Mesure de vibrations.

[invite2313209787891133]

Bonjour à tous.

Je souhaiterai mettre au point un système de mesure de vibrations afin d'étudier l'amortissement et l'amplitude des vibrations sur mon arc de compétition.

J'ai d'abord pensé utiliser un simple micro audio fixé sur la poignée, mais ce type de "capteur" est adapté pour des fréquences qui commencent vers 20 hz, alors que les vibrations sur l'arc sont plutôt de l'ordre de 1 à 10 hz.

Existe il un capteur simple à mettre en oeuvre qui pourrait convenir ?

Si possible j'aimerai faire l'acquisition à partir de l'entrée ligne ou micro d'une carte son, de façon à enregistrer avec un simple logiciel d'édition audio.

Merci d'avance pour vos réponses.
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[invitea3c675f3]

Marrant!, je suis en train de penser à la même chose. Trop écœuré d’entendre les archers bricoler à l’aveuglette avec leurs stabs sans trop savoir ce qu’ils font.

Mon idée de départ : faire un capteur à base d’un H-P à l’envers. Je colle la membrane au support et l’aimant est libre. Un ampli et je mesure sur un scope à mémoire le signal reçu. Comme toi je pensais à un filtre passe bande de 5 à 30Hz.

Selon les mesures obtenues, on peut envisager un micro pour mesurer la pseudopériode et son temps de décroissance.

Ensuite il faut voir si selon la dernière mode il faut bien absorber l’énergie prise par l’arc à la décoche ou au contraire la favoriser. Comme tout le monde parle sans rien trop connaitre de la physique de la décoche, la voie de l’absorption à tout prix n’est peut-être pas la meilleure.

Pour la physique de la chose, Futura a une rubrique physique avec semble-t-il des gens pas mal moustachus pour qui l’étude d’un amortisseur se fait entre le café et le croissant du matin; je pensais faire appel à eux à l’occasion.

Par curiosité quel tir fais-tu?

Pour ma part : recourbé riser Samick avec branches Master 44lbs, flèches ACE 620 de 29 pouces (oui, je sais, un peu molles) et vieux satab conique avec V-bar d’il y a 20 ans.

[invite2313209787891133]

Merci pour ta réponse; je vais poster ce sujet aussi en rubrique physique.

Par curiosité quel tir fais-tu?

Pour ma part : recourbé riser Samick avec branches Master 44lbs, flèches ACE 620 de 29 pouces (oui, je sais, un peu molles) et vieux satab conique avec V-bar d’il y a 20 ans.

J'ai tiré pendant une 10aine d'années avec un Hoyt TD3 à 45 livres et stabilisation AGF; flèches ACE et Beeman Diva (une belle merde...).
J'avais arrêté courant 2000, et je recommence depuis quelques mois.
Pour l'occasion j'ai changé de branches pour reprendre tranquillement à 34 livres (branches EXE Master), donc j'ai du changer de poignée (poignée Sebastien Flute) vu que j'avais encore la fixation à vis.
Je tire aussi un peu au long bow, avec un Martin ML14 de 50 livres et flèches en bois avec plumes naturelles.

[invite2313209787891133]

Apparemment personne n'a jamais essayé de mesurer des vibrations ici; il va falloir qu'on se débrouille seuls ^^

Je pense commander plusieurs petits capteurs de ce genre pour faire un essai : http://www.lextronic.fr/P5227-capteur-de-vibration.html

Sinon je pensais à une autre solution: Utiliser un galvanomètre comme détecteur sur un axe, en alourdissant un peu l'aiguille. Il faut que j'arrive à en trouver des petits; peut être avec un vu-mètre.

[A voir en vidéo sur Futura]

[invitea3c675f3]

Ok. C’est quoi ton but?

Veux-tu voir qu’un arc capable de propulser 18g de flèche à plus de 200km/h produit des vibrations et un choc? Ni toi ni moi n’en doutons!

Si tu t’intéresses à la santé de l’archer, j’en connais qui ont ajouté des petits stabs près de branches avec du sable dedans pour sauver leur épaule d’arc, toutes le méthodes d’amortisseurs fonctionnent.

