MODULES de TELEMESURE
Accès rapide à : ALTI-VARIO-3
ANEMOMETRE
INT-TP
I. Le TACHYMETRE
Le module de tachymétrie va nous permettre de mesurer la vitesse
de rotation de l'hélice du moteur en vol
Son domaine de mesure va de 0 Kt à 25.5 Kt/mn , soit donc de 0 T/mn
à 25500 T/mn. La résolution de mesure est de 100 T/mn
Deux types de capteur sont envisagés : L'un à effet HALL présenté
en premier et l'autre à Photo-diode ou Photo-transistor, ultérieurement.
Rappelons que les mesures de télémétrie se font par l'intermédiaire
du convertisseur A/D du µC 912C32 utilisé par le décodeur. Ce convertisseur peut
travailler soit en 8 bits , soit en 10 bits. Comme la tension de
référence du convertisseur est la tension d'alim du µC, soit 3.3 V, une tension
mesurée de 3.3 V
donnera un résultat de 255 en mode 8 bits et de 1020 en mode 10 bits.
Pour faciliter le travail du µC du bloc de télémesure ( un 908JK3 ), il est souhaitable
que la tension mesurée pour une grandeur donnée soit en rapport
direct avec le résultat du convertisseur.
Ainsi, le module tachymètre a été déterminé pour donner une
tension de sortie de 3.3 V lorsque la vitesse de rotation est de 25500 T/mn. Le
convertisseur A/D
donnant alors 255, l'affichage est un jeu d'enfant car il suffit de
bien placer la virgule !
1. LE SCHEMA

C'est finalement très simple : Le capteur
à effet HALL, noté 41A est placé au plus près d'un disque en PVC monté sur
l'arbre moteur, derrière l'hélice. Ce disque porte
deux aimants diamètralement opposés qui passent devant le
capteur en provoquant la chute à 0 de la tension S de sortie. La rotation du moteur crée
donc 2 impulsions
négatives par tour. Ces impulsions sont différentiées
par la liaison C2/R1 et appliquées sur l'entrée "trigger" d'un monostable
construit avec un LMC555CM ( version CMOS
du fameux NE555 ) Le monostable fabrique une impulsion
positive de l'ordre de 1 ms, sur sa sortie 3, à chaque déclenchement. L'impulsion est
intégrée par R5/C5 et donne
une tension continue transmise à un ampli OP, monté
en suiveur de tension et qui la transmet lui-même au RXBEE.
L'étalonnage se fait par le réglage de la constante de
temps Raj+R3/C3, déterminant la durée de l'impulsion du monostable .
L'injection d'un signal rectangulaire à 400 Hz sur C2 doit
donner une valeur affichée de 12000 T/mn ( on lit "12.0 Kt" )
A régler par le potentiomètre ajustable.
L'alimentation est prévue par un élément LiPo de 3.7 V.
La tension est régulée à 3.3V par un 6201.
Le capteur est relié au module par un cordon 3 fils. La
sortie rejoint le RXBEE sur 2 fils
La vérification du fonctionnement à l'aide d'un
générateur BF précis a montré une parfaite linéarité de la courbe de réponse du
système, ce qui n'a pas manqué de nous surprendre
agréablement.
2. REALISATION.
Le circuit imprimé est un
simple face, sans problème.
Liste des composants :
1
XC6201P332MR F :
360-5700
1
MCP6001RT-I/OT F : 854-0829
1
LMC555CM
F : 949-3972
R1/2/4 12 kW
805 R3
220 kW
805
R5
47 kW 805
Pot
50 kW
F : 114-1476
C1
22 µF
tant/CMS taille B
C2
4.7 nF 805
C3
4.7 nF
ECHU/1206/2% F : 969-5320
C4
1 nF
805
C5
4.7 µF
tant/CMS taille B
Le module TACHY mesure 15 x 27 mm et
pèse moins de 2 g ( sans les liaisons ) 4 g avec
fils, connecteurs et thermo rétractable. Consommation : 5 mA
1 capteur à effet HALL
SS441A F : 311-1477
2 aimants M1219-2
F : 723-0357
Rc : 4.7 kW 1206 ou 1/4 W
Le montage du module
tachymètre ne présente aucune difficulté
Commencer par la pose des
petits éléments R et C
Souder rapidement le
condensateur ECHU car il n'apprécie
guère l'opération.
détail du montage du capteur HALL
Terminer par les composants
actifs
Le montage du capteur HALL
n'est pas si simple,
car il doit être au plus
près des aimants.
