Entrainement miroirs - transmission

[HugoF]

un exemple de montage pour la rotation des miroirs
http://www.green-energy-news.com/Resour ... ector.jpeg

plus pour s'inspirer qu'autre chose mais ça permet de visualiser un exemple

[Altab]

le système est intéressant, mais pour nous c'est encombrant ^^

Par contre on peut supposer qu'il y a une seul moteur pour entrainer l'ensemble des miroirs.

[HugoF]

Encombrant oui mais j'ai l'impression que la grande roue crantée est nécessaire pour envisager l'utilisation d'une chaine. Sinon pas assez précis comme entrainement.
Sachant que la chaine c'est très DIY ! Mais ya probablement d'autres entrainements qui existent et qu'on préfère (je n'ai pas une bonne culture de ça)
Dans tous les cas nous avons besoin d'une bonne précision angulaire des miroirs (qui se décline en contrainte de performance pour les moteurs, l'entrainement et la jonction pivot des miroirs).

J'ai fait un petit calcul de la précision angulaire nécessaire pour les miroirs (voir sujet sur le cahier des charges http://forum.osefrance.org/viewtopic.php?f=2&t=2911) je trouve l'ordre de grandeur du 10^{-3} rad ou du 0.1°

[Cywil]

Hello!

Puisque l'on est parti sur une solution à un moteur par miroir, et vu que le moteur défini dispose d'un arbre lisse, je vous propose un montage à chaud pour la transmission entre l'arbre moteur et la partie portante du film miroir. Pour garder la précision requise, il n'y a rien de tel!

Je me renseigne pour obtenir la norme. Avec un peu de chance, un coup de chalumeau ou même une étuve dans un four ménager pourrait suffire.

A suivre...

[HugoF]

Ok pourquoi pas !

Sinon, selon certains présents sur place samedi, les solutions méplat ou vis de serrage serraient suffisantes...

Avec un montage à chaud, on assemble définitivement l'arbre du moteur et la tige de l'axe du miroir c'est ça ? Cela signifie qu'en cas de démontage (ce qui ne devra pas être fréquent de toute façon) on démonte l'ensemble moteur+miroir solidairement ? Ça parait bien, des objections les autres ?...

[Altab]

un montage à chaud, ça nécessite une bonne précision de diamètre de l'arbre et du moyeu, mais c'est une solution jouable.
Faut explorer toutes les différentes solutions techniques de toute façon

[Cywil]

Voilà un doc pour faire les calculs d'un montage à chaud :
lien cloud

sinon autres propositions :
- manchon conique
- Collage (ça se pratique de plus en plus...)

[Cywil]

Ok pourquoi pas !

Sinon, selon certains présents sur place samedi, les solutions méplat ou vis de serrage serraient suffisantes...

Si le fournisseur du moteur propose cette solution...

Avec un montage à chaud, on assemble définitivement l'arbre du moteur et la tige de l'axe du miroir c'est ça ?

Non, on assemble "définitivement" une pièce à l'arbre moteur, cette pièce étant dimensionnée pour pouvoir entrainer la structure du miroir tout en étant démontable de celle-ci

Cela signifie qu'en cas de démontage (ce qui ne devra pas être fréquent de toute façon) on démonte l'ensemble moteur+miroir solidairement ? Ça parait bien, des objections les autres ?...

=> donc non, pas forcément

[HugoF]

Ok je vois. ça fait plein de possibilités !
Nos critères ici sont :
- précision angulaire de toute la chaine de transmission du moteur au miroir
- simplicité et low-cost

[Guillaume F]

Fixation par vis de serrage :
astuce pour éviter le "ripage" sur l'abre :
- utiliser une vis de pression prévue pour cet usage
- faire un coup de forêt (juste assez profond pour avoir l'emprunte du cône dans l'arbre)
- visser la vis de pression en visant le côné réaliser dans l'arbre
PS : si vibrations, appliquer de la colle sur la vis avant de la visser

[remyb]

L'utilisation de parallélogramme déformables est une solution pour orienter plusieurs miroirs à la fois. Elle a l'inconvéniant d'être limité en angle... Mais comme on n'a besoin que de +/-45°, ça ne devrait pas poser trop de problème.