Je voudrais utiliser mes vagues connaissance en physique (maîtrise à Lyon I) et ma petite expérience en électronique (± 30ans et D.E.S.S. à Lyon I) pour mettre au point un capteur de fréquence principale et de vitesse de décroissance de la vibration dans le but de voir si des stabs un peu plus scientifiques ont une influence sur le groupe.

Dans un premier temps, le capteur le moins cher selon le principe que le choc a tellement d’énergie que la qualité de restitution a peu d’importance (on ne veut pas reproduire Pavaroti).

Le capteur fait, voir si on peut se définir quels paramètres mesurer et se définir une mesure reproductible.

Finalement, je voudrais voir si un stab absorbant ou un stab résonnant va améliorer la vitesse de la flèche et/ou le groupe.

Es-tu sur une autre voie, si oui, laquelle?

[invitea7fdb485]

Salut,

Pour mesurer des vibrations: un truc simple est un accéléromètre.

J'ai fait des TP classiques de calcul de fréquence de résonnance de structure en placant un accéléromètre, ca marche sans soucis, tu peux soit visualiser directement sur un oscillo, soit enregistrer les données.

C'est suffisament petit.
Faudra juste trouver un moyen de bien le fixer sur la corde car il faudrait pas que l'axe de l'accéléromètre tourne sur la corde pendant que ça vibre.

[invite2313209787891133]

Bonjour

Ok. C’est quoi ton but?

Veux-tu voir qu’un arc capable de propulser 18g de flèche à plus de 200km/h produit des vibrations et un choc? Ni toi ni moi n’en doutons!

Je ne vois pas pour quelle raison je m'emmerderai à vouloir faire un capteur pour cette raison; mon but est surement proche du tient.

Les raisons sont triples:
- Régler l'arc (stabilisation, band)
- Vérifier la reproductibilité de mon tir afin d'orienter mon entrainement, vu que je reprend depuis peu.
- Satisfaire ma curiosité.

Salut,

Pour mesurer des vibrations: un truc simple est un accéléromètre.

J'ai fait des TP classiques de calcul de fréquence de résonnance de structure en placant un accéléromètre, ca marche sans soucis, tu peux soit visualiser directement sur un oscillo, soit enregistrer les données.

C'est suffisament petit.
Faudra juste trouver un moyen de bien le fixer sur la corde car il faudrait pas que l'axe de l'accéléromètre tourne sur la corde pendant que ça vibre.

Bonjour

J'ai pensé à utiliser un accéléromètre justement, mais je n'ai jamais utilisé ce genre de capteur.
Il ne serait pas fixé sur la corde mais sur la poignée.

[invite2313209787891133]

Finalement, je voudrais voir si un stab absorbant ou un stab résonnant va améliorer la vitesse de la flèche et/ou le groupe.

Es-tu sur une autre voie, si oui, laquelle?

Pour mesurer la vitesse de la flèche j'ai mis au point un système à base de micro (un sur l'arc et un sur la cible); ça a l'air de fonctionner correctement.

Je ne pense pas qu'une modification de la stab jouerait sur la vitesse, le rôle de la stab intervient alors que la flèche est déjà loin.

[inviteede7e2b6]

ça me semble être le domaine idéal pour les JAUGES DE CONTRAINTES.

[invite1c20f11a]

Bonjour

Les jauges de contrainte c'est pour l'acier, je ne vois pas ce que cela ferait sur un arc; l'accéléromètre convient, mais il faudrait voir s'il ne faudrait pas faire deux intégrations successives pour avoir l'amplitude des vibrations. Là, en bord de mer, ils ont utilisé ce système pour mesurer la houle (accéléromètre + 2 intégrales)
pont

[inviteede7e2b6]

Bonjour

Les jauges de contrainte c'est pour l'acier,
pont

c'est pour tout matériau subissant des déformations...

