Attero loupé, axe cassé

Belles turbulences au terrain ce lundi 6 août, le Gambitron a été stoppé net et a carrément atterri sur le nez avec un beau décrochage..

Résultat, l’axe a cassé net au raz du moteur.

L’ironie du sort est que l’hélice est intacte..


Le moteur a été renvoyé chez Scorpion pour remplacement de l’axe et révision.

Le train a aussi dégusté dans l’histoire, mais c’est moins grave. Il y a des jours on on l’est pas doué…

A new table design by Jorgen Pedersen

Jorgen Pedersen is the editor of the GMFC news letter and the author of many GMFC-based models. He is willing to share with anyone his latest table design with few conditions:

1. That if you use the plans you let him know—and provide updates
2. If you hit issues you notify us all so that we may all learn together
3. That these are never sold by anyone claiming them to be their own—To help prevent this he will be water marking the designs..

CNC Foam Cutter-Router New Design v15.pdf

Quote from the July 2018 GMFC newsletter:

My New/Next Machine

I wanted this next machine to be able to be both a CNC foam cutter and a CNC Router/Carver — which does introduce some complexities — particularly around the electronics. I also wanted to be able to change configuration from a foam cutter to a router in minutes — the design requires just 8 machine screws and the electronics reconfiguration (which will be automatic) to be converted from one mode
to the other.

Because of the complexities of the two modes, my complete tower assemblies move up and down, rather than just the bow hangers. By doing this I can then slave the two towers together to provide the vertical Router movement that I will require.

I have also now redesigned my towers to have 33” of movement. I really don’t think I need that much but after the issues with under sizing before I decided to maximize tower length on this occasion..

Table de découpe au fil chaud à base de composants Openbuilds

Ma vielle table manquait un peu de rectitude, et j’avais envie d’une machine plus précise. Dans mon cahier des charges, je voulais également une machine plus rapide et assez grande en X, de manière à pouvoir tronçonner rapidement les blocs de polystyrène.

Les composants Openbuilds permettent de construire rapidement des machines avec la garantie d’avoir d’une bonne précision, tout en ayant besoin que d’une clef allen et d’un tournevis. Les composants sont aussi disponibles en format numérique, ce qui permet de construire la machine en virtuel, tout en étant sûr de la cohérence de l’assemblage.

J’ai utilisé fusion360 qui est disponible gratuitement pour les hobbyistes et les académiques. La modélisation est disponible via ce lien.
.

Pour ne pas me louper, j’ai utilisé comme base deux axes C-Beam de 100cm. J’ai acheté les composants chez Ratrig qui est situé au Portugal et a des frais de port réduits.

Outre les composants Openbuilds, j’ai conçu en impression 3D des supports pour les moteurs Y et les interrupteurs de fin de course.

La table est fixée de manière permanente sur une porte recoupée à la bonne dimension, ce qui assure une bonne rigidité dans le temps.

Pour le moment, il me manque encore le plateau à placer sur le cadre en alu et je dois poser les fins de course.

Les vis Openbuild font 8mm de pas, ce qui donne une avance assez impressionnante. Je suis passé en mode 1/4 de part sur la carte de contrôle des moteurs. Avec mes moteurs bipolaires 200 pas/tour, cela donne un équivalent 800 pas/tour.

La vitesse de la table est très importante, 55mm/s en X et 50mm/s en Y. Au delà, pas de perte de pas, mais de grosses vibrations.