Il faudra adapter son support
en fonction du modèle
de l'avion utilisé
Vue ci-contre de
l'installation realisée sur le fidèle
Baron de service. On
voit clairement le disque ajouté
et ses deux aimants Ø=3, e= 2 ( voir ci-dessus )
Le capteur est soudé
sur une plaquette époxy fixée
sous le bati moteur. La
face avant à 2 ou 3 mm du
passage des aimants.
Protection par araldite, puis
thermo-rétractable.
Les 3 fils de liaison sont terminés
par un connecteur 3
broches SLM à détrompeur
Attention lors de la
pose des aimants, de mettre la bonne face côté 441A, Faire un essai préalable. Bien
entendu les deux aimants doivent présenter le même pôle du côté du capteur
Remplace la version 1 utilisant un capteur KP125 et un doubleur de tension MAX1682, ainsi
que la version 2 avec capteur MPHX6115 et le même doubleur
La version -3 garde le capteur FREESCALE mais avec suppression du doubleur MAX1682
remplacé par un montage à composants discrets
Nous avons utilisé dans la première version de l'alti-vario le capteur de pression
KP125 de INFINEON. Cela nous a donné un altimètre fonctionnant très bien, mais un vario
qui donne satisfaction mais est affecté d'un
bruit un peu gênant, obligeant à limiter la sensibilité en définissant des seuils de
détection assez éloignés.
Par ailleurs il semble que la disponibilité du
KP125 pose parfois problème ( Ce n'est pas le cas à ce jour 24/08/09 ); aussi
dernièrement ayant eu l'opportunité d'essayer un autre capteur
provenant de FREESCALE : Le MPXH6115A
, je peux aujourd'hui vous présenter cette seconde version de l'alti-vario.. Ce capteur
ressemble étrangement au précédent :
Mêmes dimensions , brochage très voisin, mais
différent sur sa structure interne. Alors que le KP125 a un fonctionnement
numérique ( voir doc ) le MPXH est essentiellement analogique.
Et du coup, le signal continu de sortie a un
bruit très inférieur : Le variomètre qu'il permet de faire est ainsi nettement plus
calme et donc meilleur.
Ci-dessous les résultats comparés : En bleu,
vario à KP125 et en jaune vario à MPXH6115A
-
Oscillogramme de gauche : Bruits comparés dans un cas favorable . Amplitudes des bruits
indiquées par VPP : 180 mV pour MPXH et 580 mV pour KP125
-
Oscillogramme de droite : Sensibilités comparés ( ouverture de la porte de
l'atelier ) Le MPXH sort encore gagnant ! 2.20 V contre 1.48 V
Les deux
capteurs ont par ailleurs les mêmes caractéristiques générales :
- Compensé en
température
- entièrement calibré
par le fabricant.
- Sortie linéaire
proportionnelle à la pression barométrique
Résultat final : Un altimètre qui ne
nécessite pas de calibrage. Aucun réglage et .... altitude exacte à ± 2 m près.
A la mise sous tension du système, le
"0" d'altitude est fait automatiquement. Dans ces conditions, on dispose, en
principe ( selon le lieu et la pression atmosphérique du moment )
d'une marge de 750 m en altitudes positives et de 250
m en altitudes négatives. Un signe "-" est affiché dans ce dernier cas
La seconde version ici présentée possède
deux gammes de fonctionnement : gamme 1 de - 250 à 750 m
et gamme 2 de 500 à 1500 m
1. Le SCHEMA
L'ALTIMETRE
Le capteur de pression MPXH6115A est monté
selon les recommandations du fabricant.
Il doit être alimenté en 5V stables, car la
sortie est proportionnelle à cette tension.
Une alimentation soignée a donc été retenue
En principe, la tension d'entrée est celle de la batterie
du modèle donc de 4.8V (4 él) ou 6V (5 él).
Un doubleur de tension est nécessaire dans le 1er cas.
Le MAX1682 de la version précédente est remplacé
par un montage discret plus économique : Un TinyLogic
NC7S14 est monté en oscillateur sur12 kHz
Le créneau de sortie est musclé par un couple PNP/NPN
et alimente une pompe de charge C13/BAV99/C12
La sortie à + 7V en charge est appliquée à un
régulateur
5V alimentant tout le montage.