[invitea3c675f3]

Je ne crois pas non plus aux jauges de contraints. Pour ceux qui ne connaissent pas, l’arc comprend une poignée (riser) supposément rigide et deux branches qui font tout l’effort.

Les stabilisateurs (longues tiges avec un poids au bout solidaires de la poignée) servent d’une part à réduire les oscillations dues au vent ou aux tremblements de l’archer pendant l’ancrage (juste avant de tirer) mais surtout à stabiliser l’arc à la décoche quand il n’est plus tenu qu’en un point par la main dans la poignée.

L’idée de l’accéléromètre semble intéressante, en plus il donne une mesure calibrée en g.

Je ne vois pas trop l’intérêt de mesurer sur trois axes, un seul devrait suffire dans un premier temps.

@Dudule, envisages-tu le capteur comme un petit truc qui marche tout seul et affiche simplement le nombre de gs que tu laisserais en permanence sur la poignée? Vissée sur un filetage libre d’un stab? Comment peux-tu t’en traîner avec un capteur de g?

Je voyais surtout un capteur comme utile à choisir le stab le mieux adapté et qu’on n’utiliserait plus une fois les stabs choisis.

[invite2313209787891133]

Merci pour la suggestion des jauges de contrainte, mais comme louloute je ne pense pas que ce serait adapté.

@Dudule, envisages-tu le capteur comme un petit truc qui marche tout seul et affiche simplement le nombre de gs que tu laisserais en permanence sur la poignée? Vissée sur un filetage libre d’un stab? Comment peux-tu t’en traîner avec un capteur de g?

Je voyais surtout un capteur comme utile à choisir le stab le mieux adapté et qu’on n’utiliserait plus une fois les stabs choisis.

Je voyais un truc qui pourrait se fixer sur l'arc et relié à un PC portable sur lequel je ferais tourner un logiciel d'acquisition; soit un logiciel d'édition audio, ou alors une petite application que je develloperai (sur profilab ou labview) qui permettrait de visualiser la courbe à chaque flèche.

Le but serait de m'en servir le temps d'ajuster mes réglages, puis de temps en temps pour vérifier ma décoche (à condition qu'on puisse voir quelque chose sur un lacher "différent" bien sur).

[invitea3c675f3]

Ce qu’on devrait voir, c’est une oscillation amortie dans le genre de la photo. Trois données utiles peuvent en être extraites : l’amplitude maximale, la pseudo période (voir image) et la vitesse de décroissance (temps pour les crêtes du signal de passer de 2V à V).

Serais-tu capable de te charger de la partie informatique; je suis bien plus à l’aise en électronique.

[invite2313209787891133]

Ce qu’on devrait voir, c’est une oscillation amortie dans le genre de la photo. Trois données utiles peuvent en être extraites : l’amplitude maximale, la pseudo période (voir image) et la vitesse de décroissance (temps pour les crêtes du signal de passer de 2V à V).

C'est un peu ce que j'imaginais aussi, avec peut être une ou plusieurs fréquences supplémentaires dues à la vibration plus rapide de certains éléments (viseur, corde).

Serais-tu capable de te charger de la partie informatique; je suis bien plus à l’aise en électronique.

Je devrais pouvoir le faire.

[invitea3c675f3]

Penses-tu qu’un accéléromètre du genre de :

http://www.analog.com/static/importe...DXL103_203.pdf

…ferait l’affaire : un axe (celui du stab) et ± 1,7g ou serait-il mieux d’avoir un trois axe pour un prototype, même si on découvre alors que un seul axe suffit?

[invite2313209787891133]

Je pense qu'un axe devrait suffire. Eventuellement il faudrait prévoir un système de rotation sur la fixation afin de l'orienter differement pour faire des essais.

[invite5637435c]

Bonjour,

l'accéléromètre est une bonne idée mais il mesurera aussi l'inclinaison et la variation de hausse qui elles seront variables pendant la phase de tir, il faudrait donc 2 accéléromètres, un corrigeant l'autre après traitement pour n'avoir que l'information utile de vibration.

