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Le séquenceur... |
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Page créée le 28 octobre 2004 et actualisée le 20 février 2005 |
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de Pierre du vendredi 11 février 2005
Bonjour je m'appelle Pierre et je suis de Besançon. Ayant en projet la
réalisation d'un pylône rétractable devant équiper un planeur de 5m Discus/Ventus et ayant quelques connaissances en électronique je viens de
réaliser un séquenceur qui devrait correspondre à la demande formulée sur le site. Ce séquenceur fonctionne de façon automatique, lors d'un
ordre radio donné à celui-ci (simple interrupteur sur la radio), détection
de l'ordre par le séquenceur, commande de sortie des trappes, suivi 2 à 3
secondes plus tard part l'ordre de sortie du pylône ; détection ensuite de
la position pylône sorti (par un micro contact) commandant de ce fait la
mise en route du moteur (utilisation de la fonction soft start du
contrôleur). Lors de la demande d'arrêt, commande d'arrêt du moteur,
puis après une temporisation réglable (de 5 à 15 secondes actuellement,
mais fourchette à déterminer plus précisément lors des essais) commande du servo de verrouillage hélice, puis lecture par module optique de la
bonne position arrêt de celle-ci entraînant la commande rentrée du
pylône, détection de la position pylône rentré (par un deuxième micro-contact) commandant la fermeture des trappes.
Les signaux servos
générés dans le séquenceur sont réglables sur la totalité de la course des
servos, permettant ainsi un positionnement précis des commandes dans l'une
ou l'autre position quel que soit le sens de montage ou de rotation du servo.
Pour la sécurité il est utilisé la fonction d'initialisation du contrôleur à la mise sous tension (gaz au ralenti lors du branchement de la
puissance) donc pylône rentré ; la mise en route du moteur étant assujettie
à la position "pylône ouvert", et l'arrêt du moteur commandé par la fonction radio demeurant
prioritaire dans toute la séquence. Je suis
en ce moment en train de me pencher sur la réalisation du pylône proprement
dit, le moteur choisit est un Axi 4130/20 entraînant une 16x10 à 6500 tr/mn
avec un pack lipo 8s2p de 3600 mA; Je fais des essais sur la monopale
qui semble être une solution très intéressante pour réduire l'ouverture fuselage et
je suis à la recherche de toute information sur la mise en oeuvre de ce
principe, notamment l'augmentation de diamètre vis à vis de la bipale pour
une force de traction identique. J'ai réalisé une maquette permettant de
voir le fonctionnement du séquenceur pour des personnes qui seraient
intéressées. J'ai aussi réalisé un petit montage trouvé sur le web (ne
nécessitant qu'un pic 16f629 et un condensateur) pour agir sur la vitesse du
servo
(course réglable sur une durée d'environ 4 à 8 secondes) dont voici
l'adresse http://www.rc-cam.com/ldtastic.htm
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Commentaires des GPR : Tout d'abord félicitations Pierre pour ce travail d'automatisme, un sujet qui est plus compliqué qu'il n'y paraît après l'étude et le choix de toutes les sécurités qu'elles soient "soft" ou "hard". D'autre part l'initialisation du séquenceur et conjointement la vitesse maîtrisée du pylône lors de cette phase incontournable n'est pas très évidente. La taille des composants utilisés rend ce séquenceur réalisable par un modéliste soigneux et attentif. Plus volumineux aussi, mais l'encombrement n'est pas un critère déterminant sur un GPR car la place ne manque pas. Pierre lance un appel et les GPR aussi auprès d'un spécialiste du calcul des hélices pour le cas particulier et peu fréquent d'une monopale. Si vous connaissez cette personne - dans vos relations, merci d'avance de nous le faire savoir. GR Ci-dessous le montage "labo" du séquenceur de Pierre. Si vous êtes intéressés les GPR vous mettrons en relation avec son concepteur. |
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Le séquenceur est à ce jour (3 fev 05) au niveau 2.01 à la demande d'Alain auprès de la socité ELECMOD : Voici les explications fournies par ELECMOD le 26 janvier 2005 : Il s'agit d'une sécurité supplémentaire (un
troisième switch provisionné sur le circuit du séquenceur) : lorsque le pylône
est sorti, et uniquement dans le cas d'un blocage d'hélice par un servo, la mise
en route du moteur n'est autorisée que si ce troisième switch est fermé. Cela
évite de "casser ou cramer" quelque chose si le moteur tente de démarrer alors
que l'hélice est toujours bloquée.