La tension de sortie du MPXH6115A est filtrée par
R2/C3 puis transmise à A1 ( 1/4 de MCP604 )
monté en suiveur de tension. Puis la tension est
appliquée à un ampli inverseur A2 qui la met dans
le bon sens ( quand l'altitude augmente, la pression
diminue, donc la tension de sortie du capteur ) et
l'amplifie. Le gain de A2 est de 6.25 en gamme 1
et de 6.72 en gamme 2 ( Commutation par Cav1 )
. Une tension d'offset est appliquée sur e+. Elle est de
3.64 V en gamme 1 et de 3.32V en gamme 2
( Commutation par Cav2 ) On obtient ainsi une bonne
précision pour les deux gammes.
En fait, il y a un seul cavalier que l'on met en Cav1 en gamme 1 pour le déplacer en Cav2
pour la gamme 2. Le condensateur C4 donne à l'ampli une réponse de
filtre passe-bas, pour réduire le bruit.
Remarque. Le NC7S14 peut supporter une
tension d'entrée de 6V ( max. absolu 7V ) Dans le cas de la batterie 4 éléments, tout
va bien avec une tension de fin de charge de 5.6 V.
Le doubleur de tension est nécessaire car à la décharge la tension descend à 4.8 V et
même moins, ce qui est insuffisant pour que le régulateur 5V puisse sortir cette
tension.
Par contre dans le cas d'une batterie de 5 éléments la tension de fin de charge est de
7V et il y a alors risque de claquage . La tension à la décharge est de 6V ou moins,
suffisante pour
le régulateur LP2980 de type Low Drop. Il s'avère donc que le doubleur est inutile dans
ce cas
Conclusion : Si la batterie est de 4 éléments CadNi ou NiMh il
faut monter le doubleur ( ou 5V du BEC ou 3.7 V d'un
LiPo )
Si la batterie est à 5 éléments, supprimer le doubleur en éliminant 7S17, 849, 859,
BAV99, R17, C11, C13. Le +B connecté normalement mais les plots BAV99 strappés
Le VARIOMETRE
Cette
partie du montage est restée inchangée et donc utilise toujours un schéma que vous
pourrez consulter ici :
http://graccus.free.fr/vario.html
Il concerne les deux étages A3 et A4 du
MCP604.
L'étage A3 est monté en différenciateur, un
usage classique de l'ampli OP.
Pour ce faire la liaison A2/A3 est capacitive (
par C5 ) De cette manière, la composante continue de V/ALTI
n'est pas transmise, mais uniquement
ses variations. Le gain de l'étage est déterminé par C5/R7,
tandis que R6 et C6 assurent la stabilité du
montage.
Quand V/ALTI est stable, la sortie 7 de A3 se
fixe à + 2.5 V, tension donnée par la polarisation
de e+ (5) par le pont R11/R13 avec R11=R13
Quand V/ALTI augmente, la variation entraîne
la baisse de tension de la sortie 7 et inversement quand V/ALTI baisse.
Si après une montée ou baisse de
V/ALTI, cette tension redevient stable, la sortie 7 revient à + 2.5 V.
En conclusion, la sortie 7 est une
indication de la baisse ou de la montée de V/ALTI.
Mais les variations en 7 sont faibles. IL faut
les amplifier. C'est l'étage A4 monté en inverseur de gain 100 ( = R9/R8 )
qui donne cette amplification tout en remettant
les variations dans le bon sens.
Sur une montée du modèle, la sortie1 de A4
tend vers + 5V et sur une descente, vers 0V.
Mais le convertisseur A/D du RXBEE n'accepte
des tensions que de 3.3 V maxi.
Le pont diviseur R12/R14 ramène les variations
de V/VARIO de 0V à + 3.3 V.
Les valeurs binaires obtenues et transmises par
la télémétrie vont de 0 à 255 pour le vario. ( conversion 8 bits )
Ci-dessus, détail de la pose des picots 2mm permettant la
2.
REALISATION
mise en place du cavalier de commutation
de gammes
Ici en gamme 1 : -250 m à + 750 m
Le module ALTI-VARIO
mesure 15 x 34 mm et
pèse 2 g !! (état des photos)
env 4g avec fils et connecteurs
Consommation 15 mA / 5V
<-- la face recto avec à gauche
le capteur MPXH6115A
et au centre le MCP604
la face verso avec en haut ----->
vers la gauche le doubleur de
tension et le régulateur 5V
Les fichiers de circuits imprimés, tant du TACHY que de
l'ALTI-VARIO sont à la page TELECHARGEMENTS
NB photo très légèrement différente du définitif
dans un unique fichier zippé.