[invitea3c675f3]

@Hulk,
L’impulsion qui nous intéresse est le choc de la corde qui libère une flèche de 18g à 200km/h. Comme pour le recul d’une arme à feu, la gravité a peu d’importance dans cette affaire; aussi, on n’a pas besoin de tirer aux longues distances pour des ajustements, quelques mètres suffisent. Enfin, même si on fait des mesures sur les vis des stabls proches des fixations des branches, lesquels font un angle d’une vingtaine de degrés avec la verticale, c’est toujours pour voir l’effet d’un stab qu’on mettra là et qui absorbera selon cet axe les vibrations.

Un petit dessin vaut mille maux.

En vert le stab (ou une vis)
En bleu le PCB avec capteur et connecteur
En orange la poignée (riser) de l’arc

Le capteur peut simplement se visser sur un des trois filets de l’arc prévus pour l’un des tris stabs.

[invite5637435c]

Oui après tout, il suffira d'extraire l'info utile.

J'ai visionné cette excellente vidéo et je me pose les questions suivantes:
http://www.lezappingduweb.com/2008-0...ti-1987-toplzw

j'ai juste un doute sur le fait qu'à la fin du tir, la compensation des forces me semble non négligeable, il sera à mon avis nécessaire de discréminer pour ne récupérer que l'effort de l'onde de choc de la corde sur le bati.
En gros une mesure en continu et retenir uniquement le pic de choc, à la manière du fondamental dans une étude d'harmoniques.
L'oscillation va persister un léger moment et perturber le capteur encore quelques instants.
A+

[invitea3c675f3]

Effectivement, le vidéo coréen est superbe, mais montre tout en même temps. La flexion de la flèche, par exemple, nettement visible est en principe absorbée dar un petit ressort horizontal près du support de la flèche sur la poignée. Ce ressort est ajustable très précisément. La tension de chaque branche est aussi ajustable individuellement et on a un choix de flèche très large pour adapter à l’arc (longueur de la flèche, tension de l’arc). Certaines flèches sont coniques ce qui fait que leur rigidité est différente si on les coupe en avant ou en arrière.
Si on peut maintenant régler avec des procédures pas mal établies un peu tout sur un arc, le stabilisateur reste réglé à l’aveuglette, c’est à ça qu’on s’intéresse Dudulle et moi.

Un accéléromètre avec un scope à mémoire en single shot devrait nous donner des infirmations sur la vibration en trois points de l’arc. On devrait lire une oscillation amortie, sa pseudo période devrait nous permettre de couper le stab à une longueur proportionnelle (λ/4 comme en radio?) et il reste à voir s’il faut l’amortir ou non. Ceci se verra facilement en observant la décroissance de cette vibration.

Ensuite, il ne reste plus qu’à tirer pour voir si on y gagne quelque chose. En dehors de ça, un stab peut avoir un rôle thérapeutique. Un ami archer a des problèmes d’épaule d’arc et les a réglés en montant somme petits stabilisateurs en haut et en bas deux tubes creux remplis de sable (sic!).

[invite2313209787891133]

Bonjour

Je me permet de relancer le sujet; en y réfléchissant je me dis qu'il faudrait en profiter pour faire l'acquisition du mouvement, de façon à mesurer l'amplitude lors de la visée.

En gros lors de la visée je dirais que la poignée bouge de 1 cm en hauteur et latéral, avec une fréquence d'environ 0.5hz. Est ce mesurable avec un accéléromètre ?

[invite2313209787891133]

J'ai une autre question également...

Je voudrais par ailleurs faire une aquisition sur l'armement, je m'explique:
Je voudrais utiliser une jauge de contrainte fixée à la poignée. Cette jauge est reliée à un elastique fixé à la corde (le même principe que certains reposes fléches de compounds pour ceux qui connaissent).

Je pourrai sans doute bricoler un systeme avec une lamelle en acier ressort sur laquelle je fixerai une jauge de contrainte, mais je me demandais si il n'existerai pas de capteur de genre tout fait.

