Attelage hippomobile électrique !!!

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grelinette
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par grelinette » 26/07/10, 23:26

Bonsoir Shmael,

heureux de voir que ce projet intéresse d'autres personnes.

En ce qui concerne notre projet, il est actuellement au point mort pour cause de préoccupations personnelles, et parce que les étudiants chargés du projet cette année ont un peu séchés sur les problèmes posés : en gros ils ne ont pas arrivés à paramétrer l'électronique de l'asservissement du moteur électrique auxiliaire.

Ceci dit nous avons tous les éléments et il "suffit" de les assembler et faire les réglages. Le projet reste donc d'actualité et devrait être relancer à l'automne prochain.
(Il me faut d'abord constituer une équipe compétente et motivée, trouver du temps et des fonds, ce qui est déjà un bon morceau !)

Ton projet de motoriser une roulotte est du même type.

Le plus simple et le moins cher à mon avis est de récupérer un essieu de véhicule électrique assez puissante type golfette et de le placer sous la roulotte à la place d'un des essieux d'origine.

L'essieu avant est surement le plus simple car tu réduis les longueurs de câblage et à priori tu devrais pouvoir reprendre tout le système de câblage de la golfette et le transposer sur la roulotte sans trop de modifications. (accélérateur, frein, phare, voyant de charge des batteries, etc)

Ce devrait être "relativement simple" car les roulottes sont en général construites à partir de pièces automobiles contrairement aux calèches.

Commences donc par faire le tour des vendeurs et réparateurs de véhicules électriques, des golfs et des camping pour voir si tu peux récupérer à moindre coût un véhicule électrique d'occasion que tu pourras démonter pour récupérer l'essieu motorisé.

Prévois d'abord un système d'assistance très simple : c'est le cocher qui actionne le moteur avec une pédale d'accélérateur exactement comme si c'était un véhicule électrique, un simple mode manuel en somme.

Nous, nous sommes parti sur un système automatique en mesurant la force de traction du cheval et le moteur fourni automatiquement l'aide auxiliaire lorsque la force de traction du cheval mesurée devient importante. C'est l'idéal mais techniquement c'est un peu compliqué et il y a pas mal d'électronique à rajouter !

Il vaut donc mieux commencer par très simple et progressivement perfectionner le système en l'automatisant si nécessaire.

Tiens nous au courant et n'hésite pas exposer tes problèmes ici : entre les spécialistes de l'électronique et notre première expérience sur ce type de projet, tu gagneras surement du temps.

Voilà. Je te souhaite bon courage et j'espère que tu iras plus vite que nous.

A +
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Projet de l'hippomobile-hybride - Le projet sur éconologie
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Shmael
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par Shmael » 17/08/10, 20:17

Salut grelinette, comment vas tu ?

J’ai pas mal réfléchi au problème ces derniers temps. Je suis personnellement assez rétissant quant à l’intégration d’électronique sur ce type de projet. Une des raisons qui me motive dans ce sens est l’accessibilité et la simplicité, je souhaiterais idéalement que la réalisation d’assistance pour véhicule hippomobile soit accessible au plus grand nombre, pour cela il doit être simple à réaliser et ce de façon artisanale.

C’est donc dans cet esprit que j’ai tenté d’imaginer un système qui le permet tout en répondant à notre objectif d’assistance à la traction. Pour cela j’ai pensé à un système basé sur le principe du potentiomètre en lieu et place du capteur d’effort. Ce système (s’il est réalisable ?) permettra (je l’espère) l’assistance à la traction mais aussi par inversion de polarité l’assistance au freinage dans les descentes par exemple.

Comme un beau dessin vaut mieux qu’un long discours je vous ai réalisé un petit schéma. En espérant qu’il vous aidera à mieux comprendre le fonctionnement.

Image

Donc comme je le disais l’appareil se trouve à la place du capteur d’effort. Il se compose d’un curseur (schématisé par la barre noire verticale au centre) fixée par un arbre coté charrette (schématisé en gris) et de deux ressors (schématisé par les ovales) le tout est assemblé de façon à ce que le curseur se déplace en fonction de l’effort fournir par les chevaux, effort de traction et de retenue pour le freinage. Le système fonctionne comme un potentiomètre linéaire (fixé coté attelage) à la différence qu’il possède une polarité différente à chaque extrémités et un point "0“ où la tension est nulle, c’est le point d’équilibre ou de non assistance. Ici le véhicule est à l’arrêt. La pression exercée par les ressors sur le curseur est identique. Aucune tension n’est délivré au moteur, il n’y a donc pas d’assistance.