L'auteur peut vous fournir ce circuit imprimé avec le MAX1682,
C10,C11,C12,C13 soudés
Nous conseillons de commencer par les éléments du
verso. Mais en tout premier installer les liaisons recto-verso : Elles sont au nombre de 8
et visibles sous la forme d'un "*" .
Faire ces liaisons avec un fil très fin ( de wrapping ou extrait
d'un fil divisé de câblage ) .
Les composants du verso :
1 NC7S14M5X
F : 1607781RL
1
BC859C 1 BC 849C
1 BAV99
1
LP2980IM5-5.0 ( Reg5V) F : 977-9329
R10
4.22 kW
805 0.1% F : 116-0176
R11/13 10 kW
805 1%
R12
5.6 kW
805
R14
12 kW 805
R15
8.25 kW
805 0.1% F : 116-0196
R16
3.01 kW
805 0.1% F : 116-0166
R17
18 k
603
C8/9
0.1 µF 805
ou 603
C10 4.7
µF tant/CMS taille A ou B
C11 4.7
nF 805 ou 603
C12
22 µF tant/CMS
taille B
C13
6.8 µF tant/CMS
taille B
C14 10
nF 805 ( facultatif )
C15
0.1 µF
603
Le verso étant équipé passer au recto.
On commencera par souder les petits composants R et C, puis le MCP604 et enfin le
MPXH6115A
Les composants du recto :
1
MCP604-I/SL F : 975-8720
1 MPXH6115A * FREESCALE ( voir
plus loin ! )
R1
56 kW
805
R2 100 kW 805
R3
10 kW 805
0.1% F: 116-0359
R4
30.1 kW
805 0.1% F: 116-0234
R5
32.4 kW
805 0.1% F: 116-0236
R17
4.75 kW
805
0.1% F 116-079
R6
82 kW 805
R7 680 kW 805
R8
4.7 kW
805
R9 470 kW 805
C1
47 pF
805 C2/3
0.1 µF 805
C4
0.1 µF
603 ou 805
C5
C6
220 nF
805 F : 128-8261
C7
470 nF 805
F: 128-8281
*
Chez MOUSER
Réf 841-MPXH6115A6U
NB1.
Si vous mettez
votre Alti-Vario-3 sous gaîne thermo, bien veiller à ne pas couper l'entrée d'air
du capteur, qui se fait par un trou au milieu du dessus .
Sans précaution, ( trou dans la gaîne ) cette
gaîne s'appuie sur le rebord périphérique du capteur et lui coupe la
"respiration" !
NB2. .
On remarquera que quelques résistances ( R
3/4/5/10/11/13/17) sont à 0.1%. Cette précision est nécessaire pour parvenir à se
passer de tout étalonnage
Nous décrirons plus loin la manip à faire
pour vérifier le fonctionnement de l'altimètre.
Après avoir fait un premier proto de
l'ALTI-VARIO, nous avons été surpris de constater le bon fonctionnement et l'exactitude
obtenue sans réglage.
Voulant en avoir le cur net, un 2ème
proto a été réalisé qui a confirmé le résultat du premier.
NB3.
La vue verso ci-dessus montre les liaisons à
faire : Les sorties "A" (alti) , "V"
(vario) , "M "(masse) et "+BATT "
vont vers le RXBEE câblé comme indiqué dans la description du RXBEE
( voir ci-dessous ) ou dans celle du TXBEE
III. L'ANEMOMETRE
Le Schéma


La mesure de la vitesse du modèle se fera par le
biais
d'un tube de PITOT ou similaire.
Un capteur différentiel MPXV4006DP de FREESCALE
reçoit sur ses entrées d'une part la pression
statique
( pression atmosphérique normale de l'endroit où se
trouve le modèle ) et d'autre part la pression
totale
( pression de l'air comprimé par l'avance du modèle
.
Pression dynamique + pression statique )
Plus le modèle va vite et plus la différence entre
ces
deux pressions augmente.
Le capteur fournit une tension proportionnelle à
cette
différence.
