscope), ainsi que des capteurs donnant la température et la pression (de laquelle peut-être calculée la pression).
Un exemple (avec Processing) permet de visualiser la qualité des mouvements mesurés par l'IMU. Mais cet exemple ne fonctionnait pas très bien. J'ai trouvé une version améliorée
http://www.geekmomprojects.com/mpu-6050-dmp-data-from-i2cdevlib/
On constate que la communication ne se passe pas très bien lorsque le "baud rate" est maximum, ni quand on le diminue (erreur "FIFO overflow" qui se traduit pas des discontinuités dans les mouvements).
Il ne semble pas y avoir de solutions à ce problème.
En ce qui concerne le capteur de pression, la pression semble biaisée (très faible), ce qui a pour effet de donner après calcul une hauteur de près de 9000m... Mais cela n'est pas forcément gênant s'il s'agit seulement d'un problème de calibration.
Deux difficultés restaient à résoudre :
Pour la liaison radio, je disposais d'une paire émetteur récepteur.
La bibliothèque VirtualWire avait permis à Lucas de faire quelques tests au baudrate spécifié (4800bps, voire 9600bps).
https://www.pjrc.com/teensy/td_libs_VirtualWire.html
Malheureusement comme expliqué précédemment la communication à cette vitesse n'est pas possible, car c'est trop lent.
A suivre
L'objectif est ici de monter ce composant directement sur ou à proximité du cerf-volant, pour avoir une image de la position et de l'orientation du cerf-volant.
Si l'on fixe le capteur directement sur le cerf-volant, la mesure dépendra du border-choquer et du différentiel de longueur entre les arrières.
Si l'on fixe le capteur sur une ligne seulement, l'information de rotation autour de l'axe des lignes ne sera pas mesurable.
La bonne solution serait donc de fixer le capteur sur un support reliant les deux arrières
Je cherche à utiliser le magnétomètre pour avoir l’azimut des lignes du kite, l'accéléromètre pour retrouver l'orientation par rapport à l'axe des lignes, ainsi que l'élévation.
Le gyroscope permet d'avoir une mesure qui n'est pas (moins) perturbées par les accélérations qui sont importantes au niveau du cerf-volant.
Une communication radio est ensuite nécessaire pour renvoyer les résultats vers la station au sol. Une carte arduino nano sert d'interface entre les deux, le tout alimenté par une batterie dans un premier temps, peut-être par une micro-éolienne ensuite.
Je n'abandonne pas l'idée du téléphone portable et de la caméra, entre les lignes avant, au niveau du sol, mais cela permettra en tout cas de faire une comparaison des différentes solutions (coût, précision, latence).
J'ai repris le travail de Lucas sur l'IMU Drotek.
 |
| Arduino Nano et IMU 10dof Drotek. Notez la connexion pour les interruptions, non détaillée sur le site de Drotek. |
Il m'a tout d'abord fallu installer toute une série de bibliothèque et les installer, ce que je ne détaillerai pas ici.
http://www.pjrc.com/teensy/td_libs_MsTimer2.html
http://www.airspayce.com/mikem/arduino/VirtualWire/ version 1.27
http://www.i2cdevlib.com/usage
Cette dernière bibliothèque contient des exemples pour tester la communication avec le protocole I2C avec les composants de l'IMU.
Parmi les exemples, un ne fonctionnait pas (gy_521_send_serial), mais le MPU6050_DMP6 qui fait un peu de fusion de données renvoyait des valeurs variables.
J'ai ainsi pu vérifier la réception de données depuis le MPU6050 (accéléromètre et gyroscope), ainsi que des capteurs donnant la température et la pression (de laquelle peut-être calculée la pression).
Un exemple (avec Processing) permet de visualiser la qualité des mouvements mesurés par l'IMU. Mais cet exemple ne fonctionnait pas très bien. J'ai trouvé une version améliorée
http://www.geekmomprojects.com/mpu-6050-dmp-data-from-i2cdevlib/
On constate que la communication ne se passe pas très bien lorsque le "baud rate" est maximum, ni quand on le diminue (erreur "FIFO overflow" qui se traduit pas des discontinuités dans les mouvements).