[invitea3c675f3]

Bonsoir Dudulle,

Excuse, je suis assez occupé ces temps-ci. J’ai regardé quelques accéléromètres, un trois axe n’est pas vraiment beaucoup plus cher qu’un un axe, peut être que le un axe a un bande passante plus faible… à voir.

Pour ce qui est de la visée, c’est tout à fait autre chose. le capteur capable de saisir un choc comme la décoche ne sera pas capable de suivre les hésitations de l’archer; Je ne vois pas bien quel principe physique autre que des trucs interférométriques serait capables de mesurer ça.

Que veux-tu mesurer avec ta jauge de contrainte : la ‘pression’ de la corde?

Selon moi il ne faut pas trop en demander.

Appel aux collègues: quelqu'un a déjà joué avec les accéléromètres?

[invite2313209787891133]

Que veux-tu mesurer avec ta jauge de contrainte : la ‘pression’ de la corde?

Je veux en fait mesurer l'évolution de l'allonge le temps de l'armement, afin de voir si le mouvement est bien:
-Continu et sans retour en arrière, car un mouvement qui ne l'est pas fatigue inutilement et perturbe la visée.
-Répétitif, car un mouvement qui ne l'est pas indique que le chemin moteur n'est pas toujours le même, et doit être retravaillé.

Cette mesure serait plus destinée à évaluer l'archet que le matériel.

[invitea3c675f3]

Désolé Dudulle de te ‘désappointer’, mais un copain qui regarde derrière ton épaule la pointe sur le clicker, c’est bien plus efficace; et puis, sans vouloir être ’baveux’ ça se sent quand on demi-décoche, la bonne punition est de revenir et se donner une bonne claque.

Rien ne vaut l’auto-flagellation!

Une jauge de contrainte est faite pour mesurer les flexions ou torsions d’un corps rigide. Une jauge pourrait mesurer par exemple la flexion du riser, mais à ce que je comprends du tir à l’arc, ça, c’est la job de Mrs Hoyt, Samick et consorts. Au niveau de l’archer, ce qui plie c’est les branches.

[invite2313209787891133]

Je ne pense pas qu'une jauge de contrainte fixée sur la poignée mesurerai quoique ce soit, le métal est sans doute trop rigide pour avoir une déformation mesurable.

Quand je parlais de fixer une jauge sur la poignée je voulais dire un système à base de jauge; par exemple une lamelle d'acier ressort avec la jauge fixée dessus, le tout fixé à la poignée.

Bien sur on peut demander à quelqu'un d'observer le mouvement, mais pense tu qu'il serait d'accord pour observer la continuité de mouvement de toute une séance ?
Et pense tu qu'il serait capable de voir si chaque mouvement est le même que le précédent ?

Mon but est d'arriver à faire un "diagnostique" de l'archer; je réfléchie même à d'autres facteurs qui entrent dans la séquence de tir.

[invitea3c675f3]

@Dudulle : une petite merveille pas chère :
http://www.freescale.com/files/senso.../MMA7260QT.pdf
Ça vous crache les trois axes avec choix de gain pour un pauvre $5.
Curieux d’ailleurs, un accéléromètre un axe de Analog Devices coûte jusqu’à $15.
Les versions digitales sont dans le $30 pour un axe et $60 pour trois axes.

@Hulk : La décoche est très brutale et rapide; l’art du tir tient beaucoup dans la stabilité de la main d’arc pendant la décoche; Comme je n’ai jamais entendu parler de mesures, ça pourrait être amusant de démarrer cette étude. Selon moi un des buts peut être d’essayer d’ajuster un stabilisateur comme un stub radio pour lui faire absorber la fréquence principale d’oscillation à la décoche. Cette absorption se ferra par la vitesse de décroissance de l’oscillation; la fréquence à absorber se lit facilement au scope, mais la pseudopériode risque d’être plus utile, la longueur du stab devrait lui être proportionnelle.

On peut rêver ensuite à mettre un vu-mètre trois axe pour vérifier à l’entraînement les chocs qu’on donne à la poignée; ce ne serait plus alors qu’une question de fréquence de coupure du filtre avant l’afficheur.