Yves Parlier qui était il y a quelques jours aux Pays-Bas pour la conférence de NRSail se lance ces jours-ci sur l'Atlantique pour convoyer le trimaran de Lalou Roucayrol jusqu'aux Canaries où il sera rematé. Et devinez quelle est la propulsion choisie...
L'aventure du développement des systèmes de pilote automatique de cerfs-volants : idées, technologies et applications.
dimanche 30 mars 2014
jeudi 27 mars 2014
Modifications sur la plateforme
(Les modifications présentées ci-dessous avaient été réalisées la semaine dernière avant les tests à St-Brévin)
Remplacement de l'axe en bois par un axe en métal
| Le bout de la mèche qui s'est usé jusqu'à casser |
| Ponçage de l'axe en le faisant tourner contre une feuille de papier à l'eau P320 pour réduire le diamètre et enfiler les roulements |
| Quelques coups de marteau pour mettre les roulements en position |
| Découpage de la mèche pour réaliser un méplat |
| Méplat (artisanal) |
| L'axe après montage sur le treuil (et câle) |
Boîte de dérivation
| Oups, petit problème avec la breadboard en essayant de la repositionner après l'avoir collé une première fois. |
| Arduino, Sabertooth et breadboard dans la boîte de dérivation (un poil petit pour ajouter le raspberry). Une plaque de 2mm sert de support (enfoncée dans le rail au fond de la boîte). |
| La boîte de dérivation montée |
Installation de joint étanche et démontable sur la boîte de dérivation
| Boîte de dérivation avec joint plastique enlevé. |
| Joint sur un goulot de bouteille plastique |
| Connexions démontables |
Sangle et balance
Aujourd'hui à PlateformeC, j'ai essayé d'imprimer des boucles de
réglages de sangle pour améliorer l'installation du capteur de barre (je
n'en ai pas trouvé dans les magasins de bricolage ou de couture). J'ai
utilisé un fichier trouvé sur thingiverse.
Malheureusement lors de ma première impression, la plaque support en
verre de l'imprimante 3D a complètement glissé. Cela était suffisant,
mais j'ai préféré relancer une impression. Le rendu n'était pas très
joli non plus, mais cela était suffisant.
J'ai également retravaillé sur le système de mesure de tension dans les lignes, en modifiant la partie mécanique. Pour cela j'ai d'abord défait l'assemblage que j'avais déjà constitué (à la glu), j'ai ensuite percé la jauge de contrainte une première fois, au bout de la jauge (trou de gauche sur la photo ci-dessous). Cependant le rivet en dessous empêchait de passer un boulon, même très fin. J'ai donc dû refaire un trou, décalé par rapport au rivet (trou de droite). J'ai ensuite monté la jauge de contrainte sur une équerre métallique (avec un boulon de 10x3mm, un écrou est des rondelles pour que le boulon ne dépasse pas de l'écrou.)
Voici le résultat (après amélioration du câblage, et redécoupage de la planche également).
J'ai également retravaillé sur le système de mesure de tension dans les lignes, en modifiant la partie mécanique. Pour cela j'ai d'abord défait l'assemblage que j'avais déjà constitué (à la glu), j'ai ensuite percé la jauge de contrainte une première fois, au bout de la jauge (trou de gauche sur la photo ci-dessous). Cependant le rivet en dessous empêchait de passer un boulon, même très fin. J'ai donc dû refaire un trou, décalé par rapport au rivet (trou de droite). J'ai ensuite monté la jauge de contrainte sur une équerre métallique (avec un boulon de 10x3mm, un écrou est des rondelles pour que le boulon ne dépasse pas de l'écrou.)
Voici le résultat (après amélioration du câblage, et redécoupage de la planche également).
Sujet master norvégien sur la propulsion maritime
Voici le rapport de Kristian Malde Gilje qui s'est intéressé à la propulsion de grands navires par cerfs-volants, en extrapolant notamment les données des ailes de Makani Power. Je n'ai pas encore eu le temps de le lire, donc tous les commentaires sont les bienvenus !
http://www.diva-portal.org/smash/get/diva2:646800/FULLTEXT01.pdf
http://www.diva-portal.org/smash/get/diva2:646800/FULLTEXT01.pdf
Veille vidéo
Voici une petite sélection de vidéo sur le sujet des kites automatiques, des kiteboats, ou des drones voiliers.
Une vidéo simple mais avec des schémas à la main rappelant les différents principes envisagés pour transformer l'énergie du vent en électricité avec un cerf-volant, puis l'utilisation d'une kinect pour un apprentissage par l'ordinateur du pilotage (demo du concept).