Il ne semble pas y avoir de solutions à ce problème.
En ce qui concerne le capteur de pression, la pression semble biaisée (très faible), ce qui a pour effet de donner après calcul une hauteur de près de 9000m... Mais cela n'est pas forcément gênant s'il s'agit seulement d'un problème de calibration.
Deux difficultés restaient à résoudre :
- réussir à lire les données du magnétomètre qui n'était pas directement relié à l'arduino.
- envoyer les données vers le sol en liaison radio
Pour la liaison radio, je disposais d'une paire émetteur récepteur.
La bibliothèque VirtualWire avait permis à Lucas de faire quelques tests au baudrate spécifié (4800bps, voire 9600bps).
https://www.pjrc.com/teensy/td_libs_VirtualWire.html
Malheureusement comme expliqué précédemment la communication à cette vitesse n'est pas possible, car c'est trop lent.
A suivre
lundi 23 juin 2014
Offre d'emploi : TwingTec
Twingtec, la startup suisse recherche un ingénieur en automatique.
Leur solution se base sur ardupilots d'après DIno que j'avais rencontré à l'AWEC2013 à Berlin
Mavlink
Je m'intéresse en ce moment à Mavlink. Il s'agit d'un protocole de communication développé spécialement pour les drones aériens par l'ETH de Zurich et sous licence LGPL.
Mavlink semble être devenu le standard dans le domaine, et serait un protocole à maîtriser, pour éventuellement un jour remplacer le protocole NMEA (avec trames "propriétaires) qui est pour l'instant utilisé sur le projet robokite.
Minesto dans le courant de Floride
Minesto, et ses cerfs-plongeants s'intéresse au courant de Floride
http://www.theengineer.co.uk/energy-and-environment/news/gulf-stream-tidal-energy-to-be-studied/1018803.article#ixzz35UpkIAv0
En prime, voici une petite vidéo d'une aile monopeau (sans boudin) décollant de l'eau sans difficultés
(liens trouvés sur le forum airbornewindenergy)
http://www.theengineer.co.uk/energy-and-environment/news/gulf-stream-tidal-energy-to-be-studied/1018803.article#ixzz35UpkIAv0
En prime, voici une petite vidéo d'une aile monopeau (sans boudin) décollant de l'eau sans difficultés
(liens trouvés sur le forum airbornewindenergy)
dimanche 22 juin 2014
samedi 21 juin 2014
Enerkite est dans le vent
Après un passage à la télévision française, le projet enerkite est maintenant bien placé dans les recherches googles sur le sujet du pilotage automatique des kites.
J'ai notamment trouvé un très bon article sur la partie française de Faulhaber group, qui fabrique les moteurs servant à tendre le câble (car les gros treuils ne sont pas assez rapides). Pour moi tout cela est mal pensé, mais l'article présente également les avantages de l'éolien volant de manière générale.
http://www.faulhaber.com/sprache3/n860555/n.html
J'ai notamment trouvé un très bon article sur la partie française de Faulhaber group, qui fabrique les moteurs servant à tendre le câble (car les gros treuils ne sont pas assez rapides). Pour moi tout cela est mal pensé, mais l'article présente également les avantages de l'éolien volant de manière générale.
http://www.faulhaber.com/sprache3/n860555/n.html
mercredi 18 juin 2014
La clé de voute de Gurval
Gurval Lego, du projet Dared, avait parlé de sa nouvelle barre de kite inspirée de la cage Darlet dans un commentaire sur un post sur la cage Darlet.
Après le teaser au mois de Janvier , les premières photos au mois d'Avril, la vidéo est arrivée au mois de Mai.
Il faut avouer que cela paraît assez révolutionnaire! Et simple (beau?).
Et ce l'est. Si le système de barre rappelle en fait un simple T, utilisé par des cerfs-volistes (comme la croix d'attelle sur une marionnette), je ne l'avais jamais vu sur des grands cerfs-volants avec l'avant fixé sur un point fixe.
Cela fonctionne bien avec une "barre" raccourcie et des lignes assez courtes, et le pilotage semble plus aisé à une main
Cela m'amène à me poser quelques questions.
