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Baptiste LABAT

Ingénieur-R&D

Baptiste LABAT
38 years old
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Le Cellier (44850) France
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About Me
Ingénieur Recherche et Développement spécialisé dans le domaine maritime à la confluence de l'hydrodynamique, l'aérodynamique et l'automatique.
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Foil rotatif
21 mai 2024

 J'essaie ici d'aller plus en avant dans le concept du foil rotatif, déjà présenté sur ce blog, mais juste en mode texte.

Pour commencer j'ai essayé de faire un schéma cinématique. Pour cela, j'ai de nouveau cherché les outils existant et j'ai trouvé le logiciel openmeca qui permet assez rapidement de réaliser un schéma cinématique, de l'habiller de géométrie très basique, de faire une animation cinématique ou même une simulation dynamique. Malheureusement un petit bug dans l'enregistrement du fichier de sauvegarde ne me permet pas de présenter une animation pour l'instant, mais voici une première image du concept.

 

Le plan marron au dessus représente une planche à voile ou un bateau. 

La partie en rose représente un mât de foil vertical ("shaft" en anglais)

La partie en violet représente le foil rotatif, relié au shaft par une liaison pivot.

Le foil est excentré par rapport à l'axe de rotation grâce à un petit mât, afin de s'orienter sous l'effet de sa portance.

On considère dans un premier temps que la densité du foil est égale ou proche de celle de l'eau, ce qui revient à dire que les forces volumiques (de gravité et  d'Archimède) sont négligés devant les forces hydrodynamiques.

Si l'axe de rotation est parallèle à l'écoulement, il y a une invariance par rotation et le foil étant symétrique droite/gauche, il peut être à l'équilibre dans n'importe quelle position. 

Si l'on considère également que le profil du foil est symétrique et l'angle d'attaque par rapport à l'axe de rotation nul, la portance sur le foil est alors nulle. On peut s'attendre à ce que l'angle de rotation du foil soit marginalement stable (la vitesse de rotation tend vers zéro sous l'effet de la traînée et de la portance créée sur le mât, mais la position peut dériver sous l'effet de la moindre perturbation).

On considère maintenant une position initiale du foil vers le haut (le foil fait un T à l'endroit). Et l'on vient considérer l'effet d'un changement d'assiette de l'ensemble.

Si le "nez" de l'axe de rotation va vers le haut ("pitch up"), une portance sera créée sur le foil orientée vers le haut. La configuration reste symétrique, ce qui permet de dire que l'on reste à l'équilibre. Cette position d'équilibre est stable. Pour s'en convaincre, imaginons une perturbation de la position du foil à 90° vers la droite. Le mâtereau est alors à l'horizontale et le foil à la verticale. l'angle d'attaque du foil est devenu  nul, mais le mâtereau a maintenant un angle d'attaque ce qui crée une portance vers le haut et un retour vers la position d'équilibre.

Si le "nez" de l'axe de rotation va vers le bas ("pitch down"), une portance vers le bas sera crée sur le foil. Mais cette fois, cet équilibre est instable. Il existe une nouvelle position d'équilibre foil tête en bas.

On voit ici que c'est le mâtereau qui donne la stabilité grâce à une double action :

  • création d'un bras de levier
  • portance créée par une surface transversale au foil

D'autres configurations stables sont envisageables en reprenant ces deux principes.

On peut également vouloir au contraire compenser l'effet du mâtereau en rajoutant une pièce similaire du côté opposé au foil.

 

On considère maintenant l'effet d'un angle de calage du foil.

Si l'on reprend le scénario ou l'axe de rotation est parallèle au flux, si on rapproche le bord de fuite de l'axe de rotation on va créer une portance vers l'extérieur. Cette portance étant tangentielle, elle ne modifie pas la symétrie et n'a pas d'effet direct sur l'équilibre ou la stabilité.

On pourrait donc de même obtenir une force tangentielle vers l'intérieur en éloignant le bord de fuite de l'axe de rotation. 


To be continued.

 

 

 

Reprise du blog
18 mai 2024

Après quelques années de pause, je reprends ce blog commencé il y a plus de 10 ans.

Depuis 10 ans, il y a eu des progrès considérables sur le sujet du pilotage automatique des cerfs-volants que ce soit pour la production d'électricité, ou la traction principale (kiteboat) ou auxiliaires des bateaux.

