Wagon de mesure distance et vitesse

[pierrepv]

    Bonjour,

Nous sommes un club dans la région de Lyon et nous souhaitons réaliser ce wagon de mesure.

Je comprend mal la disposition des capteurs à effet Hall sur le plancher du wagon.

Je vois bien la disposition du capteur A face aux aimants, mais pour le capteur B, j'ai un peu de mal.

Pouvez-vous m'éclairer.

Cordialement

[pierrepv]

Bonjour,

Pour préciser ma question précédente, je bute sur la phrase suivante:

- "Les deux capteurs A et B sont décalés angulairement de + ou -90° pour fournir un sinus et un cosinus sur une période magnétique. Ici j’ai utilisé deux paires de pôles (4 aimants ⇒ 2 N et 2 S) et donc les signaux des capteurs auront une période d’un demi-tour d’essieu. Sur le dessin et dans la réalité les capteurs sont décalés de 270° électriques soit -90° modulo 360."

Quand je regarde les dessins, les capteurs A et B sont décalés de 225°, pas de 270°.

Je ne vois pas les + ou - 90°

[Conchito]

Bonsoir,

Je viens de refaire un dessin, ci joint, de la position des capteurs. Il s'agit de la coupe longitudinale du wagon, au niveau de l'essieu portant les aimants.
J'ai positionné les fils de sortie des capteurs tels que je les ai implantés dans mon wagon, et surtout une cote angulaire de 135° mécaniques entre les capteurs. L'image est peut-être déformée dans l'article et les 135° mécaniques apparaissent mal.
J'espère que ce dessin est plus explicite.
135° mécaniques entre les capteurs correspond à 270° électrique. Ayant 2 paires de poles, 1 tour électrique ne fait que 180° mécaniques. Pour un tour d'essieu mécanique, chaque capteur voit passer de façon alternée deux poles nord et deux poles sud soit 2 tours électriques. Et donc 135° mécaniques correspondent à 270° électriques ou -90° électriques.

Cet angle de -90° électriques ou 135° mécaniques n'est pas critique au degré près, mais tout écart se traduira par une erreur de mesure plus ou moins "ondulée" sur un tour électrique. Une erreur sur cet angle se traduit par des signaux qui ne sont pas en quadrature. Les deux signaux sont en quadrature quand un signal est au maximum ou au minimum pendant que l'autre passe par zéro.
De même il faut que les aimants passent à la même distance des deux capteurs pour avoir des signaux de même amplitude.

Il est également possible d'utiliser un ESP32 au lieu due l'Arduino, ce qui permettrait, tout en utilisant l'IDE Arduino pour le développement, de disposer d'une liaison WIFI en plus du Bluetooth.

Cordialement

[pierrepv]

   Bonsoir,

Et merci beaucoup de cette réponse rapide que je vais étudier soigneusement.

Les membres de mon club sont très enthousiastes sur ce projet.

Cordialement

[pierrepv]

    Bonjour,

J'ai trouvé tout le matériel, sauf le "régulateur de charge"pour les 2 batteries.

Je n'ai rien trouvé qui corresponde chez les fournisseurs classiques.

Pourriez-vous m'aiguiller?

Cordialement

[msport]

Bonjour,

si on accepte une recharge hors des rails on peut utiliser ce module :

https://www.ebay.fr/itm/403644631964

Avec l'avantage de n'utiliser qu'une batterie.

Si on veut garder la charge par les rails, il faut réduire à 5V  la tension redressée par un step down  :
https://www.ebay.fr/itm/363903108517
https://www.ebay.fr/itm/403755865933

Mais Conchito pourra préciser ses sources.

[Conchito]

Bonjour,

Pour charger les batteries, j'ai utilisé un stepdown convertisseur qui permet de générer du 9V, car il faut une tension supérieure à 7,2V pour alimenter les batteries montées en série (jusqu'à 8,4V). La résistance de 10 ohm limite le courant de charge.

J'ai utilisé le module suivant https://www.ebay.fr/itm/173252476101 qui a l'avantage proposer une gamme de tensions de sortie fixes sélectionnables par un pont de soudure ainsi qu'une tension ajustable par potentiomètre.
Mais les modules proposés par msport https://www.ebay.fr/itm/403755865933 ou https://www.ebay.fr/itm/403644631964 conviennent également très bien, une fois réglé en 9V de sortie..

