Suivi solaire mécanique par engrenages

[Paillafond]

Bonjour

je souhaite faire un suivi solaire d'un réflecteur cylindrique incliné à 43° pour n'avoir qu'un rotation horaire sur 180° entre l'Est et l'Ouest.
Il existe des "trackers" dans le commerce qui utilisent des diodes, mais l'installation basée à Nantes risque d'être perturbée par les nombreux passages nuageux. Je préfère donc m'orienter vers un suivi mécanique (poulies, engrenages) en suivant une logique temporelle.

J'ai donc commencé ici, et avec votre aide , à imaginer les constituants nécessaires à ce suivi solaire destiné au chauffage, et qui de ce fait, ne nécessite pas une très grande précision.
je recopie ci-dessous mes premiers calculs, mais ayant un doute, je ns suis pas allé plus loin que l'interrogation sur leurs validités :

j'avance dans la compréhension, mais j'ai pas tout résolu. Je tente d'avancer:

- une chaine de 333 maillons est fixée sur un plat cintré/soudé en arc de cercle jusqu'à 200°
- une rotation de 15°/heure correspond à (333/200)x15 = 25 maillons parcourus en 60 mn
- un tour complet de l'engrenage de 20 dents = 20 maillons de la chaine
- en 60 mn l'engrenage ne tourne pas assez vite, il faut augmenter sa vitesse de 25/20 = 1,25 (pour qu'il entraîne 25 maillons en 1 heure).
- je dois trouver un motoréducteur tournant à la vitesse de 1,25 tour/heure.

Lorsque je regarde les motoéducteurs, je trouve des rotation de 2 tour/mn … je suis loin de 1,25 tour/heure ?

Manifestement, il y a une erreur quelque part ... de calculs ou de logique ??

- Jean-Yves56 me conseille de chercher du côté des réducteurs …
- Gloster37 propose un moteur pas à pas tournant de X pas toutes les X minutes …

REDUCTEUR
le motoréducteur tournant à 2 tour/mn, cela fait 2 x 360°/mn, ou exprimé en minutes d'angle/mn = 2 x 360 x 60'/mn.
le "besoin" pour le réflecteur est d'avoir une rotation de 15°/heure = 15'/mn.
le rapport de réducteur doit être 2 x 360 x 60' / 15' = 2880.
Les réducteurs standards sont insuffisant car limités à 100, le motoréducteurs vont jusqu'à une réduction de 250 ou 300. Ces réductions s'additionnent elles ou se multiplient elles ?

MOTEURS PAS A PAS
je me suis plongé dans Wikipédia pour apprendre ce que ce terme signifie. Apparemment ce type de moteur devrait convenir puisque je lis qu'un impulsion fait tourner le moteur de 15° : Dès qu'on alimente la phase 2, il y a une rotation de 15° (i.e. 60° - 45° = 15°), puis la phase 3, etc. Donc le moteur tourne de 15° dès qu'on alimente une phase. Il faut 24 impulsions pour faire un tour complet. C'est un moteur 24 pas
Pour donner l'impulsion électrique on peut penser à l'utilisation d'un programmateur, ce qui ferait tourner le réflecteur de 15° … à réduire d'un facteur 60 pour avoir une rotation de 15' en 1 mn avec un réducteur ?

J'arrête là pour ne pas être trop long.
Pour ne pas m'enfoncer dans une impasse, j'attends vos conseils.
Merci pour votre aide.
-----

[goaoute]

De toutes façons ton réflecteur cylindrique ne donnera rien de bon; quand on veut chauffer de l'eau avec du soleil on prend un récepteur plan à serpentin sous verre, qui n'a pas besoin d'être réorienté toutes les cinq minutes.

[Paillafond]

Bonjour Goaoute

Le réflecteur sera éventuellement en série après le capteur plan, pour relever les températures à des niveaux utilisables.

En hiver, les simulations montrent que cela ne donne rien, à cause du rayonnement solaire direct inexistant en cette période. Par contre, ce sera différent au début du printemps !