A quelqu'un qui s'intéresserait aux actualités sur le sujet, je recommanderais les deux sites suivant :


Les premiers systèmes industriels commencent (enfin) à faire leur preuve en AWE avec les premières connexions aux réseaux et la validation des courbes de performances, mais de nombreuses entreprises ont coulé entre-temps (Makani, KPS, Ampyx power) ou ont connu des phases difficiles de réduction de personnel (SkySails, Airseas, ...).
La phase de développement commercial aura-t-elle lieu ?

Du côté des kiteboats, WingIt propose un pilote automatique sur étagère. Le système a pu être utilisé par Francisco Lufihna sur une traversée de l'Atlantique, non sans quelques difficultés (le pilotage était finalement principalement au joystick). Le système devait être commercialisé avec le yacht Silent 60, mais la compagnie autrichienne a fait faillite.

Maloric propose également un système pour les petits bateaux (encore en développement).



Le projet RaceForWater s'est arrêté avec le Covid. Pas de kite SkySails sur le nouveau projet Modx70 (notamment développé par d'anciens naviguants).


Beyond The Sea a récemment réalisé une première navigation hauturière d'Arcachon à Lorient sous pilote automatique de l'aile birdkite à bord du Seakite, déjà testée auparavant sur le Deo Juvante.

 


De mon côté, j'ai pu travailler sur le pilotage du kite chez Airseas (pour la traction auxiliaire des navires de commerce). 

Chez Syroco, j'ai pu travailler sur le pilotage automatique du cerf-plongeant et sur le contrôle par joystick comme je le faisais sur la plage il y a 10ans, mais de manière beaucoup plus robuste pour contrôler ce qui est probablement la première maquette de kiteboat pilotable. Le projet de record de vitesse est malheureusement arrêté faute de sponsor.

Auparavant j'avais pu travailler avec Groupama Team France sur le contrôle automatique des foils qui est devenu standard sur les voiliers avec le TF35 et maintenant l'AC40. Ces systèmes électroniques étaient coûteux et réservés aux grands bateaux, mais de ce côté une miniaturisation est en marche (voir rctestflight, zyx...).

Aujourd'hui j'aimerais cependant relancer le concept d'un kiteboat à foil avec régulation automatique du kite et du foil. Le projet allemand cargokite propose ce concept pour du transport de container, mais je pense que c'est à trop grande échelle pour ce concept.

Sustainable sailing: kite-powered micro-cargo ships - Springwise

Le projet de Julien Hatin de mini à foil est aussi assez proche, mais n'aura pas de pilote automatique du kite (en tout cas pour les courses).  Le concept n'a pas encore été dévoilé mais a pu être testé en navigation tractée (maquette et mini 6.50).

Peut être une image de 1 personne, course de bateaux, voilier, voile et texte qui dit ’DIRECT: Grand Départ DIRECT:GandDeprdelaPato de Plastimo Lorient Mini 2024 PLAST LORIENT MINI En Direet FRA 1169 a logoipsum 1169 แบ GIC 반드스 46g a Lonem ခွေ့မေမော TEm ช้อไอย amet Julien JulienHatin Hatin Skipper Skipper&Chercheur & Chercheur 1:15:46/2:59:55 :15:46/ 2:59:55 日田林キ’


En plus de ces projets, je souhaiterais que le foil soit orientable pour s'opposer à la traction du kite, comme sur l'aile d'eau, sur Vestas Sail Rocket ou sur SP80.

J'avais déjà présenté l'idée de foil rotatif sur ce blog, mais seulement en texte.

Voici quelques unes des étapes de développement que j'envisage :

  • Faire une maquette télécommandé d'aile d'eau avec un petit mât, permettant de passer d'une navigation archimédienne quand le vent est faible à une aile d'eau quand le vent est fort.
  • Faire un dessin d'un catamaran équipé du foil rotatif
  • Développer un simulateur multicorps (en Julia ?).

Mes ressources sont cependant assez limitées (ressources personnelles + 1 jour par semaine libéré après passage à 4/5).

Je recherche donc aussi des applications potentielles susceptibles de me fournir une contrainte sous la forme d'un engagement à sortir quelque chose. 

J'ai le droit de facturer, mais malheureusement, j'ai un blocage de Syroco sur tout ce qui est lié à l'efficacité énergétique et la performance dans le domaine du maritime, contrainte qui pourrait cependant être levée en fonction des projets.

