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 Construction d'hydrofoil en T asservi bidirectionnel

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fbedon

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MessageSujet: Re: Construction d'hydrofoil en T asservi bidirectionnel   Mar 24 Mar 2015 - 20:38

Salut,
c'est sûr que si tu prends le kite en route ...
Reprends mes premiers messages, le but n'a pas fondamentalement changé, en gros j'aimerais faire une planche de kitefoil à double mats avec des foils en "T" asservis à la hauteur de la planche.
Qui dit asservissement, dit consigne, mesure et réaction via un actionneur.
La consigne sera donnée en dur (disons la planche à 30 cm de la surface).
Les mesures envisagées seront, la vitesse grâce a un tube de Pitot dans l'eau et la hauteur par rapport à la surface.
C'est cette mesure sur laquelle je butte, j'ai mis pas mal d’espoir dans les ultrasons, mais ce n'est pas simple du tout. J'ai trouvé dans la littérature une technique beaucoup plus simple, qui se fait avec quelques composants, c'est la mesure capacitive dont je parle dans mes 2 précédents messages.
Mais je reste ouverts à des idées alternatives, j'aimerais si possible éviter l'antenne type Moth qui ne me tente pas du tout.
A vos commentaires.
Fred
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oxbof



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MessageSujet: Re: Construction d'hydrofoil en T asservi bidirectionnel   Jeu 26 Mar 2015 - 22:31

Salut,

Je n'ai pas lu l'intégralité des posts précédents donc au risque de répéter probablement ce qui a été dit:
1. Luc Armand a fait un "cerf-plongeant" auto-régulé en profondeur, entièrement mécanique, simplement génial: lui faisat "travailler" la pression statique de l'eau sur la paroi externe d'un "poumon" dont l'intérieur était en relation avec l'atmosphère. Et ça a marché, il y a une vid sur youtube: mots clés "aile d'eau, Luc Armand".
2. Je comprends que tu te diriges vers l'électrique: + facile à mettre au point. Par contre, quel est l'intérêt de mesurer la vitesse? La seule mesure de profondeur (ex par un capteur de pression statique, bien en amont du volet à réguler) ne suffit-elle pas?
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fbedon

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MessageSujet: Re: Construction d'hydrofoil en T asservi bidirectionnel   Ven 27 Mar 2015 - 13:41

Salut Oxbof et merci pour tes commentaires et tes questions, c'est en s'y mettant à plusieurs que l'on trouve des solutions.

J'ai naturellement lu l'excellente thèse de Luc Armand, c'est vrai que je n'ai pas insisté sur sa mesure de profondeur grâce à un tube de Pitot. Les essais que j'ai faits n'étaient vraiment pas encourageants pour déterminer la profondeur.
Le tube de Pitot mesure la pression statique (donc la profondeur) grâce à un tube dont la section est parallèle à la vitesse du fluide, au delà d'une certaine vitesse, il faut prendre des précautions de Sioux pour éviter les turbulences autour du tube, chose que je n'ai pas réussie, je vais réessayer, c'est vrai que cette mesure aurait le mérite de la simplicité et surtout de s'affranchir des problèmes de clapot et de projections.

Le tube de Pitot mesure également la vitesse, mais c'est très facile, un simple tube dont la section est normale à l'avancement subi une pression de 0.5*ro*v^2 (soit 5 m d'eau à 10 nœuds).
Je pense d’ailleurs que cette information de vitesse est intéressante à utiliser dans le cadre d'une régulation électronique ;

  • en dessous d'une certaine valeur inutile de mettre de l'incidence aux ailes,
  • ensuite la vitesse de correction et son amplitude risquent de devoir évoluer avec la vitesse,
  • la hauteur de la planche pourrait elle aussi varier automatiquement avec la vitesse,
  • et naturellement la surface des foils devrait être réduite avec la vitesse (mais là je n'ai pas encore d'idée).

Le lien que j'indiquais pour trouver la Thèse à Luc Armand ne fonctionne plus, qui saurait où la retrouver en ligne ?

Fred
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Christian

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MessageSujet: Re: Construction d'hydrofoil en T asservi bidirectionnel   Ven 27 Mar 2015 - 14:39

Effectivement ce document n'est plus en ligne.
J'en ai une copie que je vous met sur le serveur onekite : thèse de Louis Armand (ailedeau.pdf) (136p, 33 Mo).
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oxbof



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MessageSujet: Re: Construction d'hydrofoil en T asservi bidirectionnel   Ven 27 Mar 2015 - 21:22

@fbedon

Une petite précision sur le tube de Pitot:
Il renseigne sur la pression statique du fluide lorsque l'on ne se connecte que sur sa borne "-", effectivement reliée à des orifices sur le côté du tube.
Il renseigne sur la pression totale (statique+dynamique) lorsque l'on ne se connecte que sur borne "+". Lorsque l'on se connecte sur ses 2 bornes à la fois -avec un capteur de pression différentielle-, il renseigne sur la seule pression dynamique qui vaut effectivement 0,5*ro*v^2.
Très utilisé dans l'industrie. Perso j'en ai utilisé pendant des années : le "Pitot", 1 tube souple transparent, un peu de flotte et une règle et hop!