Image

Lors du démarrage ou de la montée de côtes, la force de poussée des chevaux est supérieure à celle de la charrette, le ressors coté charrette s’écrase ce qui déplace le curseur vers une tension positive. Le moteur se met à tourner dans le sens d’avancement pour une assistance à la traction. Plus la force exercée par les chevaux est grande plus le ressors s’écrase, plus la tension (donc l’assistance) est grande. Ce système permet une assistance progressive, elle aura toujours tendance à revenir vers le point d’équilibre. Cela devrait théoriquement supprimer les accoups.

Image

Inversement, lors de descentes ou lors de l’arrêt, la force de poussée de la charrette est plus grande (où les chevaux exercent une force de retenue plus importante). Dans ce cas c’est le ressors coté attelage qui s’écrase, le curseur se déplace vers une tension négative, cela inverse la polarité du moteur et créer une assistance au freinage (peut être une assistance en marche arrière ?). Comme précédemment, plus la force est élevée plus l’assistance est grande.

Je ne sais pas si mes explications sont assez claires, n’hésitez pas à me demander si vous avez des questions.
Si tout est claire, j’aurais besoin de vos avis plus expérimentés pour savoir si ce système serait réalisable d’une part et fonctionnelle d’autre part.

Auriez vous une idée pour la confection du potentiomètre bipolaire ? La conception d’un tel système demande une certaine robustesse quand aux forces qui s’y exerces. Car ce sera la pièce la plus sollicitée.

A bientôt :)
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Forhorse
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par Forhorse » 17/08/10, 21:36

Ouais ben c'est ni plus ni moins qu'un capteur d'effort :cheesy:
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Alain G
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par Alain G » 18/08/10, 00:10

Salut Shmael!

Ce genre de capteur a déjà été apporté sous une autre forme mais pour le même travail!

Pas besoin d'inverser le voltage car le contrôle du moteur régénératif est déjà prévu pour accepter ce genre de potentiomètre où l'on peut ajuster le voltage de 0 à 10 volts dont 0 est la renverse et 10 est l'avance en plus de freiner graduellement si on approche de la position de référence.
:D
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par grelinette » 18/08/10, 14:32

Bonjour à tous et merci Shmael pour ta proposition qui recadre utilement le projet et amène plusieurs remarques de ma part.

Effectivement, en l'état d'avancement du projet et compte tenu de l'expérience acquise, je partage actuellement tes points de vue.
Après avoir pas mal investi en temps et en budget sur une solution tout-électronique (conseillées par de nombreux spécialistes), je m'aperçois que les technologies préconisées et mises en œuvre sont très difficiles à mettre au point, même par les spécialistes !

En théorie tous les matériels et toutes les technologies sont connues, maîtrisées, simples et faciles à installer…
En pratique, c'est une autre paire de manches : entre les différents matériels électroniques qu'on découvre incompatibles, les réglages, les paramétrages abscons, les programmations complexes (qui nécessitent un matériel supplémentaire coûteux), les pannes inexpliquées, les fonctionnements aléatoires incompréhensibles… rien n'est simple !

Mon projet d'ajout d'une motorisation électrique auxiliaire pourtant simple sur le papier (j'ai d'ailleurs des centaines de pages d'étude faites par des étudiants) est aujourd'hui quasiment au point mort et j'en arrive à penser que j'aurais eu plus de résultats en prenant mon courage à une main et ma clé à molette dans l'autre pour bricoler un système purement mécanique et davantage manuel qu'automatique pour piloter efficacement le moteur auxiliaire. (ex. démontage complet, pur et simple de la motorisation et du câblage d'une golfette et re-fixation tel quel sur la calèche).

Donc comme toi, j'ai eu (et d'autres aussi) la réflexion de me dire que finalement simplifier le système et chercher tant que faire se peut à remplacer une solution tout-électronique par un solution mécanique, ou partiellement mécanique, peut apporter de très gros avantages : plus facile à fabriquer, moins cher, plus simple à poser et à régler, plus facile à entretenir et à faire évoluer, plus accessible au le grand public, etc, etc, etc.

Pour illustrer mes propos, si vous saviez le nombre de propositions d'interventions "hautement" techniques à des prix délirants que j'ai reçues de "spécialistes" : 1000 euros pour câbler le système, 3000 euros pour programmer le boitier de commande, voir plus de 10000 euros pour réaliser un prototype de A à Z en assemblant les éléments que j'ai fourni moi même (calèche, moteur, essieu, variateur, batteries, …) et à voir le détail de certains devis techniques je suis persuadé qu'ils ne seraient arrivés à rien (à part empocher l'argent) !

Pour faire un parallèle, c'est un peu comme la voiture automobile : avant un bricoleur de base (comme moi) arrivait réparer et entretenir son véhicule facilement et à moindre coût.