Voici deux vidéos des déplacements :

Liste des composants Openbuild chez RatRig

Description

Reference

Nombre
C-Beam Linear Actuator Bundle

HW1517GK-BUNDLE

2

V-Slot 2040 500mm

HW400BRC

2

V-Slot 2080 Natural – 600mm

HW8CCNRC

3

8mm Metric Acme Lead Screw – 500mm

HW1006SC

2

Cast 90 Degree Corner Bracket – Black Anodized

HW1267BC

16

OpenBuilds Tee Nuts (25 Pack)

HW1112NK

3

Anti-Backlash Nut Block for 8mm Metric Acme Lead Screw

HW1021GC

2

5mm * 8mm Flexible Coupling

HW1001GC

2

Solid V Wheel Kit

HW1212WK

8

V-Slot Gantry Plates (Option: Universal (20mm – 80mm))

HW2433PC

2

Aluminium Spacer – 6mm

HW1018NC

4

Eccentric Spacer – 6mm

HW1073NC

4

Aluminium Spacer – 9mm

HW1019NC

4

Hex Locking Nut – m5

HW1039NC

8

Aluminium Spacer – 3mm

HW1016NC

4

Low Profile Screws – 25 Pack Screw Length 8mm

HW1167SK

2

Low Profile Screws – 25 Pack Screw Length 25mm

HW1171SK

1

Low Profile Screws – 25 Pack Screw Length 30mm

HW1172SK

1

Low Profile Screws – 25 Pack Screw Length 12mm

HW1376SK

1

Low Profile Screws – 25 Pack Screw Length 45mm

HW1200SK

1

Voici la table finie avec le plateau de découpe:

Au final, la table est super simple à construire. La vitesse est très importante, ce qui va faciliter le tronçonnage des blocs.

Contrôleur Scorpion Tribunus 14S – 200A

Un nouveau contrôleur pour le Gambitron. L’avantage par rapport à l’Alien Power est la télémétrie intégrée. Plus besoin d’avoir un capteur Unisens-E séparé, dont les mesures de vitesse de rotation sont parfois inexactes. Autre avantage, le Tribunus ajuste dynamiquement la vitesse de découpage.


L’intégration dans le Gambitron n’a pas posée de problème. Il y a largement la place pour le Tribunus au dessus du train. Une large bande de velcro suffit pour le fixer. C’est impossible a détacher simplement.

Le Tribunus possède trois prises : Master pour la commande des Gaz, Slave pour la connexion a un régulateur type V-bar pour les hélico, et PC pour la programmation et la télémétrie. En fait, j’ai pas mal galéré pour arriver à faire marcher la télémétrie du Tribunus sur mon récepteur Jeti R18. Quelques explications qui peuvent aider les copains en Jeti dans le futur. Il y a maintenant deux modes pour les échanges d’info de télémétrie sur le système Jeti: le mode sensor, et le mode Exbus. Le mode senseur est unidirectionel capteur -> master (par exemple le récepteur). Le mode Exbus permet a des équipements de dialoguer (ex: récepteur vers récepteur).

Nos senseurs actuels (altimètre, température, UNIsens) travaillent en mode sensor. Normal… Par contre, ils ne marchent pas sur une entrée-sortie en mode Exbus.

Le Tribunus bizarrement marche en mode Exbus. Je ne trouve pas que ce soit un bon choix. Sur le R18, il n’y a qu’une entrée/sortie (EXT) programmable en mode sensor ou Exbus. De fait, soit j’ai mes capteurs classiques, soit j’ai le Tribunus. Par contre, sur les récepteurs récents REX il y a trois entrées/sorties programmables en mode Exbus ou senseur. On peut donc mixer les capteurs et équipements.

Je tiens à garder le R18, car j’utilise une transmission double avec un satellite Rsat pour réduire les effets de masquage. Quelles sont les solutions:
1- Scorpion change le fonctionnement du Tribunus en mode senseur.
2- Jeti fait une mise à jour du firmware du R18 pour avoir plusieurs entrées/sorties télémétrie programmable. J’ai demandé, ce n’est pas possible pour raisons matérielles.

3- Plus réaliste.. André Lambert m’a suggéré d’utiliser le R18 en mode Exbus et le Rsat en mode senseur pour mes autres capteurs. Il a fallu tirer un cable vers la prise EXT du Rsat qui est situé sous la dérive pour maximiser la couverture des antennes.

Premiers Tests

Pour le moment je garde l’Unisens-E dans le Gambitron afin de comparer les mesures.