orientation_1.png (306.51 Kio) Consulté 15242 fois

orientation_2.png (273.25 Kio) Consulté 15242 fois

La "barre" du haut est fixe. En se déplacant, la "barre" du bas sert de transmission entre les biellettes verticales qui supportent les miroirs..
Au niveau précision, pour avoir moins d'un centimétre au bout des 2 mètres, il faut moins d'un dixième pour un biellette de 20 cm. Pour que les barres aient les trous à la même distance les un des autres, on peut, par exemple les percéess ensemble. Idem pour les biellettes.
Si on est assez souple sur l'espacement des miroirs, on peut, peut-être, trouver des barres déjà trouées.
Entre la biellette et le miroir, il faut un réglage angulaire. Voir un double réglage, c'est à dire :

• Un réglage grossier qui permette une grande amplitude +/-30°
• Un réglage fin avec un pas de réglage inférieur à 0.05° mais qui peut avec une amplitude limitée

Aute particularité des parallélogramme déformables, ils permettent des configuration non alignés

orientation_2b.png (402.05 Kio) Consulté 15242 fois

orientation_3b.png (410.45 Kio) Consulté 15242 fois

Il est même possible de modifier l'emplacement des miroirs pendant le fonctionnement. Dans ce cas les miroirs restent parallèles à eux-même, ce qui permet d'avoir 2 points de fonctionnement différents :

orientation_2.png (273.25 Kio) Consulté 15242 fois

orientation_2b.png (402.05 Kio) Consulté 15242 fois

Pour augmenter la précision, il faut ajouter un rattapage du jeu. Je m'explique...
Si deux piéces n'on pas de déplacement relatif (exemple l'ace du moteur - piéce de liaison), il faut un montage serré : vis de pression, montage à chaud, colle, etc.
Mais, s'il doit y avoir un déplacement entre les deux pièces, par exemple il faut pouvoir tourner le guidon par rapport au cadre du vélo, on est obligé de laisser un jeu. C'est à dire un espace entre les deux pièces, sinon il y a trop de frottements et on peut pas tourner le guidon.
Et donc un imprécision égale à ce jeu car on ne sait pas de quel coté les pièces vont se toucher.
Deux solutions pour limiter cet imprécision :

• Soit on diminue les frottements (roulements à billes) ce qui permet de mettre des contraintes tout en pouvant déplacer les deux piéces sans trop d'effort
• Soit on ajoute une force permanente qui assure un contact toujours du même coté. Et donc rattape le jeu toujours dans le même sens. Par exemple la force exercé par un ressort.

Dans tout les cas, cela se traduit par un couple plus important a fournir par le moteur...

Parmi les augmentations importantes de couples (et de précision), il y a les systèmes de roue et vis sans fin. Ils ont, souvent, la particularité d'être non réversible, c'est à dire que, même en forçant, la roue ne peut, en aucun cas faire tourner la vis.

[Cywil]

GENIAL !!

Très intéressants les parallélogrammes déformables. Je vais tenter de modéliser cela pour pouvoir faire de mesures et des simulations de jeux entre les pièces mais les jouets de tes enfants sont déjà très représentatifs !!

Pour les systèmes roue et vis sans fin, oui le sujet avait été abordé à POC21 (avec Shure).
on l'avait gardé sous le coude mais les pièces seules étaient déjà assez chères (sur Michaud Challi par exemple), je peux tenter de retrouver le devis...
Mais cela reste une solution à envisager ! (Shure nous avait également donné un lien vers une vidéo youtube de production de roues et vis sans fin avec un tour tradi... impressionnant, mais il faut une certaine maîtrise et expérience sur ce type de machine pour arriver à un tel résultat)

[remyb]

L'autre jour, j'ai monté une roue de vélo. C'est fou comment avec de simple rayons droits et flexible, on peut réglé la position de la jante avec une trés grand précision et, au final, avec une grande rigidité. Pendant le réglagen on passe par des formes de patatoîde avec d'obtenir la bonne forme, c'est à dire ronde !

Je pense que l'on peut reprendre ce principe pour ajuster la position des facettes

Réglage de l'inclinaison des facettes les uns par rapport aux autres par des "rayons de vélo" de longues différentes.

InclinesonFacetteBombe.jpg (45.4 Kio) Consulté 15054 fois

J'ai positionné la barre de commande au dessus du champ de miroir. Cette disposition a des inconvénients (ombre), mais aussi des avantages (abaisse la disposition des miroirs, permet un accé plus simple aux réglages et articulation). Il faudra peut-être faire un autre fils sur cette disposition...
Une disposition par en dessous (comme sur les photos de mon poste précédents) marche aussi.