Voici cependant les applications que j'envisage :

  • Courses à la voile (mini/record/mini transat)
  • Météorologie (voir Aéroclipper).
  • Recreationnal craft
  • Yachting
  • Transport de drone de livraison de pièces détachées ou médicament en mer
  • Transport de passager (voir sailcoop)
  • Production d'électricité (voir Farwind)
  • Production d'électricité pour la recharge de drone (voir  vhquatrevingtreize)



Aile d'eau
18 mai 2024

Je réfléchis depuis quelques temps à une nouvelle version de l'aile d'eau qui serait utilisable par un simple kiter, un peu comme une évolution du C-Glider.

 

Dans un premier temps, il s'agirait de concevoir un système s'adaptant sur un foil de kite/planche ou wing pour faciliter la diffusion.

Le foil serait attaché par une ligne dyneema (simple épissure autour du fuselage avec pièce en plastique visser pour caler la position longitudinale).

Le foil serait utilisé à l'envers par rapport à son usage normal en poussée.

Un système supplémentaire électronique serait également visé sur le fuselage.

A l'intérieur, il y aurait une carte électronique avec un microcontrôleur, un capteur permettant de mesurer l'attitude du foil, un capteur permettant de mesurer la profondeur du foil et une liaison radio.


Des cartes électroniques combinent déjà une partie de ces fonctionnalités dans un petit format :

https://www.seeedstudio.com/Seeed-XIAO-BLE-Sense-nRF52840-p-5253.html

https://docs.arduino.cc/hardware/nano-33-ble-sense-rev2/

 

Pour le contrôle du foil, on a a minima besoin du roulis, ce qui de nos jours se mesure facilement avec une IMU (accéléromètre + gyroscope). Il serait bien d'avoir un capteur de profondeur, par exemple via la pression statique.


La communication radio évite d'avoir un câble de communication ou d'alimentation dans l'ombilical et de se contenter d'une simple câble dyneema structurel. Elle présente néanmoins un challenge sous l'eau. Les standards grand public actuels (bluetooth, wifi) sont en 2.4 ou 5 GHz et passent très mal sous l'eau. Le 433MHz standard en modélisme ne fonctionnerait pas non plus. Une piste serait d'utiliser une communication en 27MHz; C'est ce qui est déjà utilisé sur les sous-marins télécommandés, et devrait permettre d'assurer une communication jusqu'à quelques mètres sous l'eau.

 

Pour alimenter l'électronique, une batterie sera nécessaire. Une dynamo peut à terme être envisagée  pour recharger la batterie (avec un mini booster). Dans les premières versions, une prise de recharge étanche ou démontable semble plus simple, ou mieux un chargeur à induction.

Une flottabilité totale négative pour l'aile d'eau est souhaitable afin de faciliter le plongeon de l'aile à faible vitesse, mais une flottabilité positive dans la ligne à 1 ou 2m (et en dehors de l'eau en vol) doit permettre de ne pas perdre le foil. Le point d'accroche se fait au dessus de ce point.



L'Dorado - bilan première session de navigation
18 mai 2024

Note : article écrit en 2018, mais jamais publié.


Le bateau vole
Le bateau accélère bien dès qu'il vole et les sensations de vitesse sont au rendez-vous, notamment pour celui qui pilote l'aile.
Le bateau semble cependant saturer rapidement en vitesse

Stabilité du vol

Le vol n'est pas très stable notamment à cause du palpeur situé en arrière du foil.

Capacité à manœuvrer seul 

C'est compliqué, mais le bout faisant le tour du bateau et relié au safran doit le permettre

Casse-matériel
Les foils sont solides : malgré un passage sur les cailloux, et quelques minutes passées sur un banc de sable, ils n'ont pas bougé. L'un d'eux avait cependant accusé le coup après une collision avec une raie manta en Australie.

Les points d'accroches sur le bateau ont tenu alors qu'on les pensait un peu léger. Lorsqu'il y eu une surtension, c'est le kite lui même qui a cassé en premier. Malheureusement difficile de le réparer... L'utilisation d'un fusible mécanique semble donc à considérer, principalement afin de préserver le matériel.

Sécurité et chavirage

Nous n'avons pas eu d'inquiétude à ce sujet. Cependant en l'absence de mât retourner le bateau serait vraiment problématique. Revenir à la rame le bateau à l'envers semble cependant possible. Avec un peu de chance, le moteur pourrait être récupéré ? 

 
Homme à la mer 

Cela ne nous est malheureusement pas arrivé. Etant donné la difficulté à piloter seul, le mieux serait peut-être pour la personne reste à bord de mettre le kite à l'eau.

Lancement et récupération du kite 

C'est vraiment un des points faibles du concept actuel. Des solutions existent (mât, aile multribridage).