On voit que le Tribunus réagit plus rapidement que l’Unisens-E. Ce dernier lisse les valeurs et réagit avec un retard de 0.7 secondes.

Il y a une également une différence dans les valeurs mesurées. Le Tribunus donne des valeurs plus élevées en courant, l’Unisens-E donne des valeurs plus élevées en tension. Au total, le Tribunus donne des mesures en Wh plus élevées de 3%. Il faut garder à l’esprit que ce ne sont pas des appareils de mesure calibrés. Scorpion revendique une précision de 5% seulement. En conclusion, je dois donc garder l’Unisens-E pour faire des mesures comparatives.

On voit sur le graphique ci-dessus que le Tribunus passe de temps en temps a 99.5% avec un impact significatif sur la conso et régime moteur… Pour éviter ce problème, j’ai réduit légèrement la valeur max du servo des Gaz pendant la procédure de calibration du Tribunus, puis je l’ai remise a 100% ensuite.

En ce qui concerne la vitesse de rotation, la mesure est très précise. Par contre c’est une mesure brute et il faudra diviser la valeur obtenue par la paire de pôles et le rapport du réducteur (7 dans mon cas). Il serait bien que le rapport soit programmable dans le Tribunus.

Moteur Scorpion S6540-155

Encore un nouveau moteur pour le Gambitron…

Bien que je sois très content de mon S6530-180, je suis toujours en recherche d’optimisation. Une des limitations actuelles est que le S6530-180 tourne un peu vite. Potentiellement, un moteur avec moins de KV permettrait de tourner une hélice encore plus grande, donc avec un meilleur rendement, et moins vite, donc engendrant encore moins de bruit. Dans la gamme Scorpion il existe le 6530-150, mais la puissance max serait un peu limite.

J’ai eu l’occasion d’acquérir et de tester un tout nouveau modèle, le S6540-155. Il pèse 300g de plus que le S6530 et possède un KV de 155. La puissance max est à 6000W, donc amplement suffisante pour mon utilisation.

La photo ci-dessus montre les deux moteurs. Les fixations sont identiques. Le S6540 fait 10mm de plus en longueur. L’axe d’hélice est de 10mm, alors qu’il était de 8mm pour le S6530. La longueur supplémentaire m’a obligé à une découpe de la partie avant du capot. Le moteur dépasse un peu, mais cela ne se voit pas. Les 300g de plus à l’avant sont compensés en reculant légèrement les batteries. De fait, je garde le même centrage.

Lors des premiers tests, je constate un bruit très significatif du moteur et de l’hélice, bien plus qu’avec le S6530. Pourtant, il n’y a pas de vibration dans la cellule, ni dans le bâti du moteur. Sur les conseils de Scorpion, je fais des tests sans hélice et constate un régime irrégulier et une certaine résonance. Le problème semble donc lié au contrôleur. J’ai fait des changement dans la fréquence de découpage et le timing. Avec une fréquence de 16Khz et un timing à 5 degré, la rotation semble bien plus stable. Les essais au terrain avec cette configuration donnent un niveau de bruit équivalent à ce que j’avais avant. J’ai quand même une résonance entre 4000 et 5000 tour/min qui disparait à des régimes plus élevés.

Avec ce nouveau moteur, j’ai pu tester deux hélices, une Fiala bois 25×10 et la Falcon carbone 23×10 que j’utilisai précédemment. Le planeur remorqué est le Pégase (10Kg, 5,5m) de Loïc qui sert de planeur de référence.

La Fiala 25×10 consomme un peu plus de 100A en statique, ce qui est prometteur. Par contre, elle est très bruyante. C’est loupé pour l’objectif de réduction de bruit. Une fois en vol la consommation diminue significativement comme le montre le graphe ci-dessous.