Il s'agit là d'une sécurité qui ne répond pas à ce que vous désirez, mais il est certainement possible de l'adapter, si vous le désirez, puisque ce switch teste la position du système de blocage de l'hélice : switch ouvert si le système de blocage est en position "hélice bloquée". Par contre, la décision de ne pas rentrer le pylône si l'hélice n'est pas dans la bonne position n'est pas celle que nous avons choisie jusqu'à présent. Il nous semblait préférable de rentrer quand même le pylône : la sécurité "coupure d'alimentation" garantissant un pylône "presque rentré" sensé être moins perturbant que "sorti" pour la poursuite du vol et le retour au sol, même si toute commande postérieure du pylône restera ignorée. Les GPR souhaitent l'interdiction de la rentrée du pylône lorsque l'hélice est mal calée pour éviter une collision de cette dernière avec les trappes. D'autre part un pylône qui ne veut pas rentrer indique clairement au pilote que l'hélice est mal calée et qu'il doit donc procéder à un redémarrage du moteur pour traiter l'anomalie. GR La question est posée à ELECMOD. |
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Le séquenceur de commande pour pylône rétractable
Rédaction :Alain ROUMIGUIERES : aroumi@libertysurf.fr Octobre 2004. |
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Les amoureux des grands planeurs équipés d’un pylône rétractable, et ils sont de plus en plus nombreux, se heurtent tôt ou tard au problème posé par la commande des mouvements du pylône et du réglage des gaz du moteur, sans parler des éventuels servos d’ouverture des trappes et enfin de celui commandant le blocage de l’hélice. De plus, quelle angoisse en imaginant une hélice en travers empêchant la descente complète du pylône malgré la traction constante d’un énorme servo bloqué malgré lui, etc.. |
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La solution : un séquenceur intelligent. J’en ai rêvé et mon copain Jean Bernard l’a fait. Il faut dire que je lui ai bien cassé les pieds (pour rester poli) avec un cahier des charges pas toujours compatible avec le niveau de la technologie électronique du XXI siècle. En l’absence de séquenceur, Elicker propose une solution consistant à utiliser le manche des gaz/AF dont la course haute (du neutre vers le max) commande les gaz et dont la course basse (du min au neutre) commande les AF. L’entrée/sortie du pylône étant commandée par ailleurs avec un switch et une temporisation d’au moins 10 sec, le temps que l’hélice ralentisse et soit arrêtée par la butée qui ne l’oublions pas, sur le pylône Eliker, est commandée mécaniquement par la descente du pylône. Si en plus les trappes sont commandées par servo, autant prévoir un deuxième émetteur et un récepteur spécifique. |
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Le module que nous avons développé est maintenant parfaitement au point et ses caractéristiques le placent à priori en première position de tout ce que j’ai pu voir, lire et entendre sur le sujet. A ma connaissance, le seul séquenceur existant actuellement sur le marché est celui de Stephen Merz en Allemagne (SM Modellbau) mais il n’est à mon avis pas aussi performant. Il a la taille et le poids
d’un petit récepteur. Il comporte une entrée (voie choisie sur le récepteur),
quatre sorties servos (Trappe gauche, trappe droite, entrée/sortie pylône, blocage hélice), une sortie vers le variateur
ainsi qu’une entrée 5 broches pour le module de programmation. Il accepte aussi
deux entrées switchs de sécurité. Ces deux switchs
permettent de valider que le pylône est correctement déployé ou correctement
rentré. Ils ne sont pas indispensables au fonctionnement et peuvent être
strappés mais apportent un plus incontestable en matière de sécurité. En effet, ils permettent
au séquenceur de stopper toute alimentation électrique vers les servos en cas
d‘anomalie d’ouverture ou de fermeture (par exemple : hélice en
travers empêchant la fermeture complète), deux secondes après la détection de
l’anomalie. Par exemple, la sortie du pylône étant programmée sur 3 secondes,
si au bout de 5 secondes, le switch de
contrôle de l’ouverture n’a pas envoyé son top « OK », toutes les
alimentations sont stoppées. Vous avez compris le but : éviter de vider