Empennage 

Pas trop de soucis. Dans le vent fort, nous avions besoin de lâcher la patte d'oie. Un rail pourrait remplacer ce système, peut être légèrement courbé vers l'avant. Mais niveau rapport qualité/prix le système était très satisfaisant.

Virement de bord

Je ne sais plus si nous avons même essayé



Rassemblement kiteboats
17 mai 2024

Note : article écrit en septembre 2020 mais jamais terminé et publié auparavant.
 

Voilà quelques années qu'on en parlait : nous avons enfin organisé un premier rassemblement de kiteboats !

Un grand merci à tous les organisateurs et bénévoles impliqués

Vendredi après-midi

Vent assez fort. Nous décidons de prendre la 9m2 (de toute manière au-dessus c'est la 16m2 qui fuit, et en dessous 7m2 seulement). Nous sommes les seuls à partir

Nous partons dans l'avant port. Au delà de la sortie du port, aucun de nous deux ne connait le spot.

La marée est basse, et la place dans l'avant port n'est pas très grande. Vu les conditions météo fortes dehors, l'école de voile fait déjà naviguer ses cata dans le chenal.

Le vent est onshore par rapport à la rive où l'on est.

Nous mettons le bateau à l'eau, et décalons le bateau en marchant jusqu'au milieu de la plage. Mauvaise idée, sans bottillons nous finissons tous les deux les pieds en sang...

Nous décidons de décoller l'aile sur la plage, déjà attachée au bateau.

Après un petit temps pour refaire la patte d'oie (trop tendue et déformant l'aile) servant à accrocher la cinquième ligne à l'aile, nous voici partis.

Le départ est un peu rock'n roll avec le vent onshore. Nous partons sous le gros objectif de Damien de Voile-Magazine (alors qu'un autre petit groupe nous observe du haut de la plage).

Merde, nous avons un tour dans les lignes, malgré toutes nos précaution. Pas grave, l'aile reste pilotable.

Il faut commencer par descendre un safran, puis l'autre, puis une dérive.

Ca y est nous arrivons à nous éloigner du bord. Nous coupons la flotte des catamarans école. Mais c'est déjà l'heure du premier jibe. Le moniteur de l'école de voile demande à ses catas de repartir pour nous laisser faire demi-tour. Nous engageons le jibe. Le cata le plus proche de nous n'a pas suivi les instructions. Xavier concentré sur le pilotage de l'aile ne l'a pas vu. Les lignes croisent au dessus de la tête du mât du cata. Ouf ça passe !

Nous enchaînons quelques bords dans l'avant port.

Xavier tente un kiteloop pour défaire le tour dans les lignes, mais cela n'est pas suffisant. 

Nous nous décidons à sortir du port. Une grosse molle arrive alors que nous passons la jetée sous notre vent... Ca passe! Il faut que je reprenne le réflexe de bien lofer quand il y a une molle. Heureusement, Xavier me demande (plus ou moins gentiment !) de lofer.

Nous voilà sorti. La mer est un peu blanche, mais la baie où nous nous retrouvons est bien abritée.

Sous notre vent, il y a une grande plage d'où partent des planchistes. Mais y-a-t-il des cailloux entre les deux ? J'aurais dû mieux regarder la carte avant de partir. Dans le doute nous faisons des aller-retours dans le chenal (il n'y a de toute manière pas grand monde à sortir/rentrer dans le port).

Nous commençons pas naviguer tranquillement. L'aile tombe une ou deux fois, mais Xavier la redécolle sans que l'on ait besoin de mettre l'ancre flottante (juste un petit coup de rame).

Le bateau est légèrement mou, mais nous préférons ne pas trop reprendre le système permettant de reculer et descendre le point de tire sur un côté car cela augmente la charge.

Nous revenons régulièrement près du bord, dans l'espoir d'être sous les feux de nos spectateurs.

A un moment, j'entends un crac : mon coude vient de traverser une des trappes d'accès aux coques, usée par le temps. Allons nous prendre l'eau et couler ? De toute manière nous avons la pompe à main (et deux coques séparées avec plusieurs caissons). L'eau ne semble pas rentrer plus que ça. On continue la navigation.