Coté bilan énergétique, c’est aussi décevant sur les trois remorquages:

Hauteur

Durée

Capacité consommée

Énergie

Énergie/m

277.1m

42s

795mah

41.9Wh

0.151
256.7m

40s

798mah

41.34Wh

0.161
252.3m

43s

848mah

43.7Wh

0.173
Moyenne

0,161

Il semble que le comportement dynamique de l’hélice ne soit pas très bon. Est-ce du au matériau ou au profil? Par contre c’est une hélice excellente pour la voltige dixit Jean-Philippe… En vol, le frein du à cette hélice est impressionnant. Il faut impérativement remettre des gaz pour l’atterrissage.

Passons à la Falcon 23×10. Elle a le même niveau de bruit que pour le S6530. C’est déjà pas mal. Le comportement en vol est le même que précédemment. La consommation statique est autour des 85A. Par contre, la consommation ne change pas brutalement lors du passage du régime statique au régime dynamique, contrairement à la Fiala.

Coté bilan énergétique, c’est très bon sur trois remorquages:

Hauteur

Durée

Capacité consommée

Énergie

Énergie/m

311m

39s

744mah

39.27Wh

0.126
281.9m

45s

786mah

40.86Wh

0.144
306.6m

40s

676mah

34.35Wh

0.112
Moyenne

0,127

La journée était assez venteuse, avec le vent de travers. Donc les conditions n’étaient pas excellentes. Malgré cela, le rendement est supérieur à celui obtenu avec le S6530 (0.139 avec la falcon 23×10).

Le bilan est donc très positif en terme de rendement, et un petit peu moins en terme de bruit. Bravo à Scorpion pour ce nouveau moteur !!!

Test d’hélice: la Falcon 23×10

Avec le retour du beau temps, j’ai pu enfin tester ma dernière acquisition, une falcon 23×10. L’hélice est de toute beauté, avec une superbe réalisation. Elle est même livrée avec des housses de protection bleue.

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Mon hélice actuelle est une GSonic 22×10. C’est la moins chère et celle qui offre la meilleure performance, avec une PT Model 22x10E.
Pour rappel, voici trois remorquages du Pégase (10Kg, 5,5m) avec la 22×10 et le pack Graphène 10 000ma.

Hauteur

Durée

Capacité consommée

Énergie

Énergie/m

289m

45s

844mah

47.21Wh

0.163
291m

47s

867mah

46.12Wh

0.158
287m

48s

827mah

42.95Wh

0.149
Moyenne

0,156

Voici deux remorquages avec la 23×10.

Hauteur

Durée

Capacité consommée

Énergie

Énergie/m

336m

35s

869mah

48.74Wh

0,145
302m

33s

745mah

40.43Wh

0.133
Moyenne

0,139

Le gain est très clair, même si je n’ai remorqué le Pégase que deux fois dans l’après-midi, car les autres vols ont été consacrés à un F3Q. Comme le F3Q est un nouveau planeur, je n’ai pas de base de comparaison, mais j’ai constaté globalement un gain en autonomie.

Le petit défaut est que l’intensité est supérieure à 100A en début d’utilisation du pack, pour atteindre 90A en fin d’utilisation. C’est 10A de plus que pour la 22×10. Pour le pack graphène, cela ne pose pas de problème. Pour le pack 8000ma c’est peut être un peu trop.

Conception et réalisation d’un remorqueur électrique, le Gambitron V2

Conception: Gilles Muller et Loic Provost.

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Le Gambitron c’est presque comme le vin, il arrive avec les vendanges. Donc voici la version 2, qui a été conçue en commun avec l’ami Loïc, toujours source de bonnes idées, et qui a la gentillesse de corriger mes erreurs.

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Le but était d’optimiser le poids et la trainée. Le Gambitron V2, c’est principalement un fuselage dessiné autour du pack d’accus. Le profil est un classique Naca 2412. L’envergure est de 2800mm, la corde à l’emplanture est de 390mm, et de 290mm au saumon. La surface des ailes est de 100dm2, la surface du stab est de 21dm2, le bras de levier est de 1300mm. Ces paramètres sont la source de bonnes qualités de vol.

plan

Avec un pack d’accu Zippy 8000ma, le poids en ordre de vol est de 9.8Kg, contre 12Kg pour la V1. 20% de gain, c’est très bien.

