Archive pour le ‘1-Le projet’ catégorie

K8200 3D printer

11 janvier 2015

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This is the quick video of my new 3D printer assembly ! It took me around 20 hours. Now, it’s time to print new pieces to improve some known issues like Z-wobbling and backlash.

Printing the K8200 Board Cover

18 janvier 2015

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K8200 board cover

Fixing a shelf with the K8200 3D printer

18 janvier 2015

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20150118_142633

20150118_141706

You can download the .STL 3D file http://www.thingiverse.com/thing:66600

Some 3D printed objects with my K8200

14 février 2016

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9-Première version de l IHM

20 mars 2011

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Première version stable du l’IHM le 20 mars 2011 :

Vous pouvez voir ci-dessous une capture d’écran de l’IHML. On peut voir, une simulation que j’ai lancée, chaque point vert représente une waypoint.

Mise à jour 8 juin 2011

Une nouvelle version de l’IHM qui embarque des nouvelles fonctionnalitées.

Cette version permet de visualiser :

  • La distance en mètre restante jusqu’au prochain « waypoint »
  • La vitesse
  • L’altitude, le nombre de satellites utilisés, la mode du GPS ( 1D,2D,3D)
  • Les angles pitch, et roll
  • La position de la voile ( angle du servomoteur )
  • Yaw raw ( la valeur brut du magnétomètre

J’ai aussi ajouté la gestion d’une manette Wiimote pour contrôler manuellement le voilier grâce à la librairie CWIID. Cette version a aussi été l’occasion de corriger un bug au niveau du GPS ( problème d’actualisation).

8- Girouette

9 novembre 2010

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Conception de la girouette

Pour la construire ma girouette j’ai utilisé le MA3 qui est un encodeur magnétique analogique voici ses caractéristiques :

  • Patent pending
  • Miniature size (0.48″ diameter)
  • Non-contacting magnetic single chip sensing technology
  • -40C to 125C. operating temperature range
  • 10-bit Analog output – 2.6 kHz sampling rate

La girouette dans son coffret étanche en PVC 32 ø

C) Calculer le Vent et la vitesse Réel

Pour calculer le vent réel le plus précis, nous allons utiliser l’azimuth ou cap calculé dans cette article ainsi que la vitesse calculer grâce à notre GPS.

delta = vent apparent

phi = azimuth

 Y = 90 - \phi
a = \delta* cos(Y)
bb = \delta*  sin (Y)
 b = bb - BS
Vitesse réel =   (( a * a ) + ( b * b )) \dfrac{1}{2}
Angle réel =   90 - arctan( \dfrac{  b}{ a })

Echelle de Beaufort Echelle d’état de la mer
Degrés Termes
descriptifs
Vitesse
moyenne
en nœuds
Vitesse
moyenne
en m/s
Etat de la mer Degrés Termes
descriptifs
Hauteur des vagues
0 Calme < 1 < 0,2 Miroir 0 Calme 0 m
1 Très légère brise 1-3 0,3-1 Quelques Rides 1 Ridée 0-0,1 m
2 Légère brise 4-6 2-3 Vaguelettes 2 Belle 0,1-0,5 m
3 Petite brise 7-10 4-5 Moutons 3 Peu agitée 0,5-1,25 m
4 Jolie brise 11-16 6-7 Petites vagues 4 Agitée 1,25-2,5 m
5 Bonne brise 17-21 8-10 Vagues modérées 5 Forte 2,5-4 m
6 Vent frais 22-27 11-13 Lames
écume
6 Très forte 4-6 m
7 Grand frais 28-33 14-17 Lames
déferlantes
7 Grosse 6-9 m
8 Coup de vent 34-40 18-20 Tourbillons
d’écume
8 Très grosse 9-14 m
9 Fort coup de vent 41-47 21-24 Traînées
d’écume
9 Enorme > 14 m
10 Tempête 48-56 25-28 Grosses lames
11 Violente tempête 57-63 29-33 Visibilité par les embruns
12 Ouragan > 64 > 33

Vocabulaire :

Knots (noeud) = 1 nœud correspond à 1 mille marin par heure, soit environ 1,852 km/h

source : http://fr.wikipedia.org/wiki/Vent_apparent
source : http://fr.wikipedia.org/wiki/N%C5%93ud_%28unit%C3%A9%29
source : http://www.sailingusa.info/true_wind_calculator.htm

7- Le voilier

5 janvier 2011

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A) Introduction

Le voilier utilisé pour ce projet appartient à la famille des classes M ( Marblehead) monocoque de 1.30m. Plus d’informations sur la Classe M

B) Fabrication du bulbe en plomb

Le moule femelle a été réalisé en plâtre puis le moule mâle en bois. La fabrication du moule a fortement été inspiré du site voiletech.


C) La Quille et le safran


D) L’accastillage


Hauban Inox gainé Ø 0,7 mm Résistance : 27 Kg Longueur (14,70 €)

Mât profilé de 16 mm En Alu Anodisé Naturel Longueur : 2,25 m (40,50€)

Vit de Mulet à rotule (bôme de 16 mm) (9.65€)

Barre de flèche (9.35€)

Cadène

Ferrures Universelles (L 23 mm)

Pied de Mât

6- L’Energie

3 janvier 2011

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A)Introduction


B) La Batterie

C) Le panneau solaire

Dimensions : 180x220mm
Type : Monocrystalline high efficiency cells at 15-15.2%.
Production théorique : 5.2W

LM317

D) La répartition de la consommation

Le schéma ci-dessous représente la répartition de la consommation entre les différents composants de mon projet. Les deux servomoteurs sont les plus gros consommateurs d’énergies, ils peuvent consommer jusqu’à 60% de l’énergie. Le premier servomoteur permet de manœuvrer la voile puis le deuxième de diriger le gouvernail. Il est donc important de diminuer au maximum leurs utilisations pour augmenter l’autonomie. Ensuite le deuxième facteur de consommation c’est la liaison radio avec 17%.