Cela amène-t-il de la stabilité?
Quel est le phénomène physique assurant le pilotage (un ou plusieurs)?
Y-a-t-il une différence fondamentale avec une barre classique?
Que se passe-t-il si l'on lâche la barre?
Cela présente-t-il un intérêt pour faciliter l'automatisation?
Quelles évolutions peut-on imaginer?
Après le teaser au mois de Janvier , les premières photos au mois d'Avril, la vidéo est arrivée au mois de Mai.
Il faut avouer que cela paraît assez révolutionnaire! Et simple (beau?).
Et ce l'est. Si le système de barre rappelle en fait un simple T, utilisé par des cerfs-volistes (comme la croix d'attelle sur une marionnette), je ne l'avais jamais vu sur des grands cerfs-volants avec l'avant fixé sur un point fixe.
Cela fonctionne bien avec une "barre" raccourcie et des lignes assez courtes, et le pilotage semble plus aisé à une main
Cela m'amène à me poser quelques questions.
Cela amène-t-il de la stabilité?
Quel est le phénomène physique assurant le pilotage (un ou plusieurs)?
Y-a-t-il une différence fondamentale avec une barre classique?
Que se passe-t-il si l'on lâche la barre?
Cela présente-t-il un intérêt pour faciliter l'automatisation?
Quelles évolutions peut-on imaginer?
Article sur les projets "Navire du futur" dans la Tribune
On y apprend notamment la commercialisation par Beyond The Sea pour la fin de l'année de cerfs-volants destinés aux navires de 5m à 10m. Je suppose qu'il s'agit de cerfs-volants auto-stables.
http://www.latribune.fr/entreprises-finance/services/transport-logistique/20140618trib000835716/la-deferlante-des-nouveaux-navires-ecolo.html
http://www.latribune.fr/entreprises-finance/services/transport-logistique/20140618trib000835716/la-deferlante-des-nouveaux-navires-ecolo.html
mardi 17 juin 2014
Offres d'emplois TU Delft et Karlsruhe University of Applied Sciences
5 postes viennent d'être ouverts aux Pays-Bas et en Allemagne pour travailler sur un système de production d'énergie électrique avec des ailes captives (traduction de tethered wing?), le projet "Kite Power 2.0", dans le prolongement du projet de l'université de Delft
D'après Roland Schmehl, "the goal of this one-year project is to demonstrate 24 hours of continuous operation of a pumping kite power system"
http://www.kitepower.eu/newsev
D'après Roland Schmehl, "the goal of this one-year project is to demonstrate 24 hours of continuous operation of a pumping kite power system"
http://www.kitepower.eu/newsev
lundi 16 juin 2014
Fin du projet d'option Océan ECN
Voici le rapport du projet sur la simulation d'un système de récupération de l'énergie des ailes de "kite" sur lequel ont travaillé Vincent ARNAL, Quentin RENAUD et Charles SPRAUL, dans le cadre de leur dernière année à l'Ecole Centrale de Nantes (ECN).
Le rapport présente d'abord le domaine encore peu connu de l'énergie éolienne aérienne (Airborne Wind Energy), puis décrit le modèle et les résultats de simulation.
Le code est disponible sur github https://github.com/baptistelabat/kiteEnergySimulator
La première étape de modélisation a été de modéliser les efforts sur une aile de kite en utilisant un modèle simplifié basé sur une connaissance des coefficients de portance et de traînée.
En faisant l'hypothèse que le kite est stable en lacet (il tourne pour se mettre face au vent comme une girouette), l'orientation de l'aile est définie par deux angles.
Si l'on considère ces deux angles fixés, on peut déterminer les efforts sur le kite et sa position d'équilibre.
Une optimisation permet de trouver ainsi l'orientation de l'aile permettant de maximiser la puissance de traction, en tenant également compte de l'augmentation de la vitesse du vent au fur et à mesure que l'on s'éloigne du sol.
Cette optimisation peut-être effectuée pour différents angles de vent par rapport à un rail infini sur lequel roulerait un charriot.