Les premiers vols montrent un comportement très sain, le Gambitron V2 est un vrai trainer.

Voici les premières performances sur des montées à 250m:

Planeur F3I 4Kg, Hélice GSonic 22×10, pack Zippy : 0.095 Wh/m
Planeur Schweitzer 5.4Kg, Hélice Gsonic 22×10, pack Graphène : 0.111 Wh/m
Planeur Pégase, 9.6Kg, Hélice Gsonic 22×10, pack Zippy : 0.147 Wh/m

Pour le F3I, les meilleures perfs pour la V1 étaient de 0.108 Wh/m. On a donc un gain d’au moins 10% pour ce planeur. L’hélice GSonic 22×10 est celle qui donne les meilleurs résultats en terme de bilan énergétique.

Motorisation

Le but du Gambitron est de remorquer de manière confortable des planeurs d’une masse autour de 13Kg. Si l’on ajoute une masse de 10Kg pour le remorqueur, et un facteur de 150W par Kg, on obtient autour de 3500W. Les moteurs qui sortent cette puissance pèsent autout d’1 Kg, ce qui est le cas du Scorpion 6530-180, d’un KV réel de 169.

DSC_0987

Concernant les accus, les contraintes sont: (i) d’avoir une capacité suffisante pour ne pas changer trop souvent le pack, (ii) d’avoir une très bonne longévité, (iii) garder le prix raisonnable. De fait, il faut éviter de trop tirer en ampérage et essayer de rester dans les 10C. Pour ce faire, je préfère monter en tension, quitte à utiliser un contrôleur plus cher. Mon choix s’est donc porté sur des packs de 14S. Le contrôleur Jet ESC HV 300A, 16S vient d’outre manche, et le patron Bruno Tollot répond rapidement à toutes les questions.

DSC_0992

Le frein d’hélice est paramétrable avec plusieurs niveaux de freinage. J’utilise le niveau juste avant le blocage. Plus l’hélice tourne lentement, plus le frein est efficace pendant la descente.

J’ai actuellement deux packs: 8000ma Zippy (2x6S+2S) et 10000ma Graphene (6S+2x4S). Le poids du pack graphène est de 3310g (3.02ma/g), contre 2680g (2.98ma/g) pour le Zippy, soit 630g de plus.

DSC_1078

Le graphe ci-dessous, présente un résumé de dix remorquages avec le pack graphène, puis deux remorquages avec le zippy.
total_vol

À la fin du premier remorquage, on a 3.5V et 6A de plus pour le pack Graphène. La puissance en début de remorquage est de 4400W et de 3300W en fin. À la fin des dix remorquages, le pack graphène est à peine chaud, alors que le Zippy chauffe légèrement. Par contre, le pack graphène est presque deux fois plus cher que le Zippy. De toute façon, il semble que les Zippy ne soient plus distribués.

Construction

La construction est réalisée avec du CTP léger 3mm en bouleau et du 5mm aviation pour les parties qui nécessitent des renforts. Le fuselage est du type caisse pour des raisons de rapidité de construction. La conception est en CAO 3D et la découpe des pièces a été effectuée à la fraiseuse par l’ami Bruno. L’ami Yannick m’a fourni les matériaux de construction.

Fuselage
Le Gabitron V2 est construit avec le but de simplifier la gestion des accus. Le moteur est toujours le Scorpion 6530-180 monté sur la cloison pare-feu via une croix en alu. À l’avant, on trouve donc un grand compartiment pour les accus, au dessus d’un logement pour le contrôleur. L’équipement de la V2 est le même que celui de la V1. On trouve le contrôleur AlienPower et un UniSens-E pour la mesure par télémétrie de l’altitude et des paramètres de consommation. J’ai également mis deux sondes de température autour de la partie fixe de la cage du moteur, et du contrôleur.