les accus car un servo de 10kg bloqué, ça consomme pas mal de courant. Principe retenu Le principe de fonctionnement est donc de disposer de l’ensemble des commandes de contrôle du pylône (Sortie et rentrée du pylône, ouverture et fermeture des trappes, marche/arrêt du moteur, blocage/déblocage de l’hélice), sur une seule voie de l’émetteur, soit à l’aide d’un inter 3 positions, soit à l’aide d’un autre organe de commande comme par exemple le manche des gaz soit les deux à la fois (tantôt l’un, tantôt l’autre), cette dernière solution me semblant être la meilleure. Dans ce dernier cas, le manche des gaz étant en principe utilisé pour la commande des aérofreins, il sera nécessaire de pouvoir basculer la commande du pylône, tantôt sur un switch 3 positions, tantôt sur le manche des gaz, à l’aide d’un organe de commutation (switch). Tous les émetteurs ne permettent pas cette gymnastique mais je ne pense pas qu’il soit opportun et judicieux de se lancer dans la mise en œuvre d’un planeur de 14kg propulsé dans les airs par 1400watts avec une MC10. Il faut adapter les outils au besoin. Le dosage des gaz au
décollage est indispensable. En effet, tous les planeurs équipés d’un pylône, y
compris les vrais, ont une tendance plus que nette à basculer sur le nez dès
les premiers mètres tant que la commande de profondeur n’est pas suffisamment
efficace pour contrer le mouvement. Une fois en l’air, le dosage des gaz
devient quasi inutile. En configuration de décollage, ce sera donc le manche des AF qui commandera le pylône, la commande des AF étant momentanément reportée sur un curseur linéaire ou sur tout autre organe de commande disponible. On peut en effet estimer qu’en phase de décollage, les AF sont inutiles. Une fois en l’air, il suffit de basculer la commande du pylône sur un inter 3 positions et toutes les entrées/sorties du pylône se feront avec lui. Les gaz seront dans ce cas mis systématiquement plein pot ou pourquoi pas à 70% si c’est suffisant. Par contre, attention de ne pas se mélanger les crayons à l’atterrissage. Imaginez que ce soit le pylône qui sorte à la place des AF !!! Le temps de s’en apercevoir, de le rentrer, de basculer le bon switch, je vous laisse imaginer la suite !!. Car en matière d’AF, un pylône déployé avec une hélice au bout, difficile de faire mieux et ceux qui y ont déjà goûté le confirmeront. Description du module Le séquenceur possède une entrée unique à connecter sur la voie choisie sur le récepteur ainsi que 4 sorties programmables (course et positions extrêmes), vers les servos correspondants et une cinquième vers le variateur. Il possède aussi une entrée 5 broches destinée à recevoir le module de programmation ainsi que deux entrées deux broches pour les switchs de contrôle des mouvements du pylône. Le brochage de toutes ces prises est au standard 2,54mm. Son fonctionnement logique La cinématique du pylône présente trois états stables P0, P1 et P2. P0
= Trappes fermées, pylône rentré, hélice bloquée, moteur stoppé. P1
= Trappes ouvertes, pylône sorti,
hélice bloquée, moteur stoppé. P2 = Hélice débloquée, moteur en marche. Ces trois états induisent donc quatre séquences de changement différentes : Passage
de P0 à P1. Passage
de P1 à P2. Passage
de P2 à P1. Passage
de P1 à P0. Enfin
P0, P1 et P2 impliquent quatre limites sur l’organe de
commande choisi sur l’émetteur : Lmin : limite basse de P0. L1 : Limite entre P0 et P1 (point de déclenchement de
P1). L2 : Limite entre P1 et P2 (Point de déclenchement de P2) Lmax : Limite haute de P2 (Gaz au maximum). Passage de P0 à P1 : Ouverture des trappes, sortie du pylône, vérification du switch « pylône sorti ». Si pas OK, arrêt alimentation électrique de tous les servos connectés au module et commande « Gaz à zéro » permanente vers le variateur. Attention, position dangereuse pour la santé du planeur. Le pylône est sorti complètement ou en partie et il sera impossible de le rentrer car l’alimentation est coupée. Donc l’effet AF sera maximum et un retour au sol est nécessaire et qui plus est, avec de tels AF, garanti rapide et inéluctable ! D’ou
le conseil : Prévoir des switch de qualité, les placer aux bons endroits,
soigner les soudures et protéger les fils de liaison. Passage de P1 à P2 :
Déblocage de l’hélice et mise du moteur en rotation en régime proportionnel au
signal reçu. Le variateur entrant en fonction, toutes ses possibilités sont
préservées (montée en régime progressive, etc.) Passage de P2 à P1 : Arrêt moteur puis blocage de
