Boitier assistance freinage remorque ( version compacte).


Boitier freinage remorque  version compacte vue en 3D

La version précédente a permis de déterminer les principes, mais elle avait été faite par étape en ajoutant de nouveaux moyens de freinage, et des composants à la version de base : freinage électrique seul avec son capteur de déplacement.

Les forces mises en jeu obligent à utiliser des composants qui ne sont pas vraiment « miniatures  »

Cette version a été réalisée en plaçant tous les composants nécessaires, selon des axes prédéfinis, qui permettent de les placer de manière très précises..

Peu à peu j’apprends à travailler avec HeeksCAD.

En effet on ne peut pas placer les composants téléchargés sous forme de fichier STEP ou IGES, au centième de millimètre près.

Par exemple un roulement à bille, qui sera logé dans un alésage du boitier.

Seuls les objets simples ( parallélépipèdes , cylindres, sphères , cônes, peuvent être dimensionnés et positionnées en modifiant les dimensions et les coordonnées , de façon ultra précise ( le micron )

Les alésages correspondants, dans le boitier seront réalisés avec des cylindres et une opération booléenne ( soustraction )

De la même façon on définit les axes du montage, avec une grande précision.

Exemple : la vis sans fin impose un entre axe de 53 mm entre deux axes perpendiculaires.

On peut créer des points de coordonnées, multiples. En sélectionnant l’un ou l’autre on créera des objets par rapport au système de coordonnées x y z choisi.

Un axe avec des épaulements , sera réalisé avec des cylindres parfaitement concentriques et sera ainsi parfaitement aligné avec les alésages correspondants.

Puis il suffit de sélectionner tous les objets si on doit déplacer l’axe de quelques millimètres, avec la fonction translater. idem pour les pivotements autour d’un axe imaginaire : la ligne infinie.

Le boitier n’est pas terminé, j’ai seulement placé l’enveloppe intérieure, et il ne reste plus qu ‘à créer le boitier autour de cette enveloppe.

Par rapport à la version précédente, le boitier est passé de 240 x 200 x 110 mm

à 240 x 160 x 90 mm

Avec la partie AR plus étroite, ce qui fera gagner du poids.

On s’est aussi débarrassé de la platine intermédiaire, devenue inutile.

Version compacte  Vue de dessus

Vue de Droite

vue de gauche

Mieux ! Il nous reste trois emplacement pour l’électronique :

– un au dessus du moteur pas à pas, pour sa commande de puissance.

– un très long sous le capteur hall de mesure du déplacement, qui sera raccordé sur le controleur de traction et de freinage ( dans un boitier indépendant )

– un autre pour le microprocesseur qui permettra de télécommander depuis le vélo, le frein électrique ( roue dentée à vis , manœuvrée par le moteur pas à pas ) , par liaison radio Zigbee.

Vue des emplacements pour l'électronique

Le support des trois circuits imprimés sera prévu sur le boitier.

L’alimentation ( autonome ) par batterie sera à l’extérieur pour être débrochée facilement pour recharge.

Le capteur de position angulaire :

il sert à mesurer le déplacement du timon par rapport au boitier , qui représente la force de poussée de la remorque en descente, ou la force de traction en montée.

C’est lui qui pilotera les moteurs en traction et en freinage électrique..

Je reviens à ce que j’ai connu dans mon boulot : l ‘importance du montage mécanique des capteurs. Le guidage doit être parfait et le capteur ne doit pas subir des efforts parasites dus à un mauvais montage, des jeux parasites, etc.. .

Par rapport à la version précédente, il est placé sous la butée (orange ) c’est la pièce en rouge foncé.

Zoom sur capteur asservissement

Le diamètre du pignon de manœuvre a été augmenté pour couvrir la plage de coulissement du timon.

72 dents pour 360 ° au pas de 0,5 mm = 36 mm soit + ou – 18 mm..

Si c’est insuffisant, on pourra mettre un pignon d’un plus grand diamètre ( à déterminer ).

La hauteur de la crémaillère doit donc être réglable, pour s’adapter à divers pignons..

La longueur du système coulissant ( 240 mm ) pour une aussi faible course mésurée , peut sembler exagérée, mais cela améliore le coulissement en réduisant les efforts sur les bagues de guidage linéaire ( en augmentant le bras de levier : effet de couple avec le poids de la remorque si la charge est trop en avant.) . D’autre part il faut placer les ressorts de part et d’autre de la butée orange, sur l’axe coulissant. Ils ont une longueur libre et une longueur minimum totalement comprimés.

Le capteur doit pouvoir se démonter facilement pour son éventuel remplacement. Il est sage de prévoir un capteur en pièce de rechange, pour ne pas avoir à faire réusiner son support, en cas de panne .

Capteurs supplémentaires

En vue d’améliorer la sécurité, il est bon de doubler les chaînes de mesure.

On peut se contenter d’utiliser une série de capteurs de position TOR, qui indiquerait :
la position d’équilibre.

La poussée à 1/4, à 1/2, à 3/4, à 4/4 et idem dans le sens traction.

On peut utiliser des fourches optiques à souder sur circuit imprimé

La butée supporterait une pièce avec des lumières, pour laisser passer ou couper les faisceaux de cellules photo électriques, placées sur le circuit imprimé juste au dessous. .

Solution fiable sur le plan mécanique : aucun contact mécanique

http://www.sparkfun.com/products/9299

http://www.sparkfun.com/datasheets/Components/GP1A57HRJ00F.pdf

Comme ils ne mesurent que 4 mm d’épaisseur ( et que ça ne coûte pas cher on peut en placer un certain nombre en ligne ( huit dans le sens poussée et huit dans le sens traction, pour avoir plus de précision.

Une autre solution en analogique est de placer deux LDR , et d’avoir une pièce mobile avec une ouverture variable ( en triangle ) , qui laisse passer plus ou moins de lumière , selon la position de la butée.

Le micro contrôleur ferait un contrôle de cohérence entre les divers capteurs, afin de détecter une panne du capteur principal , et pourrait continuer à piloter l’asservissement freinage traction en mode  » dégradé  » , tout en signalant le défaut du capteur principal par une LED , mais sans mettre l’asservissement en rideau.

On peut aussi détecter une des barrières opto en panne d’après une table de vérité, selon la forme du masque, et on ne perdrait qu ‘une position ( cad 1/8 de précision ). Il faut alors mettre deux lignes parallèles pour poussée et traction.

On peut aussi régler la bande morte ( retour à la position d’équilibre ) en élargissant plus ou moins l’ouverture du masque. Ca peut être utile puisque ce serait un pilotage en TOR, pour ce mode dégradé..

Capteur optique de position vue de face

Les fourches optiques seront installées sur un circuit imprimé , fixé sur le fond du boitier.

Le masque est formé par un U en aluminium fixé sur la butée, par deux vis.

L’aile du U qui forme la barrière sera découpée à la demande, pour n’activer aucune cellule en position d’équilibre..

Il manque le connecteur pour relier ce circuit imprimé à la carte contrôleur. :))

il a été relativement aisé de loger ce deuxième capteur , et de lui trouver une place qui aurait été perdue.

Capteur optique vue de face

Le capteur seul Capteur optique de position seulsauvé en format solid ( IGES )

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