Matériel électronique de mesure pour une expérience [Résolu]

[Flyone]

Bonsoir,

Pour une expérience, je dois mesurer la force pour tracter un maquette de bateau (d'un vingtaine de cm). L'idée est de tracter la bateau avec un moteur électrique et de mesurer la tension du fil.

Cependant, je n'y connais pas grand chose et je ne sais pas vraiment quel matériel prendre. L'ordre de grandeur de la force à mesurer ne devrait à priori pas dépasser les 10N. Pour le capteur j'ai penser à un capteur de jauge mais je ne sais pas si c'est le plus pratique, j'aimerai avoir un précision à 0.1N (voir mieux si possible). Pour le moteur j'aimerai qu'il permette de tracter mon bateau à des vitesses de l'odre de 1m/s, et à vitesse constante, mais là je ne sais vraiment pas.

Merci d'avance et bonne soirée!
-----

[mag1]

Bonsoir,

Pour une expérience, je dois mesurer la force pour tracter un maquette de bateau (d'un vingtaine de cm). L'idée est de tracter la bateau avec un moteur électrique et de mesurer la tension du fil.

Cependant, je n'y connais pas grand chose et je ne sais pas vraiment quel matériel prendre. L'ordre de grandeur de la force à mesurer ne devrait à priori pas dépasser les 10N. Pour le capteur j'ai penser à un capteur de jauge mais je ne sais pas si c'est le plus pratique, j'aimerai avoir un précision à 0.1N (voir mieux si possible). Pour le moteur j'aimerai qu'il permette de tracter mon bateau à des vitesses de l'odre de 1m/s, et à vitesse constante, mais là je ne sais vraiment pas.

Bonjour,
Une idée: https://www.amazon.fr/Nutabevr-Elect...1&gad_source=1

Faut le garder au sec...
MM

[Gwinver]

Bonsoir.

C'est une possibilité, la jauge devrait être placée sur le bateau.

Il serait aussi peut-être possible de se passer de mesure sur le fil par un étalonnement du moteur et de la mesure de la puissance absorbée par le moteur en fonction de la charge.
Ce qui l'avantage de ne pas avoir à lie la mesure sur le bateau.
L'étalonnage se fait en remplaçant le bateau par un poids à remonter.
Une alimentation réglable permet de régler la vitesse du moteur, il suffit ensuite de mesurer U et I en fonction du poids.
Dans les deux cas (poids et bateau) le fil doit s'enrouler sur un axe de même diamètre.
Il faut aussi que le fil s'enroule à spires jointives.

[annjy]

Bjr,

chercher avec "dynamomètre"

Il y en a à tous les prix......

cdlt,
JY

[A voir en vidéo sur Futura]

[remy01]

ou avec " peson ".

[Pascal071]

bonjour
poussée d'1Kg dans un bateau de 20cm ?
moteur, batterie, etc ?

à "l'ancienne", sans électronique...
https://www.amazon.fr/Dynamom%C3%A8t...A1X6FK5RDHNB96
cdlt

[Gwinver]

Bonjour.
La précision est donnée pour 1% de la pleine échelle (20 N), soit 0.2 N.

[Flyone]

D'accord merci beaucoup pour votre aide! Je vais commencer par un simple moteur électrique avec lequel je vais mesurer la puissance pour en déduire le couple et donc la force fournie!

[Gwinver]

Bonjour.

Il faut retrancher la puissance absorbée par le moteur lui-même.
Pour trouver le couple à partir de la puissance, il faut connaître la vitesse de rotation du moteur.

Un système d'étalonnage pourrait être préférable.
Le moteur étant équipé d'un tambour pour tirer le bateau, l'étalonnage consiste à lui faire lever des poids connus et mesurer le courant absorbé, on considère qu'il est alimenté par une source de tension constante. Un étalonnage avec 3 à 4 poids permet d'avoir l'allure de la courbe.
La vitesse se déduit de la mesure du temps de montée du poids.

On peut aussi disposer d'une alimentation variable et ajuster la vitesse à celle désirée de la maquette, il faut alors mesurer courant et tension.

[Flyone]

Bonsoir,
merci pour votre aide. J' ai trouver une MCC N20 avec réducteur qui semble correspondre à ce que je recherche, je devrais pouvoir la contrôler avec une carte arduino. Je crois que je peux mesurer l'intensité avec un module INA219. Si j'ai bien compris, j'ai donc ces différentes possibilités pour mesurer la force de traction (donc le couple en connaissant le rayon de ma poulie):

*Mesurer la puissance électrique du moteur en mesurant I et U(je ne sais pas trop comment faire pour la tension). Pour obtenir le couple il va me manquer la vitesse de rotation. Mais je crois que je peux l'obtenir par un simple pointage de ma maquette, obtenir sa vitesse et remonter à la vitesse de rotation en connaissant le rayon de ma poulie.