Dans tous les cas, il faut derrière un module de régulation de charge fait pour 2 batteries en série afin d'équilibrer les charges des 2 batteries (fournisseurs en France) :
https://www.ebay.fr/itm/334291536926
https://www.ebay.fr/itm/174288736062

Cette tension de 7,2V convient très bien pour alimenter l'Arduino nano dont le régulateur 5V fournira la tension d'alimentation des capteurs et de l'émetteur Bluetooth.

On pourrait également envisager de passer en 3,3V et n'alimenter qu'avec une seule batterie, mais je ne connais pas le comportement des capteurs à effet hall (faits pour fonctionner sous 5V) lorsqu'ils sont alimenté sous 3,3V.

Cordialement

PS: Quel type de wagon avez-vous l'intention d'utiliser ?

[pierrepv]

   Bonjour,3

Et merci de cette réponse rapide, j'ai maintenant tout ce qu'il me faut pour approvisionner le matériel.

Pour le wagon, nous attendons la réouverture du club le 16/08 pour consulter nos membres sur les wagons en leur possession.

Mais bien sûr quelque chose de très semblalble au votre.

Cordialement

[doume35.6]

Bonjour
Bravo pour le wagon de mesure.
Tout fonctionne ainsi que les 2 applications.
J'ai juste une différence de mesure entre le réel et la distance affichée sur le wagon.
Pour 100 mm de déplacement réel le wagon affiche 86mm.
Le wagon a des roues diamètre 11 mm sur axe d'essieu de 2 mm.
Il y a t'il un réglage à faire ,soit sur les capteurs ou une correction dans le programme.
Cordialement

[Conchito]

Bonsoir,

Heureux que vous ayez réalisé ce wagon. 

Quelques remarques :

• Tout d'abord il faut s'assurer que l'affichage varie linéairement de façon monotone lorsque l'on fait avancer doucement, à la main, le wagon sur un voie droite. Si ce n'est pas le cas, la position des capteurs à effet Hall est à corriger.
• En courbe, les deux roues d'un même essieu ne parcourent pas la même distance alors qu'elles tournent à la même vitesse . Cette différence est sensée être absorbée par la forme conique des bandes de roulement des roues. Certains essieux ont des bandes de roulement cylindrique, et donc il y a glissement dans les virages. Ce glissement entraine des erreurs de mesure dans les courbes.
  https://secouchermoinsbete.fr/89425-les-trains-ont-des-roues-coniques-pour-pouvoir-tourner
• Pour faire l'étalonnage du wagon, utiliser un voie droite assez longue ( 1m )

Si vous disposez d'un oscilloscope ou d'un moyen d'acquisition, assurez vous que les signaux en sortie de chacun des capteurs sont sensiblement sinusoïdaux, de même amplitude et surtout sont en quadrature. ( voir figures 6 à 8 de l'article https://www.locoduino.org/spip.php?article259)
Sinon on peut utiliser la routine d'envoi par la liaison série pour transmettre les valeurs des mesures de chacun des capteur à effet Hall. Ces valeurs seront récupérée dans le moniteur de l'IDE et visualisées.

Comme expliqué, le diamètre des roues est un paramètre entré comme une constante dans le début du programme.

Code: [Sélectionner]

const double CSTE_ROUE = (11./4.);      // (mm/rad)  = diamètre roue/2 -> rayon  puis /2 car 2 paires d'aimants par tour de roue
Dans votre cas on peut essayer de corriger le paramètre du diamètre des roues pour compenser l'erreur mesurée.
Remplacer le 11. par 12.8 car 12.8=11. x 100. / 86.

Code: [Sélectionner]

const double CSTE_ROUE = (12.8 / 4.);      // (mm/rad)  = diamètre roue/2 -> rayon  puis /2 car 2 paires d'aimants par tour de roue

Cordialement

[doume35.6]

Bonjour
A la suite de votre réponse j'ai refait un test sur un rail bien droit et effectivement la distance réelle correspond à la valeur affichée.
Je vais pouvoir emmener le wagon au club minirail de Brest.
Merci beaucoup de votre aide.
Cordialement