Une vidéo didactique également, de TU Delft
La dernière vidéo de TU Delft
La dernière vidéo de kiteboat project
Un projet de drone voilier
Saildrone - Autonomous circumnavigation of Farallon islands from Richard Jenkins on Vimeo.
Une vidéo simple mais avec des schémas à la main rappelant les différents principes envisagés pour transformer l'énergie du vent en électricité avec un cerf-volant, puis l'utilisation d'une kinect pour un apprentissage par l'ordinateur du pilotage (demo du concept).
Une vidéo didactique également, de TU Delft
La dernière vidéo de TU Delft
La dernière vidéo de kiteboat project
Un projet de drone voilier
Saildrone - Autonomous circumnavigation of Farallon islands from Richard Jenkins on Vimeo.
samedi 22 mars 2014
Test sur la plage
Hier les conditions parfaites pour des essais étaient réunies.
Température clémente, vend d'ouest d'une dizaine de nœud, ensoleillé.
Nous sommes donc parti avec Jean-Pierre, direction Saint-Brévin (merci à la famille Labat pour le prêt de la voiture).
Nous sommes allés au parking du Pointeau (club de voile).
Des chars à voile occupant une bonne partie de la plage, nous avons commencé à nous installer plus vers l'eau (avec la marée montante...). Nous nous sommes finalement décalés plus vers le sable sec après le départ des chars à voile.
L'installation à été un peu laborieuse car j'avais changé les lignes bâbord et tribord, Il fallait donc refaire un nombre de tours suffisant (je n'avais pas compté...) et replacer les butées mécaniques. Si cela est assez facile à faire sur le banc de test, c'est assez compliqué sur le sable lorsque les lignes ne sont pas tendues. Si les butées sont trop proches, on ne peut pas tirer à fond d'un côté. Si les butées sont trop éloignées, on risque de tirer de manière trop importante et de casser les capteurs, d'avoir du mou dans l'autre ligne.
Jean-Pierre s'est chargé d'enterrer un grand sac de course dans le sable, tout en passant une sangle autour. C'était un peu léger, mais j'avais oublié de prendre une pelle et on avait toujours la possibilité de se mettre sur la planche.
Nous avons d'abord testé l'électronique (avec le raspberry et pas d'ordinateur autre), cela fonctionnait.
Nous avons gonflé l'aile (6m2) et vérifié qu'aile volait bien. Au zénith elle était presque autostable, mais avait une tendance à décrocher un peu et à repartir en arrière dans la fenêtre, puis à redevenir puissante tout d'un coup.
L'électronique ne fonctionnait plus (était-ce la batterie utilisée pour le raspberry? Dur à dire car le voyant n'était plus visible dans la lumière du jour). J'ai donc finalement sorti le PC (j'avais pris une table pliante, pratique).
Le problème semblait venir de l'arduino, qui des fois se bloque pour une raison inconnue. Un rechargement du programme règle le problème.
Nous avons finalement lancé le cerf-volant avec l'ensemble connecté. Le réglage de la sangle sur la ligne centrale a permis de passer du contrôle manuel au contrôle joystick. Malheureusement, la butée sur la direction était trop proche et le cerf-volant est parti sur le bord de la fenêtre (à droite) alors que l'on tirait à fond vers la gauche. J'ai essayé de courir pour rattraper l'aile pour la poser et régler, mais elle a fini par repartir en arrière dans la fenêtre en arrivant proche du sol où il y avait moins de vent. J'ai raté l'aile et elle est repartie pleine fenêtre...
Elle est tombée une fois, est repartie, a arrachée son ancre, en entraînant la plate-forme (je n'avais pas encore eu le temps de revenir pour déclencher le largueur).
Heureusement, malgré les efforts important il n'y a pas eu de casse, sauf au niveau d'un "fusible" sur le câble du capteur de barre, ou le bout de scotch fusible a arraché l'un des 6 fils de connexions (les autres se déconnectant normalement).
Après rangement du matos, nous avons fait un petit débrief.
L'erreur de base est d'avoir refait les réglages sur la plage, dans un environnement difficile. Cependant les réglages étaient à mon avis assez proches de ceux testés à PlateformeC où je n'allais pas jusqu'à mettre la barre à 90°, ce qui semble pourtant nécessaire pour maîtriser le cerf-volant, mais difficile sur cette barre.
Un autre problème est que la ligne centrale n'était pas calée par rapport à la plate-forme, ce qui fait que ce réglage aurait de toute manière été susceptible de changer dans le transport.