On échange de poste. Je passe au pilotage du kite. Je retrouve assez vite les bonnes sensations que j'ai pu avoir 2 ans auparavant quand je naviguais avec Trevor. L'aile ne tire pas assez à mon goût en vol statique. Je commence à faire voler l'aile en dynamique de manière assez agressive. L'aile se déforme dangereusement car je cherche à la border au maximum, juste avant qu'elle ne commence à reculer dans la fenêtre. Mais c'est mon matos donc je n'ai pas peur d'y aller ! Ca y est, on commence à atteindre des vitesses sympa ! Dommage de ne pas avoir pris le GPS, on va peut-être plus vite qu'avec les foils, pas de problème de stabilité en vue.

Bim ! La barre m'échappe des mains. Quelque chose a explosé. C'est un gros bout rouge de 5mm. Pas vraiment là que je pensais que ça allait casser. Peut-être est-ce lié à la friction de la manille (on avait enlevé la poulie par peur de l'exploser)?

Nous ramenons l'aile grâce à la cinquième ligne que nous enroulons sur notre deuxième barre.

Nous roulons les autres lignes, ramenons l'aile à bord et rentrons en self-rescue, un bout de l'aile posé sur le trampoline, l'autre tenu par le bridage en l'air. La sécu annoncée n'arrivera qu'après notre retour à terre, suite à des difficultés pour venir de Port-Manech dans une mer forte.

Une fois revenus à terre, un petit tour chez le shipchandler, et nous voici à mettre du dyneema partout avec des épissures (Merci Xavier pour le cours). Essayer avec du bout merdique nous aura permis de valider les différentes longueurs...


Soirée

Je fais décoller mon delta rouge avec la canne à pêche dans le jardin (en utilisant le moulinet). Une fois sortie des turbulences, le cerf-volant vole bien au-dessus, visible avec sa led rouge.

Stéphane sort son cerf-volant (Sutton Flow Form). Il est bricolé avec des trous qui permettent d'améliorer sa stabilité.

Stéphane a une technique assez impressionnante pour dérouler les lignes à partir d'un anneau.

Il teste également une sorte de crochet qui permet d'accrocher  une caméra sur la ligne.

Il fait monter son cerf-volant dans la nuit, on ne le voit plus du tout !

 



 


Samedi matin

Le vent est plus faible 

 

Dimanche 

 Navigation sur l'Armorkite




Idée à mettre en place

Ancre flottante avec de la longueur, un largeur et des mousquetons pour déploiement rapide

Ne pas balancer les lignes à l'eau en paquet

Rajouter butée sur la cinquième

renvoi des arrières dans des poulies accrochées sur les avants

Pouvoir déporter suffisamment la barre au vent pour éviter lors des départs de plage que le pilote soit entre le bateau et l'aile.

Armorkite  : renvoi des lignes avant sur l'avant pour ne pas modifier les longueurs de ligne lors du passage du renvoi d'un bord à l'autre.



 
Ptites news
17 mai 2024

https://katakite972.forumactif.org/
Treuil motorisée imprimable en 3D
(pour un petit cerf-volant monofil)


Openkite (dépôt alternatif) est librairie ROS implémentée en C++ d'un contrôleur de vol open source par Petr Listov de l'EPFL qui concentre maintenant ses efforts sur un outil de contrôle PolyMPC.




 



Kiteboatspeed

https://www.leparisien.fr/yvelines-78/montigny-le-bretonneux-78180/montigny-le-bretonneux-leur-bateau-pourrait-concourir-aux-jeux-de-2024-12-10-2017-7327131.php




Kitamaran était un projet de mini 6.50 avec un kite, et un beau projet de catakite par Charles Boulenger. Le site internet a disparu et le projet semble bien arrêté, mais cela m'a permis de découvrir le projet israélien de Baliwind




 Décollage aile à caisson depuis l'eau.

On s'imagine souvent qu'un problème des ailes à caisson et le rédecollage depuis l'eau. Alors le décollage, on y pense même pas. Pourtant avec une bonne pratique, c'est possible, la preuve en image
 




Kiwee
Le projet KiweeOne avance bien, l'électronique était en production aux dernières nouvelles (avril). Un article du Parisien qui date un peu pour ceux qui n'auraient pas suivi.
 






Skysails, race for water vous propose un vol de nuit. Intéressant de voir l'efficacité du flash qui éclaire l'aile.

Damien Melis construit un catamaran dans son jardin (dans le puy de Dôme) avec comme objectif de le tracter par une aile Liberty Kite



Veille Airborne Wind Energy
L'ancien forum ayant fermé, il faut maintenant aller sur https://forum.awesystems.info/
 
Facebook
Facebook a breveté le Dual Aircraft Platform. L'idée n'est pourtant pas neuve.