Et si le réflecteur ne donnait rien (ce dont je doute), c'est le capteur plan qui prendrait sa place sur le système de rotation.

[sh42]

Bonsoir,

Le réflecteur sera éventuellement en série après le capteur plan

Il y a risque de transfert de chaleur entre les capteurs en fonction de leurs températures réciproques, ce qui fait qu'au lieu d'avoir addition des accumulations, il y ait soustraction.

Pour la transmission de mouvement par chaîne, je ne connais pas le jeu entre les maillons et la chaîne mais il doit certainement y en avoir un. S'il n'y a que une ou deux dents en prise, il doit être important. Ce qui ajoute à l'imprécision angulaire du capteur.

[A voir en vidéo sur Futura]

[Paillafond]

Bonsoir Sh42

la régulation solaire permet de gérer deux champs de capteurs avec un vanne tout ou rien (TOR).

L'imprécision de l'alignement n'a pas d'importance comme en astronomie. Le réflecteur cylindrique conserve les mêmes capacités de concentration jusqu'à une valeur limite de 7°.

Mon problème consiste à trouver les bons rapports entre les engrenages, la chaîne et la rotation d'un moteur ?? (et malheureusement, c'est pas ma spécialité, loin de là, donc je râme … !)

[invitefa87e411]

Bah pour le jeu oui il va y en avoir mais au pire 0,5mm suivant la qualité du cintrage du plat support. Il est possible de faire un pivot à ressort qui supporte le MR mais bon ça
Complique l’affaire

Tu es ok pour un fonctionnement
Séquentiel ??

[Paillafond]

Bonjour Gloster37

un fonctionnement séquentiel, c'est quoi ça ?
Cela se rapprocherait-il du mécanisme d'une horloge franc-comtoise avec un balancier ?

[Paillafond]

Re- moi

je reprends ma logique par un autre bout :

En 60 mn de temps, le réflecteur doit tourner de 15°, ce qui correspond à l'entrainement de 25 maillons de chaine.
En 1mn d'horloge, le réflecteur devrait tourner de 25/60 = 0,41 maillon

Avec un motoréducteur tournant à la vitesse de 1 tr/mn, l'engrenage faisant un tour complet parcourt 20 maillons.
Avec cette rotation de moteur, il faudrait un réducteur de 20/ 0,41 = 48

Avec un motoréducteur tournant à la vitesse de 2 tr/mn, il faudrait un réducteur de 96.

Cette fois-ci aurais-je bon ???

(j'ignore quelles erreurs j'ai pu commettre dans mes précédents posts ???)

[Paillafond]

Bonjour
je vais me répondre à moi-même en faisant un petite vérification.

- Sans réducteur :
le moteur faisant 2 tours/minute, l'engrenage de 20 dents engrainerait 40 maillons sur la chaine.
En 60 minutes, le nombre de maillons parcourus serait de 40 x 60 = 2400 maillons.

- Avec un réducteur de 1:96
le nombre de maillons parcourus en 1 heure est de 2400/96 = 25 maillons
25 maillons correspondant à une rotation du réflecteur de 15°, je réalise le suivi solaire attendu. cqfd.

Je vais reprendre la phrase de Gloster37 (que je remercie) : "épicétout" !

Voilà, votre aide m'a été précieuse, car elle m'a permis de trouver la solution en me poussant à réfléchir.
J'y suis arrivé !
Merci à vous tous.

[f6bes]

Bjr à toi,
Des moteurs électriques....on peut faire varier leur...VITESSE.
Ne reste pas " coincer" sur 2 tours minute!
Il y a différentes sortes de moteurs.
Des simples à faire varier: moteur d'essui glace (12/24v)...dans une certaine limite.
Bonne journée

[invitefa87e411]

Yo

désolé pour le retard à l'allumage !!!

donc ton raisonnement est bon

Comme dit F6bes ci joint un motoréducteur roue et vis de 0.12KW 0.69 tr/min en asynchrone (page 14), tu branches et ça tourne
auquel il faudra bien sur mettre aux fesses un autre réducteur

https://www.varimax.ch/attachments/a...0FR1211)_v.pdf

[Paillafond]

Bonjour à vous deux

@ Gloster37 : merci pour l'info sur les moteurs et ses caractéristiques. Je n'avais pas tenu compte de la puissance, mais j'espère que le réducteur de vitesse va compenser l'effort de mise en mouvement, même s'il y a un vent modéré ?
Cela représente quoi dans la vraie vie un couple de 524 Nm ? L'effort de torsion qu'apporte une charge de 52 kg au bout d'une tige horizontale de 1mètre ?