Les résultats ont ensuite été appliqués à un ensemble de charriots roulant sur un rail circulaire en considérant que l'équilibre était atteint sur chaque portion du cercle. Cela n'est en fait valable que si la longueur des lignes est petite devant le rayon du cercle.
L'outil est maintenant prêt pour recevoir des données d'entrée issues de mesures ou de simulations plus précises.
Merci à Pierre-Emmanuel GUILLERM et Lionel GENTAZ, enseignants de l'option Océan, d'avoir retenu et supporté ce sujet.
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| Baptiste LABAT (encadrant), Charles SPRAUL, Quentin RENAUD et Vincent ARNAL devant les bâtiments du Laboratoire de Mécanique des Fluides de l'ECN. Mains dans les poches, le pilote automatique fera le reste... |
Le rapport présente d'abord le domaine encore peu connu de l'énergie éolienne aérienne (Airborne Wind Energy), puis décrit le modèle et les résultats de simulation.
Le code est disponible sur github https://github.com/baptistelabat/kiteEnergySimulator
La première étape de modélisation a été de modéliser les efforts sur une aile de kite en utilisant un modèle simplifié basé sur une connaissance des coefficients de portance et de traînée.
En faisant l'hypothèse que le kite est stable en lacet (il tourne pour se mettre face au vent comme une girouette), l'orientation de l'aile est définie par deux angles.
Si l'on considère ces deux angles fixés, on peut déterminer les efforts sur le kite et sa position d'équilibre.
Une optimisation permet de trouver ainsi l'orientation de l'aile permettant de maximiser la puissance de traction, en tenant également compte de l'augmentation de la vitesse du vent au fur et à mesure que l'on s'éloigne du sol.
Cette optimisation peut-être effectuée pour différents angles de vent par rapport à un rail infini sur lequel roulerait un charriot.
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| Résultats de l'optimisation |
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| Visualisation de la trajectoire du kite par rapport au rail circulaire |
Merci à Pierre-Emmanuel GUILLERM et Lionel GENTAZ, enseignants de l'option Océan, d'avoir retenu et supporté ce sujet.
dimanche 15 juin 2014
UPS
Le prototype robokite fait actuellement appel à un raspberry pi pour recevoir des ordres d'un joystick USB, et pour évoluer vers bien d'autres fonctionnalités.
La carte sabertooth utilisée pour commander les moteurs a une sortie en 5V qui permettrait d'alimenter le raspberry. (à partir de la batterie générale 12V).
Cependant, lorsqu'il y a un problème, je coupe l'alimentation de cette carte pour couper les moteurs, du coup cela couperait aussi l'alimentation du raspberry, avec des risques de corruption de la carte SD, et du temps perdu à attendre que le raspberry redémarre.
Je m'intéresse donc à un système permettant d'avoir une batterie tampon sur le raspberry. Je pense qu'un petit montage avec deux diodes doit être suffisant.
J'ai cependant regardé ce qui se faisait.
J'ai trouvé un projet sur kickstarter assez intéressant. Il propose un UPS gérant les différentes difficultés évoquées.
Peut-être pour plus tard.
La carte sabertooth utilisée pour commander les moteurs a une sortie en 5V qui permettrait d'alimenter le raspberry. (à partir de la batterie générale 12V).
Cependant, lorsqu'il y a un problème, je coupe l'alimentation de cette carte pour couper les moteurs, du coup cela couperait aussi l'alimentation du raspberry, avec des risques de corruption de la carte SD, et du temps perdu à attendre que le raspberry redémarre.
Je m'intéresse donc à un système permettant d'avoir une batterie tampon sur le raspberry. Je pense qu'un petit montage avec deux diodes doit être suffisant.
J'ai cependant regardé ce qui se faisait.
J'ai trouvé un projet sur kickstarter assez intéressant. Il propose un UPS gérant les différentes difficultés évoquées.
Peut-être pour plus tard.
samedi 7 juin 2014
Yves Parlier, le pari de l'immense cerf-volant
Un article sur Yves Parlier et le projet "Beyond The Sea" est paru dans l'édition papier de la Dépêche du Bassin n°939 du 22 au 28 mai 2014, en page 4
On y apprend la surface des ailes imaginées pour le futur (1600m2) ainsi que le montant d'une aide du conseil régional (284 000 euros), et quelques détails sur le montage du dossier auprès de l'ADEME (7 entreprises, 15M€ financés au tiers).