Maintenant, avec l'électronique embarqué, les (petites) pannes sont courantes et seul un garage disposant d'un ordinateur de diagnostic peut intervenir et en général il faut changer la pièce complète pour un prix exorbitant, même pour un simple petit composant électronique qui n'aura qu'un rôle secondaire comme le réglage d'un rétroviseur !

Bref, j'ai aussi réfléchi à un système purement mécanique similaire au tien et j'avoue que je me demande s'il n'est pas préférable de s'orienter d'abord vers cette solution en abandonnant le plus possible les nombreux maillons électroniques (mesure de force, conversion des données, variateur curtis, …).

La raison et le bon sens me pousse à penser qu'un système très élaboré, aussi simple soit-il, ne peut être conçu et réalisé que par une organisation avec de très gros moyens financiers, matériels et humains.

Pour revenir à ta solution, le plus simple serait tout simplement de piloter le moteur manuellement (au pied sur une pédale) quand on voit que le cheval a besoin d'aide,
ou, pour rester dans la solution d'un capteur de force au niveau du palonnier, de transposer le système de pilotage du moteur par câble et pédale qu'on trouve sur les golfettes par un système mécanique de câble d'accélérateur qui se tend en fonction de la force de traction fournie par le cheval.
Par exemple :
Image

Je vais étudier ton schéma en détail et te dire ce que j'en pense.

En tout cas cette relance des commentaires me redonne un peu de courage !

Merci et à bientôt.
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par dirk pitt » 18/08/10, 15:06

certes il faut faire simple mais vous ne couperez pas au fait qu'il faudra piloter la puissance du moteur par un peu d'electronique.
la pedale au pied ou le potentiometre a main me semble une solution plus sage que la régulation d'effort sur le timon mais il n'empeche que cet organe de commande ne peut pas piloter "directement" la puissance somme toute non négligeable du moteur. il faut passer par un controleur de moteur adapté au dit moteur.

le tout est de ne pas se faire embarquer dans des trucs chers et surabondants par rapport au besoin.
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par Forhorse » 18/08/10, 16:47

+1
Commencer par un pilotage manuel, le cocher gerant lui même la puissance fournie par le moteur electrique.

Ensuite si vous voulez asservir la puissance du moteur à l'effort fournit par le cheval vous ne couperez pas par un peu d'electronique pour faire une regulation PI ou PID
Sans cette regulation, le système sera constament en instabilité, le moteur donnera sans cesse des acoups et ça sera aussi desagreable pour le cheval que pour les passagers.
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dedeleco
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principe général




par dedeleco » 18/08/10, 18:54

Il me semble que presque le même système existe commercialement dans beaucoup d'appareils usuels:
certains vélos électrique à assistance ajustée à la force du pédalage, il suffit de prendre le même système et de mettre un capteur et un moteur plus puissants, sans rien changer à l'électronique;
La direction assistée des voitures ( hydraulique) est aussi voisine, multiplier la force qui tourne le volant à partir de celle du conducteur, avec les mêmes problèmes.
Les régulations thermiques du commerce PID sont utilisables sans rien changer à l'électronique, il suffit de régler leur paramètres et de connecter entre le capteur de force (ou le déplacement d'un ressort) et le moteur qui réduit cet 'effort en le régulant à la valeur choisie, remplaçant le thermomètre et le chauffage.
L'avantage de prendre une électronique commerciale fonctionnelle est qu'aucune électronique n'est à concevoir, !!(en comprenant la régulation PID, Proportionnelle, Intégral Dérivée et ses traquenards, comme oscillations faciles )
Je pense qu'ainsi on évite de réinventer ce qui existe déjà et on profite des très nombreux travaux industriels passés bien au point.

Un tel système s'insère sur un système manuel fonctionnel.
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dedeleco
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par dedeleco » 18/08/10, 19:18

Sans cette regulation, le système sera constament en instabilité, le moteur donnera sans cesse des acoups et ça sera aussi desagreable pour le cheval que pour les passagers.

Il faut avoir assuré une régulation manuelle (température ou autre) pour bien comprendre et assimiler concrètement les bases de la régulation, ses difficultés, ses oscillations, au lieu d'un cours abstrait. .
Une régulation électronique n'est pas à l'abri de ces difficultés, tant qu'elle n'est pas bien réglée.
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Alain G
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par Alain G » 18/08/10, 20:10

On doit prévoir un amortisseur sur les timons, quand à l'électronique, tout est ajustable l'accélération, la décélération, le couple, le maximum et le freinage!(Contrôle régénératif)

Il n'y a rien à inventer sauf pour le capteur de force sur les timons assez façile à réaliser!
:D
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Alain

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