*Mesurer I et remonter au couple à partir de la constante de couple. Cependant, je ne sais pas où la trouver (peut on avoir accès à des données constructeur sur ce type de moteur?). Mais si j'ai bien compris le dernier poste, je peux aussi la déterminer moi même avec des poids.

Ces idées vous semblent t-elle réalistes?

Merci d'avance et bonne soirée!

[Gwinver]

Bonsoir.

L'utilisation d'un Arduino ouvre des possibilités.
Il serait, par exemple, possible d'embarquer un module Arduino avec un capteur de charge à bord de la maquette pour mesurer la force sur le fil.

https://fr.aliexpress.com/i/4000828710365.html
https://randomnerdtutorials.com/ardu...ad-cell-hx711/

Il existe toute une gamme de cellule de charge :
https://fr.aliexpress.com/item/1005005377474070.html?spm=a2g0 o.detail.pcDetailTopMoreOtherS eller.2.280eI9iLI9iLkL&gps-id=pcDetailTopMoreOtherSeller& scm=1007.40050.354490.0&scm_id =1007.40050.354490.0&scm-url=1007.40050.354490.0&pvid=1 f8395c1-b5a3-4ba5-8fba-c0449e117818&_t=gps-idcDetailTopMoreOtherSeller,scm-url:1007.40050.354490.0,pvid:1 f8395c1-b5a3-4ba5-8fba-c0449e117818,tpp_buckets:668%2 32846%238107%231934&pdp_npi=4% 40dis%21EUR%213.74%210.99%21%2 1%213.86%211.02%21%40211b62811 7335191988662712e2bc7%21120000 32803727498%21rec%21FR%21%21AB XZ&utparam-url=scene%3ApcDetailTopMoreOth erSeller%7Cquery_from%3A
Côté moteur, une alimentation réglable devrait permettre un étalonnage simple pour contrôler la vitesse.

Pour une vitesse donnée, on détermine la tension à appliquer sur le moteur.
Une fois ceci établi, on fait l'essai avec la tension déterminée et l'Arduino enregistre la force durant l'essai. Ensuite, un dépouillement devrait permettre d'avoir la mesure lorsque la tension sur le fil est stabilisée.

[Flyone]

Oui, la cellule de charge semble être une bonne idée, mais cela nécessiterai d'embarquer la carte à bord du bateau. J'ai peur de la mouiller, et de plus la maquette est très légère, donc je doit réussir à équilibre tout ca. Une autre solution serai de faire ca avec une maquette plus grande.

De plus savez vous si il existe des petites alimentations réglables adaptées à mon problème?

[Gwinver]

Il y aurait aussi la possibilité de mettre la carte arduino "à terre" et mesurer la force de traction sur le moteur. Il faudrait que le moteur soit placé sur un support très mobile (roues ou rouleaux) pour ne pas fausser la mesure.

[Flyone]

Ah oui merci beaucoup pour l'idée, en plus je devrais normalement avoir un rail en plus pour guider le mouvement, j'ai juste à placer la carte sur le chariot !

[Gwinver]

Bonjour.

Après, il reste un point à voir.
La ficelle pour tirer la maquette ne sera hors de l'eau que pour une certaine tension, il faudra éviter qu'elle soit dans l'eau durant la phase de mesure.
Mais là, je n'ai pas d'idée.

Les systèmes professionnels utilisent un chariot au-dessus pour faire avancer la maquette.

[Flyone]

Bonsoir,
je reviens sur cette discussion car j'ai commandé ce dont j'avais besoin pour mon expérience, cependant je n'arrive pas à faire fonctionner la cellule de charge. J'ai suivie ce tuto https://www.instructables.com/How-to...ule-or-Load-C/ avec cette vidéo: https://www.youtube.com/watch?v=2rnczyBd3WU&t=95s.


J'ai alors commandé une première cellule de charge de 500g. Cependant lors de la calibration, peut importe le coefficient que je met j'ai 0 ou bien une valeur qui n'est pas du tout proportionnelle à l'effort que je met dessus. J'ai donc commandé exactement le même modèle que celui dans la vidéo mais j'ai toujours le même problème. C'est pour cela que je me demande sil le capteur à forcément besoin d'être visé à 2 planche avec une compression comme dans la vidéo pour qu'il fonctionne. Dans ce cas, comment réaliser la mesure de la tension d'un fil avec ce capteur?

Bonne soirée!

[Pascal071]

Bonsoir

le capteur a une moitié fixe et l'autre moitié reçoit l'effort à mesurer.