l’hélice n secondes après (n est programmable). Ce paramètre devra être adapté
à chaque cas en fonction de la vitesse de décélération de l’hélice et de la
technique utilisée pour la bloquer. Passage de P1 à P0 :
Rentrée du pylône, vérification du switch « pylône fermé ». Si pas
OK, arrêt alimentation électrique dans les mêmes conditions que pour le switch
d’ouverture. Si OK, fermeture des trappes. Le
changement d’état peut être réalisé brutalement. Par exemple par un passage
immédiat de P2 à P0. Dans ce cas, la séquence est déroulée normalement en
respectant toutes les temporisations et waits. Cette règle est aussi vraie dans
l’autre sens (de P0 à P2). Après
un « STOP ALIM » suite à incident d’ouverture ou de fermeture, le
RESET ne peut être obtenu qu’avec un arrêt/marche de l’alim. du séquenceur,
donc par un retour du planeur au sol. Programmation du séquenceur La programmation complète se compose de deux phases différentes : d’une part l’entrée des limites choisies sur l’organe de commande et d’autre part le réglage des courses des différents servos ainsi que le wait d’attente avant le blocage de l’hélice. Ces deux phases sont complémentaires mais indépendantes. Elles peuvent donc être réalisées dans un ordre quelconque. Il
faut bien sûr brancher tous les servos sur le séquenceur et pour plus de
sécurité, remplacer le variateur par un servo dont les déplacements traduiront
le régime du moteur. Inutile de dire qu’il est plus que conseillé de
déconnecter les accus de puissance et pourquoi pas en plus, d’enlever l’hélice.
Il
faut enfin connecter le petit module de programmation sur sa prise. Le
séquenceur détecte sa présence et se place de lui même dans ce mode. La programmation des limites Lmin, L1, L2 et Lmax est réalisée selon un protocole simple basé sur la validation de diverses positions du manche de l ‘émetteur à l’aide de l’interrupteur du module de programmation.La programmation des
courses des servos et du wait de blocage hélice est réalisée, toujours en utilisant le manche de
l’émetteur et en visualisant directement le résultat sur les servos
correspondants. L’ordre est le suivant :
Le dernier paramètre à entrer est le nombre de secondes (de 1 à 82) entre la commande d’arrêt moteur et la commande du servo de blocage. La Led s’allume puis s’éteint à chaque mouvement complet du manche correspondant à une seconde. Si aucune valeur n’est entrée, la valeur 1 est prise par défaut. Caractéristiques et paramètres fixes de l’automate
Procédure initiale suite à la mise sous tension A la mise sous tension du module, une procédure de contrôle est déroulée pour des raisons de sécurité. Le séquenceur contrôle que le signal qu’il reçoit du récepteur correspond à Lmin. Dans cette attente, il place de lui même toutes les valeurs de tous les servos, y compris le variateur, dans la position P0, en respectant la séquence « trappes puis pylône ». Pour éviter tout blocage ou mouvement intempestif des trappes et du pylône, il est donc conseillé de vérifier, avant la mise sous tension que le pylône est en position « rentré ». |
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Ce module est commercialisé par Jean Bernard Filleau, (Séquenceur + module de programmation + notice d’utilisation détaillée) pour environ 85€ et quelques Euros de plus pour le port. Vous pouvez le contacter directement sur son site Internet où il présente ses autres réalisations électroniques consacrées au modélisme. http://elecmod.chez.tiscali.fr |
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Un dernier bon plan, réservé à ceux qui lisent et parlent Anglais et qui n’hésitent pas à laisser leur n° de CB aux USA. Il existe un livre introuvable en France, sur l’histoire des planeurs motorisés avec pylône rétractable. Les premiers datent tout de même des années 30. C’est une véritable mine d’or avec des photos dans tous les sens. « RETRACTABLE ENGINE SAILPLANES by Pete Williams ». Impossible de le trouver en France. On peut le commander sur leur site Internet (www.ssa.org) mais ils demandent confirmation par téléphone (Nouveau Mexique : attention au décalage horaire). Le livre coûte 27USD + 17 de port soit au cours actuel environs 35€ en tout. Il est livré en une semaine à peine. The soaring Society of America, Inc. P.O.Box 2100 Jack Gomez Blvd. & Avenue “A”Hobbs, New Mexico 88241-2100 Bon courage aux amateurs !! |
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