Je ne pense pas que tu aies des difficultés à mesurer la seule pression statique. Il suffit au pire de filtrer le signal.

Concernant des foils à surface variable, tu pourrais t'inspirer des "Tomcat", les avions de Top Gun à ailes repliables.

Cependant tout cela me parait un peu "usine à gaz"! Il existe plein d'hydrofoils qui sans être très performants, fonctionne à merveille.
Regarde çà: https://www.youtube.com/watch?v=4Tst5dTveO8. De même Williwaw de Dave Keiper etc.

Pour ma part, je réfléchie à mettre un 470, sur foil, et tiré par une aile... marre de voler seul!

A+



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fbedon

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MessageSujet: Re: Construction d'hydrofoil en T asservi bidirectionnel   Dim 29 Mar 2015 - 19:16

Salut à tous
merci à Christian pour le doc, j'ai remis à jour mon lien dans un vieux message.
Oxbof, peux tu me dire si tu as déja utilisé un tube de Pitot dans de l'eau ?

Je pense que si les capteurs sont à proximité des orifices, il n'y a pas de souci, en revanche si tu veux déporter vers le haut le traitement (durites), il faut se méfier des éventuelles gouttes d'eau dans les tubes qui ne vont pas manquer de fausser les mesures (surtout pour la pression statique).

Pour cela il faut sans doute envisager un petit bulleur pour éviter toute entrée d'eau, je vais voir ce qu'on peut trouver en basse tension...

J'ai refais des essais cet am avec une prise de pression statique située sur une surface parallèle à un écoulement laminaire, regardez ma torpille Saint-Yorre !
" />
la torpille avant la plongée

" />
Détail de la prise de pression en dessous

" />
En plongée
Les résultats sont encourageants, même si la vitesse de l'eau était assez faible aujourd'hui (1m/s  environ).
Fred
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MessageSujet: Re: Construction d'hydrofoil en T asservi bidirectionnel   Mar 1 Sep 2015 - 8:35

Salut à tous,
le projet avance doucement, j'ai acheté 2 foils d'occasion chez un constructeurs qui vendait des rebuts ou des anciens modèles, ça va me permettre de me consacrer à la mécanique et à l'électronique...
Je crois toujours que la meilleures façon de mesurer la distance à la surface est la méthode capacitive.
j’aimerais pouvoir coller sur un profilé plongeant un ruban de cuivre adhésif que j’isolerais avec un vernis ou un adhésif.
Les essais avec un certain nombre de vernis mettent en évidence le fait que ces vernis n’ont pas les caractéristiques d’isolants que peut avoir un fil émaillé, je tombe rapidement à quelques dizaines de kOhm d’impédance en présence d’eau au lieu des MégOhm du fil émaillé…
Mes essais ont été fait avec un vernis de tropicalisation acrylique, une vernis polyester bi-composant et un vernis silicone.
Les adhésifs quant à eux semblent trop épais car je ne mesure aucune capacité notable…

Avez-vous une petite idée de solution à me proposer ?
Je ferai des photos la prochaine fois, j'ai plein de choses à montrer.
Salutations

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MessageSujet: Re: Construction d'hydrofoil en T asservi bidirectionnel   Lun 1 Fév 2016 - 10:12

salut à tous,
J'ai abandonné la technologie capacitive, trop de développement à mener, je vais plutôt utiliser une solution sur étagère, en l’occurrence une mesure par ultrasons. J'ai un capteur de portée 60-600mm en sortie proportionnelle 0-10v ou 4-20mA, les tests "in poubello" sont imminents.
Coté commande je suis toujours sur une solution Arduino et servo de modélisme.
Avec un GPS pour la mesure de vitesse et un module gyroscope pour la mesure du roulis.
L'arduino montre ses limites pour la connexion de toutes ces liaisons (gestion des interruptions), je me demande si je ne vais pas être obligé de passer en plus costaud.
Le mat est usiné, 2 demi parties en Canevasite profilées à la défonceuse. Le ponçage donne de bon résultats pour la finition.
Le support d'axe pour l'articulation du foil est usiné, il attend sont logement dans le pied de mat.
Le foil est en train d'être fixé à un support qui guidera la défonceuse pour l'usinage de l'ouverture.
Je ferai un reportage photo un de ces jours.
Je suis toujours preneurs de vos conseils.
Fred
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MessageSujet: Re: Construction d'hydrofoil en T asservi bidirectionnel   Dim 7 Fév 2016 - 17:47

Salut à tous
voici une photo du foil usiné et de son futur axe d'articulation, c'est une pédale de vélo fraisée avec 2 axes de pédale, elles aussi réduites.