@ F6bes : l'important pour moi est de comprendre la logique. J'ai été long à y parvenir ! Maintenant que j'ai compris les rapports entre les engrenages, le réducteur et l'entrainement induit je m'adapterai en fonction du moteur et ses possibilités.

Reste à gérer le problème du retour en position primaire.
Avec ce type de moteur, peut-on inverser les phases avec un bouton poussoir, pour qu'il retourne tranquillement à sa position initiale au bout de 12 heures ?

[JeanYves56]

Bonjour,

"L'effort de torsion qu'apporte une charge de 52 kg au bout d'une tige horizontale de 1mètre ? "
Oui c'est cela !

"Reste à gérer le problème du retour en position primaire.
Avec ce type de moteur, peut-on inverser les phases avec un bouton poussoir, pour qu'il retourne tranquillement à sa position initiale au bout de 12 heures ? "

Il faut inverser le sens de rotation au niveau du moteur .

Je vous conseillerai d'utiliser de la chaine au pas de 8mm , plus précise que de la chaine de velo ( pas 12.7 )

[Paillafond]

Bonjour JeanYves56

Concernant la force de torsion, cela me semble suffisant, … peut être même largement suffisant ?

Pour ce qui est de faire revenir le réflecteur en positon initiale, j'imagine en effet de faire tourner le moteur en sens inverse. Ma question est : comment fait on en pratique ? Intuitivement je m'attends à un branchement analogue à un va-et-vient. De quel côté dois-je chercher l'information ?

[JeanYves56]

Bjr

" Pour ce qui est de faire revenir le réflecteur en positon initiale, j'imagine en effet de faire tourner le moteur en sens inverse. Ma question est : comment fait on en pratique ? Intuitivement je m'attends à un branchement analogue à un va-et-vient. De quel côté dois-je chercher l'information ? "

Le cablage depend du type de moteur , mais generalement un interrupteur à bascule suffit

[f6bes]

Bonjour JeanYves56

Concernant la force de torsion, cela me semble suffisant, … peut être même largement suffisant ?

Pour ce qui est de faire revenir le réflecteur en positon initiale, j'imagine en effet de faire tourner le moteur en sens inverse. Ma question est : comment fait on en pratique ? Intuitivement je m'attends à un branchement analogue à un va-et-vient. De quel côté dois-je chercher l'information ?

Remoi,
Un bete moteur à courant continu (+ et -) (cas basique) tourne dans l'autre sens si on inverse le + et -.
C'est INVERSER qu'il faut faire (inverseur)
Un vas et viens coupe ou met en service à chaque implusion. Ca n'inverse ...rien.
Bonne journée

[goaoute]

Il y a longtemps j'ai fait un système de poursuite équatorial avec deux ressorts et deux bidons percés.
Un jour j'en eu marre de transvaser les bidons pleins dans les bidons vides tous les matins.
Ceci dit a-tu pensé que ce que tu va mettre (le récepteur) au point focal de ton réflecteur va projeter son ombre pile là où il ne faut pas du réflecteur.

[JeanYves56]

Dans le catalogue donné plus haut par Gloster il est , semble t'il , question de moteur asynchrone ...

[invitefa87e411]

oui je pense que c'est la techno la plus simple on branche ça tourne

[goaoute]

Il y a longtemps j'ai fait un système de poursuite équatorial avec deux ressorts et deux bidons percés.
Un jour j'en eu marre de transvaser les bidons pleins dans les bidons vides tous les matins.
Ceci dit a-tu pensé que ce que tu va mettre (le récepteur) au point focal de ton réflecteur va projeter son ombre pile là où il ne faut pas du réflecteur.