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Derrière le compartiment accus, il y a le compartiment servos et réception. Les accus (LIFE 1000ma) de réception sont doublés. La régulation est réalisée par un MAXBEC 2D qui retransmet par télémétrie la tension réelle des accus. Il y a deux servos de direction, un pour la dérive, un pour la roulette de queue, un servo pour la profondeur, et enfin la commande de remorquage avec un très joli crochet de remorquage réalisé par Loïc.

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Les commandes sont réalisées avec des tiges en fibre de verre insérées dans des tubes laitons aux extrémités.

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Les flancs sont un peu trop longs pour la fraiseuse. La solution a été de couper en trois parties et de réaliser des entures pour les raccords.

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La réception est doublée avec un satellite qui est fixé sous la dérive. Les antennes sont glissées dans des gaines pour qu’elles ne bougent pas.

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La commande de la profondeur est réalisée avec une chape à boule qu’il faut dé-clipser pour le démontage.
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Il y a trois capots pour le dessus. Les capots sont réalisés en polystyrène découpé au fil chaud, puis coffrés au balsa avec un tissu de fibre 50g. Le capot arrière est collé à demeure. Le capot du compartiment servo est fixé avec deux vis et deux tétons.

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Le capot des accus est fixé par deux tétons et un verrou de verrière.

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Les accus de propulsion sont montés sur une plaquette de CTP 2mm par du scratch. La plaquette vient se coincer sous une plaquette montée inclinée à l’arrière, et est fixée à l’avant par une vis. Le montage/démontage de l’accu est très rapide. Le centrage est toujours nickel et il est facilement réglable en déplaçant les accus sur le scratch.

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Pour éviter les câbles qui se baladent, j’ai fait réaliser des circuits imprimés avec trous métallisés. En empilant deux circuits, on a une base assez solide pour souder les connecteurs. J’ai ensuite vissé les plaquettes sur le fond du fuselage.

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On voit les fils de recharge des accus de réception.

Capot moteur
Le capot moteur est réalisé en fibre dans un moule qui est lui-même obtenu à partir d’une forme imprimée en 3D (merci à Olivier Ségouin). La forme est ensuite apprêtée et poncée.
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Le capot est fixé sur le bâti moteur via 4 vis. Les écrous sont réalisés avec du micro ballon.
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Entoilage

L’entoilage est fait à l’oracover rouge.
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Cela rajoute 150g au poids du fuseau.

Le Gambi était le cheval du grand-père de Loic. De fait, un cheval ailé semble approprié comme logo.

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Ailes
Les ailes sont réalisées en polystyrène coffré en fil chaud. La peau est réalisée à partir d’un sandwich Airex et deux couches de fibre 50g à l’extérieur et l’intérieur. DSC_1034

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Après coffrage, l’aile est évidée ce qui permet de gagner 100g. Pour le guidage du fil, j’utilise deux nervures ajourées pour l’emplanture et le saumon.
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Pour finir, les ailerons sont découpés, puis articulés au silicone.

Bilan de poids

Item Poids (g)
Ailes 1 756
Stabilisateur 378
Hélice GSonic 22×10 165
Train avec roues 753
Capot accus 50
Capot servo 40
Capot moteur 51
Clef d’aile 300
Moteur Scorpion 1 050
2 x Accus de réception LIFE 1100ma 2S 132
Électronique de réception 145
6 servos 325
Controleur Alien 300
Roulette de queue 44
Fuselage entoilé avec accastillage 1670
Accus de propulsion Zippy 8000ma 14S 2 680
Total 9840

Connecteurs pour les câbles d’accus

J’aime pas trop les câbles d’accus qui se baladent. Donc j’ai fait réaliser des circuits imprimés avec trous métallisés. En empilant deux circuits, on a une base assez solide pour souder les connecteurs. Il suffit ensuite de fixer la plaquette sur un support solide….

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