Comme vous pourrez le voir dans la data-sheet du 4006
la variation est très linéaire donnant une tension de sortie de 4.7 V
pour une différence de 6 kPa, soit 60 mb, quand la
tension d'alimentation est de 5V. ( 0.3 V env. pour une différence nulle )
Sur les 8 picots du 4006, 3 sont utilisés : 2
pour le + 5V, 3 pour la masse, et 4
pour la tension de sortie Vout
Pour obtenir une tension 5V stable, l'alimentation
pouvant se faire sous 3.7 ou 4.8 V, nous avons prévu le même doubleur de
tension que pour l'alti-vario 3 : Oscillateur
12 kHz à 7S14 et pompe de charge avec BC849/859 et BAV99. Nous disposons
ainsi d'une tension de 7V ou plus pour assurer le
fonctionnement correct du régulateur 5V
Deux versions de l'anémomètre sont proposées l'une
mesurant de 0 à 150 kmh et l'autre de 0 à 300 kmh
La première convient aux modèles classiques et permet une meilleure précision dans les
vitesses basses
La seconde pourra tenter les amateurs de jets en tout genre au prix d'une précision 2
fois moins bonne en faible vitesse
Les deux versions ont exactement la même structure hard, ne différant que sur la valeur
de 4 composants.
La première section du MCP602 est un ampli OP au gain de -1 ( R1 = R2 ) Une tension
est appliquée sur e+ ce qui permet de décaler la sortie pour éviter la mise
en butée
La seconde section a un gain très voisin de -1 en version 300 kmh et de l'ordre de - 4.29 en version 150 kmh. Ce gain ajustable par P1. Une
tension ajustable est appliquée sur e+ pour caler la plage
de sortie entre 0 et 3.3 V. Ci-dessous détail des paramètres du double ampli
Version 0 à 150 kmh |
Version 0 à 300 kmh |
|
Tension de sortie du capteur |
+ 0.3 V à + 1.07 V + 1.8 V + 3.3 V à + 2.53 V - 1 - 4.29 + 2.67 + 15 mV à 3.3 V |
+ 0.3 V à + 3.3 V + 2.5 V + 4.7 V à + 1.7 V - 1 - 1 + 2.35 + 15 mV à 3.3 V |
A 300 kmh la différence des pressions stat. et totale est de
42.5 mb ce qui correspond à une colonne d'eau de 42.5 x 1.0197 cm soit 43.5
cm. ( 10.8 cm pour 150 kmh )
Cela nous permettra le calage de l'anémomètre, sachant que Vout devra
alors valoir 3.3 V et envoyer la valeur 1023 ( valeur 10 bits ) au boîtier de
télémesure pour afficher "300 kmh" ( ou "150 kmh" )
Les considérations sur la nécessité du doubleur de tension sont les mêmes
que pour l'alti-vario. S'y reporter
Liste des composants
( en rouge, pour 150 kmh )
1 MPXV4006DP chez
MOUSER Réf
841-MPXV4006DP
1 MCP602
F : 9758666
1 NC7S14M5X
F : 1607781RL
1
BC859C 1 BC 849C
1 BAV99
1 LP2980IM5-5.0 (
Reg5V)
F : 977-9329
R1 / 2 / 3 / 4 / 5 / 7
10 kW
805 1% R3 / 8 = 5.6 kW
1%
R6 / 8
9.1
kW 805 1%
R6
= 12 kW 1%
R9
18 kW 603
R7 = 4.7 kW 1%
C1 / 6 / 7
100 nF 805
C2
4.7 nF 805
C3
6.8 µF tant. B
C4
22 µF tant B
C5
4.7 µF tant A
P1
Pot CMS 2 kW
F : 114-1472
P2
Pot CMS 1 kW
F : 114-1471
1 circuit imprimé
La réalisation est très simple
Le circuit imprimé gravé, étamé et percé, commencer
par faire les liaisons verso ( * )
Passer aux composants passifs R et C. Enfin les composants
actifs et le capteur
Trois fils de liaison au RXBEE ou TXBEE sont à prévoir
Bien vérifier. Mettre les potentiomètres à mi-course.
Mettre sous tension. Vérifier le débit :
env 13 mA
Vérifier la tension fournie par le doubleur env
7.3 V
Vérifier la tension sortant du régulateur : + 5V
Les deux entrées du capteur étant libres, vérifier Vout
( pin 4 ) qui doit être à 0.3 V env.