Il y a avait aussi deux roues de vélo sans pneus, de la ficelle et de la ferraille pour maintenir le tout en place, et le pire, c'est que ça fonctionnait très bien (après de trèèès longs réglages des trous de fuites et des tensions de ressorts)

[Paillafond]

Bonsoir

J'ai donc deux axes de recherche : un moteur à courant continu, un moteur asynchrone

- moteur asynchrone : 220 volts. j'ai cherché comment lui faire changer de sens. J'ai trouvé sur FS … mais je peine à tout comprendre faute de connaissances suffisantes en électricité des moteurs.
Pour faire varier la vitesse de rotation, il faut un variateur de tension.

- moteur continu : 12 volts. F6bes m'a soufflé la solution = inverser les polarités. Je peux le faire avec un interrupteur à languettes comme celui-ci, ou comme celui-là. à placer aux deux fins de course.
Système moins compliqué à première vue, pour moi, et surement moins dangereux sous la pluie.

@ GoOut : effectivement il y aura une ombre projetée sur le réflecteur, mais malgré cela la concentration est de l'ordre de 3. Voici le type de réflecteur de forme cylindrique que je compte utiliser.

[JeanYves56]

Bsr ,

Pour faire le choix d'un motoréducteur plusieurs critères sont à déterminer la puissance nécessaire , la vitesse adéquat , le type de moteur , la tension d'alimentation,
et bien sûr le prix que vous voulez mettre dans un tel projet .

A mon avis l'inversion de sens n'est pas un soucis et un variateur de vitesse n'est pas nécessaire .

[f6bes]

Bjr Paillafond:
"..... Je peux le faire avec un interrupteur à languettes comme ....celui-ci,..."
Hum AVANT de choisir, DESSINE donc CE qu'il faut inverser...en TOUT. ( SANs rien oublier)
C'est légérement plus complexe. (mais assez facile à faire)
Bonne journée

[RomVi]

Bonjour

Plutôt que de faire un transmission par chaîne tu peux utiliser une tige fileté qui vient modifier l'angle d'un levier. L'avantage de ce système est qu'il est très simple et qu'il y a déjà une forte démultiplication, ce qui permet d'utiliser un moteur peu puissant.
En ce qui concerne le pilotage o peut utiliser une simple tempo, il faudra juste faire quelques essais pour s’ajuster.

[Paillafond]

Bonjour F6bes

bonne remarque !
J'ai essayé avec un crayon et un papier. Mais pas vraiment trouvé… !

Finalement j'ai demandé à Mr Google, et les petits trains miniatures m'ont largement aidés car ils utilisent largement ces inverseurs dont voici le principe, et là, la réalisation.

[RomVi]

Tu peux sinon faire un inverseur avec un pont en H tout fait, on trouve pour un peu plus de 1 euro.

[Paillafond]

Bonjour Romvi

Je comprends qu'une tige filetée puisse déplacer un écrou prisonnier sur un axe, apportant un effet de rotation s'il est placé au bout d'un bras de levier. Ce bras décrira un arc de cercle. Mais comment lui faire faire un angle de 180° ?

Peut être en lui faisant faire 2 fois 90° ? Je devrai alors résoudre les inclinaisons des tiges filetées par rapport à l'entrainement en utilisant des rotules ? Je nage, je nage, j'aimerais avoir une image en tête …

Merci pour l'idée du pont en H (que je découvre)

[RomVi]

Il ne pourra pas effectuer une rotation complète de 180°, mais ce n'est pas indispensable.

[f6bes]

Remoi,
Je ne suis plus...c'est quoi un angle de....180°: c'est ça?:A_________________________ _______B______________________ ___________C

[RomVi]

A moins d'une sérieuse réforme des math (ce qui n'est pas exclus) ça devrait ressembler à ça en effet
Il n'est pas utile d'effectuer un suivi sur 180°, on pourra se contenter de moins, ce qui devient possible avec un entrainement par tige fileté.