Avec une batterie 3000mA 3S la durée théorique d’autonomie de la batterie avant la décharge est d’après mes calculs d’environ 8 heures. Avec un panneau solaire 200mA/5v l’autonomie passe environ à 10 heures.

5 – Tilt Compensation Azimuth ? with Pitch Ø et le Roll ?

19 septembre 2010

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A) Introduction

Il est nécessaire pour mon voilier de calculer son Azimuth ? ou cap. Selon Wikipedia, le cap d’un mobile est la direction vers laquelle il est orienté (ou dans le cas d’un navire, la direction où pointe son étrave). C’est l’angle exprimé en degrés (de 0 à 360°), dans le sens des aiguilles d’une montre, entre sa ligne de foi (son axe longitudinal) et le nord.Cet angle se mesure à l’aide d’une boussole, d’un compas magnétique ou gyroscopique.

Les composants que j’ai choisie pour calculer mon Azimuth :

La boussole magnétique HMC5843 est un magnétomètre trois axes. Il permet d’identifier l’angle de rotation par rapport au nord magnétique de la Terre avec une résolution de 7 milli-gauss.

L’accéléromètre AXL335 délivres des tensions proportionnelles aux accélérations avec une sensibilité :+/- 3 g.

B) Calculer l’Azimuth ? sans aucune compensation :

\psi = (180 *(\frac{atan2(-1 * YMagneto, XMagneto)}{pi}))+180;

Avec cette équation, les valeurs ne sont correctes que si le HMC5843 est à plat.

ps : Attention sous Excel, il faut inverser les valeurs pour atan2, ça peut vous faire gagner du temps….

Vous pouvez télécharger un exemple de programme fournit ci-dessous qui montre comment lire les HMC5843 sur un microcontrôleur ATMEGA328
Download : ici

C) Les angles Pitch Ø et le Roll ? pour un accéléromètre deux axes ou trois axes :

Grâce à l’accéléromètre ADXL335 , il est possible de calculer le Pitch Ø et le Roll ? pour corriger notre azimuth ?. Voici un schéma pour visualiser les angles du bateau.


Pour un accéléromètre deux axes voici l’équation :

\theta=\arcsin(Xaccel)*\frac{180}{pi}

\phi= \arcsin(Yaccel)*\frac{180}{pi}

Pour un accéléromètre trois axes comme le HMC5843 voici l’équation :

\theta= \dfrac {atan(-Xaccel)} {\sqrt(Yaccel^2+Zaccell^2))}*\frac{180}{pi}

\phi= \dfrac {atan(Yaccel)}{\sqrt(Xaccel^2+Zaccel^2))}*\frac{180}{pi}

D) Azimuth ? tilt compensation :

Le HMC5843 donne des valeurs correctes s’il est à plat. Donc, chaque fois que mon bateau va être incliné l’angle de rotation par rapport au nord magnétique donné par le compas ne sera plus correct. Il est possible de compenser cette erreur (Tilt compensation) en utilisant les valeurs du compas et d’un accéléromètre.

C’est compensation est aussi possible pour les compas deux axes avec l’algorithme de Seong Yun Cho et Chan Gook Park qui permet grâce au Dip Angle de faire une estimation du troisième axe . Vous pouvez télécharger ci-dessous leurs travaux :
Download : TiltCompensation.pdf

Pour un magnétomètre deux axes vous devez calculer le dip angle pour faire une approximation du troisième axe Z.

Pour le calculer :

\delta = \dfrac{1}{tan(2*tan(Latitude)}

ex:  \delta = \dfrac{1}{tan(2*tan(48.86213)} ) = 25.0112° ou 48.86213° coïncide avec ma latitude.

Pour les compas deux axes, il est nécessaire de faire une approximation du troisième axe Z grâce à la valeur du DIP angle

Zmagneto = \dfrac {sin(\theta)+Xmc*sin(\theta)-Ymc*cos(\theta)*sin(\phi)} {cos(\phi)*cos(\theta) }

Cependant, pour avoir des valeurs plus précises, il vaut mieux utiliser un compas trois axes comme le HMC5843.

Pour calculer l’azimut avec compensation :

Vecteur horizontal : xh = x*cos(\theta)+y*sin(\phi)-z*cos(\theta)*sin(\theta);

Vecteur verticale : yh= y*cos(\phi)+z*sin(\phi);

Heading : \psi= arctan(-yh/xh)

FoxBoard G20 :

?????Il faut prendre un soin tout particulier avec la fox Board G20 pour utiliser ce composant car elle génère un champ électromagnétique puissant qui perturbe le compas dans un rayon d’environ 3 cm. J’ai aussi constaté le même phénomène pour mon GPS. Il est donc prudent d’isoler les composants sensibles ou de les éloigner.Cette boussole a une interface IC2 qui permet d’interroger ses registres.

Un peu de vocabulaire :

Azimuth = angle de rotation par rapport au nord magnétique

Le gauss (symbole G) est l’unité CGS « électromagnétique » à trois dimensions d’induction magnétique. Il est défini comme étant 1 maxwell par centimètre carré (Mx/cm²).

Liens :

http://fr.wikipedia.org/wiki/Cap_%28navigation%29

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