MODULES de TELEMESURE

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                             ANEMOMETRE
                             INT-TP
                             DEBIT-METRE

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

Tachy-sch.jpg (44245 octets)

      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.tachy-recto.jpg (23823 octets)

        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 mA441A.jpg (4993 octets)

TACHY-ph.jpg (26642 octets)       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 actifsInstall-Hall.jpg (9461 octets)
           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

II.   L'ALTIMETRE-VARIOMETRE -3


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

Bruits-Comp2.JPG (29653 octets) Sens-Comp.JPG (28529 octets)

          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

AltiVar2-sch.jpg (59170 octets)         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
                  ConclusionSi 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 :   Detail-CAV.JPG (12729 octets)
                                                              
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
ALTIVARIO2-recto.JPG (24188 octets)  ALTIVARIO2-verso.JPG (29360 octets)

    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 :

   Alti-var2-verso.jpg (23584 octets)                                                                                                                                                                                        
           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 :

   Alti-var2-recto.jpg (23369 octets)                                                                                                                                                                                     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 k
W       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             4.7 µF    805          F :  922-7849              
            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 cœur 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

VITESSE-sch.jpg (28753 octets)ANEMOMETRE.jpg (14526 octets)
       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. Un filtre RC R10/C8  en sortie permet de gommer des perturbations éventuelles du signal S.                          Ci-dessous détail des paramètres du double ampli

 

Version  0 à 150 kmh

Version 0 à 300 kmh

Tension de sortie du capteur
Tension sur e+ ( 3 )             
Tension sortie 1er ampli ( 1 )
Gain 1er ampli                      
Gain 2ème ampli                  
Tension sur e+ ( 5 )              
Tension sortie 2d ampli ( 7 ) 

        + 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 composantsVITESSE-recto.jpg (22583 octets)                                     ( 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%                       R5      =  3.01 kW      1%
        R9                       18 kW    603                               R6      =     12 kW      1%
        R10                     1500  W    805                            R7      =    4.7 kW      1%
        C1 / 6 / 7            100 nF   805                            
        C2                      4.7 nF    805
        C3                      6.8 µF   tant. B
        C4/8                   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

VITESSE-verso.jpg (6845 octets)    
      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
TEST-P.jpg (12678 octets)


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
                 formule-vit.jpg (2432 octets)                      
    
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'anémomètresonde-pitot.jpg (6248 octets)

tubes-pitot.jpg (5702 octets)   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 la
  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

pression _ altitude.jpg (4300 octets)     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)
   

colonne eau - altitude.jpg (2855 octets)   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.

intTpsch.jpg (29634 octets)   En haut, la partie mesure de l'intensité à l'aide d'un capteur à effet HALL inséré dans un tore de ferrite CSLT6B100.jpg (5182 octets)                      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

                 INT-TP-cmp.jpg (28394 octets)















                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 tan
        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-U6   ( 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

Calage-INT.JPG (5820 octets)

LM35.jpg (5705 octets)

SondeINT.jpg (7519 octets) LM45.jpg (4144 octets)


V.  Le DEBIT-METRE

Lors du vol de certains modèles la quantité de carburant restant est de première importance. C'est le cas de gros motomodèles à essence ou de jets à réacteur. Un arrêt moteur par réservoir vide
provoquera en général un atterrissage en catastrophe et presque toujours de gros dégats. Il est vrai que dans l'euphorie d'un vol réussi, le temps passe vite et on peut se laisser surprendre !
Il existe bien  des jauges d'estimation du niveau ( voir accessoires FrSky ) mais se fier à ce type de mesure alors que le modèle virevolte , à l'endroit, à l'envers ..... est réellement impossible.
Un avion n'est pas une automobile et le carburant ne reste pas tranquillement dans le fond du réservoirdébit-mètre.jpg (7825 octets)
La seule solution fiable est une mesure précise du carburant consommé et cela ne peut se faire qu'avec un débit-mètre
De quoi s'agit-il ?   Voir ci-contre le modèle que nous utiliserons. Voir NB
C'est une petite turbine à ailettes qui tourne quand le liquide la traverse. Il suffit de compter le nombre de tours effectués par la turbine
pour connaître la quantité qui est passé.
Pour effectuer le comptage les ailettes de la turbine sont magnétiques et à proximité d'un capteur à effet HALL. Celui-ci, du type tout ou
rien fournit un créneau rectangulaire. Pour le modèle choisi, le signal de sortie donnera 2500 impulsions par litre consommé.

FOR-Deb.jpg (5075 octets)    Les modèles pour lequels le débit-mètre est presque une nécessité n'ont pas besoin de la fonction
       variomètre ni même du tachymètre.
       Nous utiliserons donc l'entrée  Tachy/Vario   pour le comptage des impulsions.
       Coup de chance cette entrée ( PTA0 du 908QB4 ) est justement utilisable par le timer du µC.
       Dans ce cas la fonction   A/D  ( AD0 ) est supprimée pour cette entrée qui devient TCH0, donc
       associée au timer et configurée en "input capture"  : 
       Chaque front montant déclenche une interruption dont le rôle est d'assurer le comptage
       Le petit schéma, à gauche,  détaille la liaison entre le débit-mètre dont la sortie S est en collecteur
       ouvert et l'entrée TCH0 : Il faut en effet adapter les niveaux : Tirage au + 5V de S par 4700 W  et
       au + 3.3 Vcc de TCH0,  la diode assurant la liaison Ces éléménts sont intégrés au nouveau
                                                         circuit imprimé prévu pour la télémesure et adaptable aux deux versions, Ty/Var ou Débit-Mètre
                                                        Voir   :   Télémesure pour tous
La connexion du débit-mètre sur le module TXBEE se fera à l'aide d'un connecteur 3 points femelle genre servo dans l'ordre +5, masse, Signal ( ce point étant le plus éloigné sur la photo ci-dessus. )
Entrée carburant à gauche et sortie moteur à droite.
Lors de la première utilisation, le réservoir étant vide, On y introduira "xxx cl"   correspondant au paramètre "max du carburant"   puis on programmera le niveau mini autorisé "Alarme si  < xx cl"
Pour les vols suivants il faudra tenir compte de ce reste. Ce qui est simple car il suffit d'aller voir dans le second écran des mémos Max et Min  ( appel par les touches "+" et "-" ) pour connaître le nombre
de centilitres consommés et faire l'appoint de cette quantité.
Rappelons aussi la nécessité de programmer le paramètre 'Vernier conso" à 25. Valeur que l'on pourra modifier de 20 à 30 pour calibrer au mieux la mesure du débit si cela s'avère nécessaire

NB.  Où trouver le débit-mètre  --> 
http://www.conrad.de/ce/de/product/150391/Durchflussmesser-Flow-Meter-FCH-m-POM-LC-001-35-lmin-BIO-TECH-eK-FCH-m-POM-LC-mit-Duese-1-mm-001-10-lmin
Mais dispo  après le 28/08/13

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