Les axes seront guidés dans des bagues Metafram noyées dans l'épaisseur du profil.
Fred
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MessageSujet: Re: Construction d'hydrofoil en T asservi bidirectionnel   Dim 7 Fév 2016 - 18:57

Et voici une petite photo de mes essais du capteur à ultrason.
Il est placé à 35 cm environ de la surface de l'eau, et le faisceau doit réussir à mesurer à travers plusieurs jets du pommeau de douche.
Je visualise toutes les mesures successives à l'oscilloscope à mémoire.

Les résultats sont encourageants, il faut un jet vraiment soutenu pour fausser la mesure. je pense tout de même que le capteur devra se trouver sur l'avant de la planche, je penses qu'entre les deux mats ou à l'arrière il ne pas mesurer grand chose de bon...
Ça n'inspire toujours personne ?
Fred
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MessageSujet: Re: Construction d'hydrofoil en T asservi bidirectionnel   Dim 7 Fév 2016 - 20:24

Non, car le kite foil c'est une sensation aérienne de liberté, une évolution proche de l'apesanteur, un feeling tellement extraordinaire qu'il en est presque indescriptible, bref, c'est antinomique avec asservissement et tout ce qu'induit ce terme (consignes, mesures, corrections...)

Alors pour un bateau pourquoi pas mais ce qui fait le sel de la pratique, ce sont :
- le côté pas évident
- au début, les progrès à chaque sortie
- un renouveau de la glisse (surtout pour ceux qui commencent à avoir des heures de vol au compteur)
- le contrôle et la maîtrise de son joujou

Le jour où les voitures seront pilotées de façon complètement automatique, la notion de plaisir de conduite disparaitra et n'est ce pas la recherche du plaisir que nous cherchons tous à travers cette activité ?
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MessageSujet: Re: Construction d'hydrofoil en T asservi bidirectionnel   Dim 7 Fév 2016 - 21:29

ce que tu fais FBEDON est trop inaccessible a mes connaissances même si j'en comprends la finalité
Même si je te suis avec attention je suis comme BLOB je suis un adepte du minimalisme technologique ce qui par ailleurs me rend très dubitatif sur le fait de continuer a améliorer mon foil bidirectionnel sans asservissement
Je suis certain que ce que tu fais pourrait trouver d'autres finalités en tous cas
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canyon83



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MessageSujet: Re: Construction d'hydrofoil en T asservi bidirectionnel   Lun 8 Fév 2016 - 0:02

Ah oui je plussoie:

Pour un scientifique, il parait toujours louable d'asservir...la nature.
Mais il est un asservissement naturel qui s'appelle la proprioception  Wink
Finalement, les difficultés pour l'acquérir n'en sont que plus gratifiantes, et vouloir éliminer cet aspect c'est en enlever quasi tout le sel (...de mer)...à méditer
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MessageSujet: Re: Construction d'hydrofoil en T asservi bidirectionnel   Lun 8 Fév 2016 - 18:03

Mouais...
Vous avez déjà essayé le monocycle, c'est vraiment super ! on tourne sur place, c'est minimaliste, pas de chaine, pas de dérailleur, le pied quoi !
Fred
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MessageSujet: Re: Construction d'hydrofoil en T asservi bidirectionnel   Lun 8 Fév 2016 - 18:51

ne t’offusque Fred! je suis plutôt en état d'impuissance intellectuelle a suivre tes pérégrinations !
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MessageSujet: Re: Construction d'hydrofoil en T asservi bidirectionnel   Lun 8 Fév 2016 - 21:23

Pas de souci, j'essaie juste d'argumenter.
je pense que cette création pour qu'elle débouche sur quelque de chose de viable, devra intégrer les remarques et retour d'expériences de plusieurs utilisateurs plus inexpérimentés que moi, il n'est pas impossible non plus qu'un féru de microcontrôleur ou de l'hydrodynamisme tombe sur nos conversations et donne une bonne idée...
Fred
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MessageSujet: Re: Construction d'hydrofoil en T asservi bidirectionnel   Dim 21 Fév 2016 - 19:33

Salut,
voici le foil monté sur pivot

et ici aussi


Je suis assez content du pivot en lui même, axes de pédale Décathlon montés sur sur pédale acier fraisée.
Les axes pivotent dans des bagues Metafram.
En revanche je n'ai pas anticipé la forme de moustache du foil qui fait que l'axe dépasse très largement du profil...
Il faut que modifie cela, un bon coup de forge devrait suffire, mais la mienne est à la peine, qui aurait ça d'opérationnel sur Grenoble ?
Vos remarques sont toujours appréciées !