Vérifier que la tension de sortie S est à presque
0V. (0.015 V ). Ajuster par P2
A l'aide d'une durite connectée à l'entrée supérieure
du capteur, souffler modérément pour
augmenter la pression "dynamique" Constater que
la tension de sortie S monte à presque 5V
Si tout cela fonctionne il reste à calibrer
l'anémomètre. C'est ce que nous allons voir dans le
paragraphe suivant

Calage de l'anémomètre
Il va falloir réaliser le montage représenté à droite. Un tube de
verre genre tube de baromètre, de 80 à 90 cm, ou de plastique transparent est
supporté par une barre verticale munie
d'un pied et posée dans un récipient d'assez grand diamètre.
Une graduation sur laquelle nous reviendrons est installée sur la
barre.
Une durite souple est emmanchée en haut du tube et à l'aide d'un té
raccordée à une seringue de 50 ml et au dispositif sous test.
La seringue permet de faire une dépression à la fois dans le module
sous test et dans le tube. La pression atmosphérique ambiante fait alors monter
l'eau dans le tube. La dépression se mesure par la hauteur de la
colonne d'eau dans le tube, mesurée à partir du "niveau 0"
Rappelons que 1 millibar ( mb ) correspond à 1.0197 cm de colonne
d'eau
La formule ci-dessous indique le calcul à faire pour obtenir la
vitesse du modèle connaissant la différence des pressions totale et statique
DP
étant la différence des pressions totale et
statique ( en Pascal ) NB. 1 mb = 1
hPa = 100 Pa
r étant la masse volumique de l'air,
soit 1.225 kg/m³.
V est en m/s
Par exemple, si DP = 43 mb = 4300 Pa on a V =
racine carrée de ( 2 x 4300 / 1.225 ) = 83.78 m:s soit 301
km/h
Pour le calage il est plus que suffisant d'avoir une graduation avec les
points 50 km/h, 100 km/h 150 km/h, 200 km/h, 250 km/h et 300 km/h
Pour définir ces points il faut faire le calcul inverse du
précédent :
Exemple pour 250 km/h = 69.44 m/s --> DP = 1/2 x 1.225 x 69.44² =
2953.8 Pa = 29.53 mb --> colonne d'eau de 29.53 x 1.0197 = 30.1
cm
Le calcul pour les valeurs prévues
donnerait : 200 km/h --> 19.2 cm 150 km/h
--> 10.8 cm 100 km/h --> 4,8 cm
50 km/h --> 1,2 cm
Pour 300 km/h --> 43,5 cm. Mais cette valeur
correspond à la saturation du convertisseur A/D. Ne l'utiliser qu' en vérification
finale.
La durite du "module sous test" doit être branchée sur l'entrée
E2 inférieure du capteur, E1 restant libre.
Le calage se fera sans utilisation du bloc de réception de la télémesure.
1. Régler P2 pour avoir une tension de sortie du module basse ( Vmin
de l'ordre de 50 à 100 mV ) avec DP nul
2. Agir sur la seringue pour amener la colonne d'eau à 43.5 cm ou 10.8 cm
selon la version choisie. Mesurer précisément Vmax.
3 Calculer Vmax - Vmin.
Il faut
trouver une valeur de 3.3 V exactement
4. Retoucher P1 pour obtenir cette valeur. Il faudra certainement
quelques passages sur § 1, §2, §3 pour y parvenir !
5. La tension Vmax sera sans doute
trop élevée quand la bonne différence sera obtenue. Ramener alors Vmax à + 3.3V par P2
Sur mon montage P1 et P2 sont pratiquement à mi-course en fin de calage
Le logiciel de la télémesure fait automatiquement le "0" de
l'affichage quand DP est nul. ( Version Télémesure TELEM-ISD-U4 )
Utilisation de l'anémomètre
L'anémomètre s'utilise
avec un tube de PITOT
. Cette sonde peut très simplement être constituée de 2 tubes séparés,
l'un percé d'un trou en bout pour le pression
totale ( E1 ), l'autre fermé en bout mais percé de quelques trous
latéraux pour la pression statique. ( E2 )
On peut trouver cela tout fait chez WingedShadow
Voir photo de gauche
Mais on peut aussi trouver des sondes plus élaborées comprenant deux tubes
concentriques, le tube central ouvert en bout pour la pression totale et le
tube extérieur ouvert latéralement pour la
pression statique. On peut trouver cette sonde chez Studiosport
Voir photo de droite
Il y a sans doute d'autres sources d'approvisionnement.