Les "rayons" (en rouge) relient les biellettes aux facettes. En jouant sur des longueurs différentes, on peut ajuster l'inclinaison des facettes. En augmentant le nombre de rayon, on doit même pouvoir "bomber" les facettes pour leur donner une forme d'arc de parabole, et ainsi affiner la tache solaire sur le récepteur.

Remarque :
[list=]
[*] Pour que cela ait du sens, il faut partir sur le principe d'avoir moins de facettes, mais des facettes bombées qui focalisent mieux le soleil.
[*] Comme on ne trouvera pas des rayons de vélo/moto de toutes les longueurs, on peut utiliser à la place des petites tiges filetées que l'on peut couper à des longueurs différentes en gonction de leur emplacement. Éventuellement en pliant une extrémité pour la fixé plus facilement sur la biellette. En ajustant les écrous à l'autre extrémité, on peut obtenir un positionnement très précis.
[*] Les "rayons" qui travaillent en compression doivent être plus gros pour ne pas flambés. Les rayons qui travaillent en traction (comme veux des roues de vélo) peuvent être beaucoup plus petits.
[/list]

[remyb]

Pour les systèmes roue et vis sans fin, oui le sujet avait été abordé à POC21 (avec Shure). on l'avait gardé sous le coude mais les pièces seules étaient déjà assez chères

Une solution pa chére :
D'un coté, on fixe une tige filetée à l'axe du moteur.
De l'autre, on fixe l'écrou sur le support mobile des facettes.
Lorsque le moteur tourne, l'écrou se déplace, et cela entraîne la partie mobile.
En rajoutant des articulations, on obtient un verin électrique pour quelques euro.

Un tour complet du moteur engendre un déplacement d'un pas de l'écrou. Soit 1.5mm pour du M10.
Avec un biellette d'environ 150 mm, cela engendre une rotation de 1/100 radian.
Soit une démultiplication de \frac \pi {50}
A mon avis, avec ce système, un seul des moteurs du démonstrateur aurait assez de force pour déplacer les 20 facettes !
Mais :

• ce déplacement serait 16 fois plus lent (c'est n'est sans doute pas gênant, le soleil n'est pas trés rapide).
• selon la position, un tour du moteur, n'engendre pas le même déplacement angulaire de la facette (mais avec le capteur d'éclairage sur le récepteur, ce n'est pas problématique)

[remyb]

Un système de rattrapage de jeu à force opposée unique, mais à rattrapages multiples (quasi sans pertes marginales) :

RattrapageDeJeu.jpg (20.35 Kio) Consulté 14927 fois

L'élément clef, c'est un "passe cable" à roulement à billes :

PasseCableARoulement.jpg (18.84 Kio) Consulté 14927 fois

Pour les roulements, il faut des roulement type roller :
De mémoire :
Diamétre intérieur 8mm
Diamétre exterrieur : 16 ou 22 mm
Epaisseur : 5 ou ? mm
Il y a peut de contraintes mécanique sur la coque...

Est-ce réalisable en impression 3D ?
A quel coût ?

[remyb]

Toujours sur le même principe, mais en étant en traction pour la motorisation et le verin :

TransmissionCable.jpg (8.25 Kio) Consulté 14802 fois

Des cable pour la partie supérieur (moins d'ombre). Des biellets pour les transmission inférieure.
A noter que cette configuration implique un nombre paire de facettes.
Elle permet, sans doute, avec le même système de commande de multiplier les champs de miroirs. Il suffit d'un cable entre les deux champs de miroirs.
Avec des roulements à billes, le nombre de facettes entrainnées n'est pas un problème. Et les efforts principaux (le vent) se font sur les facettes extrémes. Du coup, là aussi, peu importe le nombre de facettes entrainnées !