Au niveau de notre réaction, je n'aurai pas dû partir vers l'aile, mais reprendre le contrôle en manuel et assurer (cela aurait dû être le premier test). Jean-Pierre ne connaissait en effet pas assez bien l'aile et le système pour reprendre le contrôle quand j'ai lâché le joystick. De manière plus générale, j'aurai dû refaire une présentation plus générale du système, de l'utilisation de la sangle, de l'utilisation du largueur, ... Mais nous étions un peu dans la précipitation avec notamment la contrainte de la mer qui montait et le temps perdu à refaire des réglages.
L'ancrage était suffisant pour un vol en bord de fenêtre, mais évidemment trop léger (même si il a bien tenu) pour un passage en pleine fenêtre.
Un autre problème de l'ancrage, est que le point d'ancrage de la planche était trop haut. La planche se retrouvait du coup un peu en l'air, ce qui n'était pas pratique pour se mettre dessus et de manière plus générale pour trouver une position confortable pour piloter (un couvercle solide sur lequel on puisse marcher serait un plus).
La solution des sacs semble assez bonne mais il en faut plus, plus profond, et avec un système de sangle permettant de tirer pour fixer la planche au sol. Pour réaliser tout cela, c'est surtout une pelle qui nous manquait.
Il faudra également revoir le "fusible" au niveau du capteur qui doit fonctionner sans dégât dans le cas "normal" d'un largage.
Nous avons également réfléchi à une check list pour de futurs tests.
Check list
En conclusion, ces tests nous ont permis de vérifier le fonctionnement de la plate-forme en extérieur (batteries, etc) et sa robustesse globale et d'identifier les problèmes à résoudre avant de nouveaux tests.
Température clémente, vend d'ouest d'une dizaine de nœud, ensoleillé.
Nous sommes donc parti avec Jean-Pierre, direction Saint-Brévin (merci à la famille Labat pour le prêt de la voiture).
Nous sommes allés au parking du Pointeau (club de voile).
Des chars à voile occupant une bonne partie de la plage, nous avons commencé à nous installer plus vers l'eau (avec la marée montante...). Nous nous sommes finalement décalés plus vers le sable sec après le départ des chars à voile.
L'installation à été un peu laborieuse car j'avais changé les lignes bâbord et tribord, Il fallait donc refaire un nombre de tours suffisant (je n'avais pas compté...) et replacer les butées mécaniques. Si cela est assez facile à faire sur le banc de test, c'est assez compliqué sur le sable lorsque les lignes ne sont pas tendues. Si les butées sont trop proches, on ne peut pas tirer à fond d'un côté. Si les butées sont trop éloignées, on risque de tirer de manière trop importante et de casser les capteurs, d'avoir du mou dans l'autre ligne.
Jean-Pierre s'est chargé d'enterrer un grand sac de course dans le sable, tout en passant une sangle autour. C'était un peu léger, mais j'avais oublié de prendre une pelle et on avait toujours la possibilité de se mettre sur la planche.
Nous avons d'abord testé l'électronique (avec le raspberry et pas d'ordinateur autre), cela fonctionnait.
Nous avons gonflé l'aile (6m2) et vérifié qu'aile volait bien. Au zénith elle était presque autostable, mais avait une tendance à décrocher un peu et à repartir en arrière dans la fenêtre, puis à redevenir puissante tout d'un coup.
L'électronique ne fonctionnait plus (était-ce la batterie utilisée pour le raspberry? Dur à dire car le voyant n'était plus visible dans la lumière du jour). J'ai donc finalement sorti le PC (j'avais pris une table pliante, pratique).
Le problème semblait venir de l'arduino, qui des fois se bloque pour une raison inconnue. Un rechargement du programme règle le problème.
Nous avons finalement lancé le cerf-volant avec l'ensemble connecté. Le réglage de la sangle sur la ligne centrale a permis de passer du contrôle manuel au contrôle joystick. Malheureusement, la butée sur la direction était trop proche et le cerf-volant est parti sur le bord de la fenêtre (à droite) alors que l'on tirait à fond vers la gauche. J'ai essayé de courir pour rattraper l'aile pour la poser et régler, mais elle a fini par repartir en arrière dans la fenêtre en arrivant proche du sol où il y avait moins de vent. J'ai raté l'aile et elle est repartie pleine fenêtre...
Elle est tombée une fois, est repartie, a arrachée son ancre, en entraînant la plate-forme (je n'avais pas encore eu le temps de revenir pour déclencher le largueur).
Heureusement, malgré les efforts important il n'y a pas eu de casse, sauf au niveau d'un "fusible" sur le câble du capteur de barre, ou le bout de scotch fusible a arraché l'un des 6 fils de connexions (les autres se déconnectant normalement).
Après rangement du matos, nous avons fait un petit débrief.