On peut aussi réaliser soi-même ce type de sonde, par ex :.
http://voiletech.free.fr/skyassistant/pitot.htm
La sonde de PITOT s'installera de préférence vers le bout d'aile du modèle. Dans
l'idéal installer le module décrit
à l'intérieur de l'aile avec des durites courtes vers la sonde et un cordon 3
fils dans l'aile vers le TXBEE
Vérification de l'altimètre
Profitons de la description du matériel ci-dessus pour voir comment il est
possible de vérifier le fonctionnement du module Alti-Vario .
Voyons d'abord comment calculer la hauteur de la colonne d'eau correspondant à une
altitude donnée
Cette
première formule donne la pression atmosphérique ( en mb ) pour une altitude Z (
en m )
Sachant que la pression à l'altitude 0 ( Z = 0 ) est de
1013, 25 mb ( valeur normalisée)
Cette seconde
formule donne la hauteur de la colonne d'eau ( en cm ) correspondant à une pression P (
en mb )
Ainsi à 500 m d'altitude la pression atmosphérique serait, dans ces conditions, de
954.5288 mb et la colonne d'eau de 1,0197 ( 1013.25 - 954,53 ) =
59.87 cm
Nous vous laissons le "plaisir" de calculer les hauteurs d'eau pour 50 , 100 ,
200 ...... mètres On peut considérer que l'échelle est
linéaire dans l'intervalle des 1000 m d'altitude que nous utilisons !
Le module d'alti-vario est mis dans un réservoir RC de préférence neuf dont le bouchon
est percé de 2 trous. L'un pour la connection au matériel de test ( module sous test )
et l'autre pour le
passage d'un petit câble rond à 3 conducteurs ( +, -, Alti ) :pour la liaison au
transmetteur de données ( RXBEE12V ou TXBEE de la télémesure indépendante
)
Pour vérifier le point "500m ", par exemple , avec la seringue faire baisser la
pression du système pour avoir une colonne d'eau de 59.9 mm et vérifier l'affichage des
500 m !
IV MODULE de mesure INTENSITE et TEMPERATURE
Ce module est le dernier de la série envisagée
pour la télémesure. Nous avons réuni en un seul
module les mesures de l'intensité et de la température.
Pour l'intensité la gamme de mesure va de 0 à 99 A, pour la température de 0 à 99 °C
Commençons par examiner le schéma utilisé.
En haut,
la partie mesure de l'intensité à l'aide d'un capteur à effet HALL inséré dans un
tore de ferrite
Voir ci-dessous
Ce composant disponible chez MOUSER permet de mesurer une
intensité de 0 à 100 A. Il faut pour cela
l'enfiler sur le conducteur choisi pour la mesure. Au repos la tension
de sortie est voisine de + 2.5 V
Elle passe à +4V pour un sens du courant et à +1V pour
l'autre sens, soit variation de 3V pour +/- 100A
Cette tension est appliquée à un AOP qui l'atténue dans un rapport
ajustable de 0.8 environ et recentre la
tension de sortie autour de + 1.65V par une tension appliquée sur
l'entrée e+ ( 3 ) par le pont diviseur R3/R4
L'alimentation du module est possible de 2 manières :
- Si le TXBEE est alimenté par un BEC,
on peut considérer cette tension assez stable pour le module
Dans ce cas le régulateur 5V
prévu est inutile
- Si le TXBEE est alimenté par une
batterie 4.8 V , la tension est trop variable. Dans ce cas le régulateur 5V
est nécessaire et son
entrée connectée sur le connecteur de charge du pack LiPo ( côté - ) pour y
récupérer 7.4 V
En bas , la partie mesure de la température.