Pour la motorisation, j'ai dessiné une solution avec écrou - vis sans fin :

EcrouVisSansFinDIY.jpg (60.3 Kio) Consulté 14802 fois

L'écrou se déplace en étant en appuit sur une surface plane (la base d'un Té).
L'appui se fait via une tige perpendiculaire à l'écrou, munis d'un roulement de part et d'autre.
Aux extrémités de cette tige, on attache une parires de cables que l'on relie à la première facettes.
Pour le lien entre écrou et tige, on peut utilisé une tige filetée que l'on cintre en forme de U et en perçant 2 trous dans la tige. Pour éviter ces deux trous, on t peut mettre 2 U et une plaque de serrage (il est plus facile de percer une plaque d'une tigre).
L'effort axe sur la vis est repris par des roulements à bille (avec un support type "passe cable" fixé sur le Té)
L’entraînement de la vis sans fin peut se faire par système pignon / roue dentée. Je pense qu'un petit motoréducteur courant continue devrait suffire.

[remyb]

Calcul de précision d'orientation avec des presque parallélogramme déformable :

supposons qu'il y ait un écart de dx sur la longeur d'un cotré du parallélogramme (du coup ce n'est plus éxactemetn un parallologramme ).

PresqueParallélogramme.jpg (11.55 Kio) Consulté 14703 fois

L'écart d'angle d\alpha est donnée par la formule :
l.d\alpha = \frac {dx} {\cos \alpha}
D'ou d\alpha = \frac {dx} {l.\cos \alpha}
Si l'on considére qu'on régle la fecette pour \alpha=0
Alors, le désalignement par rapport à ce réglage sera de :
\delta\alpha = \frac {1 - \cos \alpha} {\cos \alpha}.\frac {dx} l
Pour +/-45° d'inclinaison de facette, avec dx=1mm et une longueur de biellete l=180mm, cela donne
\delta\alpha = 0.0023 rad = 0.13°
Pour +/-30°, l'écart tombe à 0.05°!

[remyb]

Une solution simple basée sur un entraînement Écrou/Vis sans fin

rapeze variablepour rotation miroir.

TransmissionEcrouVisMoteurMobile.jpg (67.07 Kio) Consulté 14473 fois

La facette est liée à la biellette de droite (de longueur R)
Le truc particulier, c'est que le moteur est sur une partie mobile . Mais comme on ne va pas faire plusieurs tours, Ça ne gêne pas !

Avec le dimension fournier ( R/2 ,R et 3.R) on doit pouvoir lit piloter le miroir "maître" sur +/- 60° avec une bonne précision. Et pousser jusqu'à environ 90° (en position de "sécurité").
La courbe du haut est le tracé de l'extrémité de la tige filetée selon les différentes positions. A priori, l'ensemble reste compact, donc assez facile à installer.
Remarque, ce systéme n'entraiene qe'un seul miroir. Il faut donc le combiner avec autre chose pour les autres miroirs (ou un moteur par facettes...)

[remyb]

Une variante plus simple pour le rattrapage de jeu :

Parallélogrammes déformables avec rattrapage de jeu par paire de biellettes.

RattrapageJeuSimplifie.png (817.34 Kio) Consulté 13085 fois

Toujours sur le principe des parallélogrammes déformables, avec une barre droite (en noir) qui relient les extrémités basse des biellettes (en bleue).
Le rattrapage de jeu est fait en ajoutant un ressort (un tendeur ou une élastique) dans un intervalle sur deux.
Un ressort ou un contre poids assure le rattrapage de la première biellette et de la partie entraînement.

Dans cette solution, le rattrapage de jeu ne sert qu'à compenser le jeu dans les cas normaux de fonctionnement. Il n'est donc pas nécessaire d'avoir des tensions importantes (et donc des forces importante dans les articulations et le système d’entraînement).

L’entraînement (en rouge) est réalisé par un système écrou/vis proche du système exposé précédemment, mais, pour simplifier, avec la vis qui passe proche de l'articulation du support moteur. La précision est optimum en fin de matinée, entre "matin" et "midi". Et bonne sur la plage comprise entre "matin" et "soir".
Pour la position "'nuit" (mise en sécurité des facettes), la précision angulaire est faible, tout comme la "force" fournie par l'entrainement . Mais, dans cette position, la barre de transmission vient en butée sur la barre support qui relient les axes de rotation des facettes (en gris). Un système magnétique du type fermeture de porte peut être ajouté entre ce deux barres afin de verrouiller la position, par exemple en cas de tempête. Ou, plus simplement, des attaches manuelles.

[remyb]

Un système magnétique du type fermeture de porte

Le bon nom, c'est "electro-aimant de maintient à emission de courant"
Exemple :
Caractéristiques