Fred
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MessageSujet: Re: Construction d'hydrofoil en T asservi bidirectionnel   Dim 21 Fév 2016 - 21:14

Au top ! Je suis dépassé dans l'explication du fonctionnement de certains capteurs mais au vu de l'écran de l'oscillo et la difficulté de la mesure, je dis chapeau ! Perso j'y crois aussi à ton expérience. Je pense que ça peut aider pour le Windsurf par exemple au vu de la masse à déplacer, ou en race pour assister le pilote à la façon d'un ESP ... Ou avec un moteur électrique sur le fuselage peut être se passer d'aile les jours de petole avec un départ à plat type surf, se lèver avec la portance et compenser la faible puissance du moteur avec tes ailes pour déjauger ... Je m'egare un peu mais qui aurait penser fabriquer des foils aussi performant que les nôtres dans son garage il y a quelques années ?
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MessageSujet: Re: Construction d'hydrofoil en T asservi bidirectionnel   Mer 23 Nov 2016 - 21:54

Salut à tous,
j'ai bien avancé ces derniers mois,(enfin, ça reste une tache de fond à la quelle je ne consacre qu'une petite partie de mon temps libre).
j'ai 2 foils montés sur 2 mats, le tout fixé sur une planche avec un peu de flottaison, donnée par Denis (Merci à lui).
Le premier foil est articulé, le second est fixe.
je ferai une photo ces jours ci, ce sera plus parlant.
J'ai fixé une boite étanche au dessus de mon premier mat et installé un servo costaud pour manœuvrer le foil articulé.
Dans un premier temps la commande sera manuelle avec une radiocommande de modélisme à gâchette (une main).
Il faut que je valide la mécanique (articulation, bielle, chapes, positions des mats, des footpads,..) avant d'attaquer la partie hydrodynamique.
Le second mat n'est pas encore mis à la longueur, je me demande si il y aurait un intérêt à le placer à une profondeur différente de celui de devant. Pour éviter les turbulences ou autre.
Merci pour vos retours, conseils et encouragements.
Fred
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MessageSujet: Re: Construction d'hydrofoil en T asservi bidirectionnel   Jeu 24 Nov 2016 - 17:33

on va asservir sa de notre côté ;moi je bosse sur les protos de forme avec l'expérience du kitefoil
Déja travaillé sur les safrans avec de bons résultats en course
A vous de deviner a quoi appartiennent ces machins


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SparD

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MessageSujet: Re: Construction d'hydrofoil en T asservi bidirectionnel   Jeu 24 Nov 2016 - 19:18

Il y a un air de famille avec les foils des IMOCA du Vendée Globe !

C'est pour un dériveur ? Asservir sur quel axe ?
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gurval



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MessageSujet: Re: Construction d'hydrofoil en T asservi bidirectionnel   Ven 25 Nov 2016 - 11:06

C'est un foil d'un flying phantom, non?
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MessageSujet: Re: Construction d'hydrofoil en T asservi bidirectionnel   Ven 25 Nov 2016 - 11:15

gagné GURVAL je vais affiner l'ensemble et le rendre moins porteur;
Ce bateaux n'a aucuns réglages d'incidences et sature assez vite
De mon côté j'ai mis des tubes dans les safrans pour agir sur les stabs de manière mécanique ou avec asservissement (mais c'est pas ma partie du taf)
Ensuite il y aura un travaille sur l’incidence des dérives afin de sortir plus vite de l'eau et de stabiliser ensuite de manière mécanique.
Travaux et essais courant février ,mars en réel!!
On est en contact avec l'ingénieur du bateau!!

Fbedon!!! c'est juste une parenthèse je ne te pourri pas ton post!!
Pour dire que sa travaille pas mal de monde ces sacrés foils Very Happy Very Happy
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canyon83



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MessageSujet: Re: Construction d'hydrofoil en T asservi bidirectionnel   Ven 25 Nov 2016 - 11:35

Houhou Francky, la gueule du moule que tu vas devoir faire !!! affraid
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MessageSujet: Re: Construction d'hydrofoil en T asservi bidirectionnel   Ven 25 Nov 2016 - 13:17

Salut Franckite24,
pas de soucis ce n'est pas de la pollution tu es dans le sujet.
Content de voir que l'idée suscite un peu d’intérêt.
voici les photos de la bête :

vue de dessous avec le mat arrière non monté.

vue de dessus avec la boite étanche pour le servo.
Fred
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Construction d'hydrofoil en T asservi bidirectionnel
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