L'erreur de base est d'avoir refait les réglages sur la plage, dans un environnement difficile. Cependant les réglages étaient à mon avis assez proches de ceux testés à PlateformeC où je n'allais pas jusqu'à mettre la barre à 90°, ce qui semble pourtant nécessaire pour maîtriser le cerf-volant, mais difficile sur cette barre.
Un autre problème est que la ligne centrale n'était pas calée par rapport à la plate-forme, ce qui fait que ce réglage aurait de toute manière été susceptible de changer dans le transport.
Au niveau de notre réaction, je n'aurai pas dû partir vers l'aile, mais reprendre le contrôle en manuel et assurer (cela aurait dû être le premier test). Jean-Pierre ne connaissait en effet pas assez bien l'aile et le système pour reprendre le contrôle quand j'ai lâché le joystick. De manière plus générale, j'aurai dû refaire une présentation plus générale du système, de l'utilisation de la sangle, de l'utilisation du largueur, ... Mais nous étions un peu dans la précipitation avec notamment la contrainte de la mer qui montait et le temps perdu à refaire des réglages.
L'ancrage était suffisant pour un vol en bord de fenêtre, mais évidemment trop léger (même si il a bien tenu) pour un passage en pleine fenêtre.
Un autre problème de l'ancrage, est que le point d'ancrage de la planche était trop haut. La planche se retrouvait du coup un peu en l'air, ce qui n'était pas pratique pour se mettre dessus et de manière plus générale pour trouver une position confortable pour piloter (un couvercle solide sur lequel on puisse marcher serait un plus).
La solution des sacs semble assez bonne mais il en faut plus, plus profond, et avec un système de sangle permettant de tirer pour fixer la planche au sol. Pour réaliser tout cela, c'est surtout une pelle qui nous manquait.
Il faudra également revoir le "fusible" au niveau du capteur qui doit fonctionner sans dégât dans le cas "normal" d'un largage.
Nous avons également réfléchi à une check list pour de futurs tests.
Check list
- Pelle + sacs + sangles
- Gants
- Lunette de soleil
- Eau
- Pompe
- Table + paravent
- Chariot
En conclusion, ces tests nous ont permis de vérifier le fonctionnement de la plate-forme en extérieur (batteries, etc) et sa robustesse globale et d'identifier les problèmes à résoudre avant de nouveaux tests.
Point sur les conventions
Tension positive : on visse, rotation dans le sens horaire
Pour le bordé-choqué, on visse pour border. Etant donné la position de la visseuse, le fil doit donc s'enrouler sur la mèche en arrivant par au-dessus.
Pour le babord-tribord, on visse pour tirer à droite. Cela dépend évidemment de la manière dont sont fixés les lignes.
Le fil vert doit donc s'enrouler en arrivant par en dessous, le fil orange en arrivant par au dessus (dépend évidemment de la position de la poulis
Pour rester cohérent, on choisira donc rotation dans le sens horaire correspondant à une augmentation de la valeur du capteur d'angle de barre, ce qui est le cas sur le capteur avec le rouge à gauche lorsqu'on regarde le potard d'au dessus, les connections vers le bas. Cela implique une inversion de signe sur la sortie du PID, ce qui sera ajusté.
Au niveau de l'ordre des moteurs, le moteur servant pour le bordé-choqué était jusqu'à présent le 1.
Cependant, il serait possible de n'utiliser que le moteur de la direction sur un cerf-volant, et je vais donc changer cette convention.
Au niveau du joystick, le positif est vers la droite, et vers le bas, ce qui correspond par chance également au niveau des conventions choisies.
Pour le bordé-choqué, on visse pour border. Etant donné la position de la visseuse, le fil doit donc s'enrouler sur la mèche en arrivant par au-dessus.
Pour le babord-tribord, on visse pour tirer à droite. Cela dépend évidemment de la manière dont sont fixés les lignes.
Le fil vert doit donc s'enrouler en arrivant par en dessous, le fil orange en arrivant par au dessus (dépend évidemment de la position de la poulis
Pour rester cohérent, on choisira donc rotation dans le sens horaire correspondant à une augmentation de la valeur du capteur d'angle de barre, ce qui est le cas sur le capteur avec le rouge à gauche lorsqu'on regarde le potard d'au dessus, les connections vers le bas. Cela implique une inversion de signe sur la sortie du PID, ce qui sera ajusté.
Au niveau de l'ordre des moteurs, le moteur servant pour le bordé-choqué était jusqu'à présent le 1.
Cependant, il serait possible de n'utiliser que le moteur de la direction sur un cerf-volant, et je vais donc changer cette convention.
Au niveau du joystick, le positif est vers la droite, et vers le bas, ce qui correspond par chance également au niveau des conventions choisies.
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