Cdlt

[Bounoume]

..
à ce que je vois sur la vidéo... ton capteur , il mesure bêtement le couple de torsion provoqué par une traction (ou une compression) orientée dans la direction de la flèche marquée '1 KG' ...........
si tu tires sur l'extrémité de la jauge dans la direction de la dite flèche ....( et si le point fixe est bien l'autre extrémité de la jauge , d'où sortent les fils du pont de mesure) tu dois avoir une sortie proportionnelle à la traction... mais ça ne dit pas la valeur mesurée une fois digitalisée dans arduino....

quant à mesurer les poids posés sur le plateau rond de la vidéo... c'est idiot, vu que, pour un même poids posé sur le disque, le couple mesuré sera le produit du poids réel par.... la distance de son centre de gravité au point fixe de la jauge.... donc selon la position du poids, ce sera du simple au double ou au triple...

ps croisement avec pascal071 que je salue....

[Gwinver]

Bonsoir.

Il faudrait disposer d'une documentation sur ce capteur.

[Pascal071]

Bonsoir
Salut Bounoume

la distance de son centre de gravité au point fixe de la jauge....
donc selon la position du poids, ce sera du simple au double ou au triple..

c'est bien pour ça qu'il y a une calibration à faire !

le module: https://www.amazon.fr/Pr%C3%A9cision.../dp/B0D1XG3HF9

cordialement

[Flyone]

Bonjour,
Merci pour votre aide. Je comprend mieux la calibration, je pensais qu'elle était intrinsèque au capteur utilisé et ,non à la mesure. Donc temps que je n'ai pas accroché mon capteur, je ne peux pas faire de mesure. Je tenterai l'expérience le weekend prochain, je reviendrai vers vous si j'ai des difficulté, merci encore.

[Pascal071]

Bonjour

Il y a peut être moyen de l'étalonner sur un support vertical:
le point de mesure devra rester au même endroit une fois embarqué.
La pièce supportant le fil devra être la plus petite et légère possible.

[Forhorse]

Un moyen de mesure un couple sur une pièce en rotation (sortie d'un moteur généralement) c'est de mesurer la déformation d'une pièce.
Par exemple le moteur entraine une manivelle qui elle-même entraine une autre manivelle via un ressort (c'est pour le principe, dans la vraie vie on utilise plutôt des plateaux)
Suivant le couple transmis le ressort vas plus ou moins s'allonger (ou se comprimer suivant le type de ressort utilisé et le sens qu'on l'a monté)
A l'aide de 2 capteurs inductif fixes qui captent chacun une manivelle (ou un index sur chacun des plateaux) on peut mesurer le déphasage entre les 2, en déduire donc la compression / élongation du ressort et donc, après un étalonnage, calculer le couple fournit.
C'est ainsi que le couple moteur est mesuré sur les tracteurs agricoles (et sans doute dans bien d'autres engins entrainé par un moteur thermique) afin d'adapter automatiquement le rapport de transmission optimale dans le cadre d'une boite de vitesse automatique.

[Flyone]

Bonjour,
je reviens vers vous car ca ne marche toujours pas .
J'ai fixé mes 2 jauges de contrainte comme dans le schéma de Pascal071. J'ajoute une photo de mon montage dans le cas où l'erreur viendrai de là.



J'ai essayé de faire l'étalonnage, mais les valeurs retournées dans le moniteur série ne semblaient avoir aucun lien avec la contrainte appliquée. J'ai donc enlever le module HX711, et j'ai acheté un multimètre pour regarder les résistances. Les valeurs mesurées sans contraintes semblent cohérentes pour les 2 jauges, mais quand je mets une charge, la résistance entre A+ et A- (fil vert et blanc), la résistance ne change pas du tout (reste à 1.00kohm ou 998ohm). Je suis un peu bloqué là, je voit pas ce qui est mal fait, c'est peu probable que les 2 jauges soit endommagé.

[Pascal071]

Bonjour

Mesurer une jauge de contrainte n'est pas facile (possible) avec un simple ohmmètre.

La notice spécifie +-40mV en entrée de module à pleine échelle.
as tu parfaitement suivi la vidéo ? pas évident, il faut enlever la masse à chaque démarrage du programme.
On suppose que la jauge est dans le bon sens (flèche sur le côté)
Ton crochet me parait un peu gros, pas moyen de le faire plus léger ?

[titijoy3]

sinon, on fait passer le fil par une poulie reliée à un récipient dans lequel on met du poids, on mesure la vitesse, quand, en faisant varier le poids on arrive à 1m/s on a le bon poids..

oui, je sais, le frottement de l'axe sur la poulie.. la déformation du fil etc..

[Gwinver]

Bonjour.

Les variations de résistance d'une jauge de contrainte sont très faibles:

https://www.ni.com/fr/shop/data-acqu...2C12%20Ω.

Comme signalé plus haut, il y a un sens (haut-bas) indiqué en bout de la pièce.

[Flyone]

Bon finalement j'ai refait plusieurs fois les soudures, le montage, j'ai passé la jauge sur le 3.3V de l'arduino et j'ai changé le HX711 et ca fonctionne. Je ne sais pas trop pourquoi mais ca marche

Merci pour votre aide!