C'est très simple. Utilisation d'un capteur de température LM85 en format TO92 ou son
équivalent LM45 en SOT23. Remarquables, ces capteurs délivrent
une tension de sortie de 10 mV / °C soit 0 V pour 0 °C et
1 V pour 100 °C. L'ampli OP monté en non inverseur adapte cette
tension pour un résultat affiché exact, sans ajustage nécessaire

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Liste des composants 1 MCP602 F : 9758666 1 CSLT6B100 MOUSER 1 LM85 ou LM45 F : 9488200 ou 9779310 1 LP2980IM5-5.0 ( Reg5V) F : 977-9329 1 Pot CMS 2 kW F : 114-1472 R1/6 10 kW 1% 805 R2 7.15 kW 1% 805 R3 8.25 kW 1% 805 R4 5.62 kW 1% 805 R5 47 kW 5% 805 R7 2.94 kW 1% 805 C0 0.1 µF 805 C1 0.1 µF 1206 ou 10 µF tant B C2/3 0.1 µF 805 C4 4.7 µF 805 F : 922-7849 |
Réalisation Le circuit imprimé est un simple face 8/10 ou 16/10. Utilisez le fichier EPS ou contactez l'auteur Percer à 6/10 les 3 trous du capteur HALL et à 4.5 mm le trou de passage du fil sous mesure Présentez le CSLT6B100 débarrassé du disque caoutchouc adhésif et voir si retouche à faire il y a. Souder les composants passifs R et C Si vous alimentez le module en 7.4 V soudez le régulateur, C0 et C1 qui est dans ce cas un tantale 10 µF taille B. Sinon ni régulateur, ni C0, et un 0.1 µF 1206 en C1 Terminez par la pose du MCP602 et celle du CSLT6B100 enfoncé au verso pour un bon appui sur le circuit imprimé Dans le cas du 7.4 V installez le cordon 2 fils allant vers le LiPo. Dans le cas du 5 volts cette tension vient du TXBEE par un cordon 4 fils ( en haut à droite ) , le TXBEE recevant en retour les sorties INT et TP Le fil + de ce cordon à supprimer dans le cas 7.4 V Un cordon 3 fils relie le capteur de température au module |
Mise en service
Sous 5V, la consommation du module est de l'ordre de 8 mA
La section mesure de la température ne
nécessite pas de réglage. Il suffira de vérifier au final la concordance de l'affichage
avec un bon thermomètre.
La section mesure de l'intensité doit par contre être étalonnée. On peut pour
cela utiliser 3 méthodes, les 2 premières avec la télémesure, la 3ème avec le module
seul :
- Comparaison avec une
mesure faite à l'aide d'une pince ampèremétrique. Cette pince mesure
l'intensité dans la cellule, moteur en marche et module faisant la même mesure.
Cette méthode est
assez lourde, présente quelques dangers et n'est à retenir que faute d'autre.
- Utilisation d'une
alimentation stabilisée susceptible de fournir de 0 à 5 A.
Avec du fil émaillé de 5 à 6/10 faire une bobine de 16 spires enfilées dans le
CTLS6B100. Voir photo ci-dessous
La bobine a un
diamètre de 5 cm environ. Si on fait passer 1 A dans la bobine, le capteur HALL est alors
sensible à 16 fois 1 A donc à 16 A. Avec 5 A on simule ainsi 5 x 16 = 80 A
Attention, sous
5A la bobine chauffe. Le test doit donc être bref.
- Autre technique
: L'excursion d'intensité pour le calibrage va de - 80 A à + 80 A donc
couvre 160 points ce qui correspond à un écart de tension à l'entrée du
convertisseur A/D de
( 3.3 / 255 ) x 160 = 2.07 V . Pour calibrer le module, faire
passer 5A dans la bobine de 16 spires dans un sens, puis dans l'autre.
Pour chaque sens mesurer la tension INT. Régler Raj pour obtenir une
différence de 2.07 V entre les deux valeurs mesurées.
Le bloc de télémesure doit être programmé en version TELEM-ISD-U5
( ou ultérieure ) La routine INTENSITE inclut une fonction de 0 automatique
à la mise sous tension, ce qui est indispensable
car la tension INT du module n'est pas nulle à intensité nulle.
L'étalonnage se faisant avec le réglage de gain du 602/1, toute retouche décale le
zéro, ce qui nécessite un "arrêt/marche" pour refaire le 0
Il faudra donc s'y reprendre à plusieurs fois pour obtenir un bon résultat.
( sauf dans le cas de la méthode 3 )
A noter que le système mesure l'intensité quel que soit le sens de passage du
courant. Bien entendu, dans la cellule le module reste en place en permanence. Nous
pensons que le plus simple est de
l'enfiler sur un des deux fils du contrôleur brushless. Le connecteur 7.4 V a dans
ce cas un cordon court et le capteur de température une bonne proximité de la
batterie ou du moteur à surveiller.
Bobine de 16 spires pour étalonnage |
Brochage du LM35 vu dessous |
Exemple de sonde température |
Brochage du LM45 vu dessus |
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