Merci Grand-mère pour l'article !
Et voici également une interview sur France Inter http://www.francebleu.fr/infos/navigation/des-cerf-volants-pour-tracter-les-bateaux-cargos-1574767
On y apprend la surface des ailes imaginées pour le futur (1600m2) ainsi que le montant d'une aide du conseil régional (284 000 euros), et quelques détails sur le montage du dossier auprès de l'ADEME (7 entreprises, 15M€ financés au tiers).
Merci Grand-mère pour l'article !
Et voici également une interview sur France Inter http://www.francebleu.fr/infos/navigation/des-cerf-volants-pour-tracter-les-bateaux-cargos-1574767
vendredi 6 juin 2014
Festival D
Samedi et dimanche dernier j'ai donc présenté le projet robokite au Lieu Unique à l'occasion de Festival D, organisé par l'association Ping qui gère notamment le fablab nantais PlateformeC.
Vous avez été nombreux (3000 personnes dans le WE) à venir découvrir le projet et la quarantaine d'autres projets sélectionnés.
Je remercie certains qui ont longuement discuté avec moi pour le grand intérêt qu'ils ont montré pour le projet.
Voici quelques un des compliments, parfois surprenants, formulés par les visiteurs :
"Génial"
"Simple et génial"
"Ah, ça c'est gonflé"
"C'est beau"
Au niveau technique, j'ai pu améliorer la robustesse de la communication entre le raspberry et l'arduino qui bloquait parfois.
Un kiter des premiers temps m'a aussi expliqué comment utiliser correctement le "wichard release", qui ne larguait pas toujours très bien. Un des problème est que le crochet métallique s'élargit vers son extrémité, ce qui peut faire qu'un fil l'entourant peur rester coincé. L'autre difficulté vient de la "dent" qui sert au verrouillage de la boucle.
La solution serait d'utiliser des anneaux rigides, suffisamment épais.
Parmi les autres projets présentés, j'ai particulièrement apprécié le projet de boules de jonglages Interfaces. Des capteurs dans les boules permettent de changer la couleur des boules grâce aux LEDs à l'intérieur. Les boules peuvent également être contrôlées avec une liaison sans fil (carte XBee).
J'ai également été intéressé par le projet de scanner 3D, pyscan3D. Le code est en python et est probablement mieux structuré que le code de robokite. J'aimerais m'en inspirer dès qu'il est disponible.
Vous avez été nombreux (3000 personnes dans le WE) à venir découvrir le projet et la quarantaine d'autres projets sélectionnés.
Je remercie certains qui ont longuement discuté avec moi pour le grand intérêt qu'ils ont montré pour le projet.
Voici quelques un des compliments, parfois surprenants, formulés par les visiteurs :
"Génial"
"Simple et génial"
"Ah, ça c'est gonflé"
"C'est beau"
Au niveau technique, j'ai pu améliorer la robustesse de la communication entre le raspberry et l'arduino qui bloquait parfois.
Un kiter des premiers temps m'a aussi expliqué comment utiliser correctement le "wichard release", qui ne larguait pas toujours très bien. Un des problème est que le crochet métallique s'élargit vers son extrémité, ce qui peut faire qu'un fil l'entourant peur rester coincé. L'autre difficulté vient de la "dent" qui sert au verrouillage de la boucle.
La solution serait d'utiliser des anneaux rigides, suffisamment épais.
Parmi les autres projets présentés, j'ai particulièrement apprécié le projet de boules de jonglages Interfaces. Des capteurs dans les boules permettent de changer la couleur des boules grâce aux LEDs à l'intérieur. Les boules peuvent également être contrôlées avec une liaison sans fil (carte XBee).
J'ai également été intéressé par le projet de scanner 3D, pyscan3D. Le code est en python et est probablement mieux structuré que le code de robokite. J'aimerais m'en inspirer dès qu'il est disponible.