 
Soaring
D'après Nature, l'apprentissage par renforcement peut-être appliqué pour le vol dynamique de petits planeurs.

Reel in/reel out
Un contrôleur avec des boucles imbriquées en cascade pourraient répondre aux besoins du contrôle d'un kite en yoyo
 
Pilote opensource sur base ardupilot/JSBsim/mission planer
http://awec2017.com/images/posters/Poster_Sieg.pdf
 
Aile monopeau
https://flyozone.com/paragliders/en/products/gliders/xxlite-2/info/
 
360 ° kitefoil
https://www.facebook.com/steven.akkersdijk.kiteboarding/videos/1547305205375693

Transport maritime à la voile
Les articles ont été nombreux ces 2 dernières années. Libération
 
http://www.leparisien.fr/environnement/ces-cargos-ont-le-vent-en-poupe-19-03-2018-7608675.php

https://www.lesechos.fr/pme-regions/actualite-pme/0301441172319-yves-parlier-laile-de-kitesurf-pour-tirer-les-bateaux-2162001.php

Humanity Ship
Ce beau projet qui prévoyait une aile de traction semble déjà être arrêté


Skysails 
Skysails s'est associé avec un producteur d'énergie et une université pour développer un éolienne à cerf-volant


https://www.researchgate.net/publication/320281771_Modelling_approach_and_numerical_tool_developments_for_kite_performance_assessment_and_mechanical_design_application_to_vessels_auxiliary_propulsion

https://www.researchgate.net/publication/323696726_A_constraint-free_flight_simulator_package_for_airborne_wind_energy_systems

Voici une vidéo montrant l'utilisation d'un parachute pour tirer un bateau. Le parachute est soutenu par le mât. pas sûr que ce soit la révolution de l'année



http://moretonbaykiting.com.au/kiteboats
Essais du prao KitetiK avec une 25m2 d'Armorkite
Décollage et vol stabilisé en ligne courte d'une aile monopeau (aile de parapente traffiquée)
Test de stabilité mécanique en bord de fenêtre via l'écartement des points d'attache avec une aile à boudin
Et un test similaire avec une aile autozénith, la Guerilla de Peter Lynn. Pas suffisamment convainquant non plus.
 
Divers
Voilier autonome de l'ENSTA
Voici une animation 3D et un pdf présentant ce projet qui se distingue par des allers retours d'un chariot dans l'axe du vent.


D'après une étude, des supercapacités à base de nanotube de carbone pourraient rendre les accéléromètres bien plus précis. de quoi imaginer se passer d'autres capteurs et se contenter de navigation à l'estime.

https://c4science.ch/diffusion/1517/

https://github.com/adrienemery/kite-power

Record kite

https://www.flickr.com/photos/un_photo/6029204185

Minesto
https://minesto.com/news-media/deep-green-mgs-buoy-installed-holyhead-deep



https://www.renewableenergymagazine.com/ocean_energy/minesto-successfully-a-fliesa--marine-energy-20180830

UNAV
Gabriel Bousquet
http://news.mit.edu/2018/albatross-robot-takes-flight-0518

Kitepower 100kW
https://kitepower.nl/a-40-square-meter-success/

KBW 2 (Kite Buggy Water 2)
Un kiteboat espagnol par kite Proki
https://www.youtube.com/watch?v=Mxv3QvVr_gw
Il s'intéresse aussi à la stabilité et au contrôle automatique comme le montre une vidéo d'un kite à cellule asservi mécaniquement grâce à un peson rappelant la partie aérienne d' l'Aile d'eau de Luc Armant.
https://www.youtube.com/user/43efrevfrd/videos

Skysails Yacht
https://www.youtube.com/watch?v=dDnmJ-hYRzI

blue conf http://www.blueforum.org/?p=5101


Parlier
https://www.surfrider.eu/le-blog/yves-parlier-bateaux-cerfs-volants/
https://www.20minutes.fr/planete/2262339-20180430-rehabiliter-voile-transport-maritime-idee-vent où l'on parle également de TOWT et airseas

https://www.youtube.com/watch?v=kLtv1c96_ZY&feature=share

https://www.capital.fr/lifestyle/ces-idees-un-peu-folles-pour-que-les-bateaux-ne-polluent-plus-1294458

 
 
 

 

Systèmes de contrôle
17 mai 2024

 

https://project.kiteboat.com/wp-content/uploads/2012/09/IMG_3646.jpghttps://project.kiteboat.com/wp-content/uploads/2012/11/PICT0917-640x480.jpg

 

https://project.kiteboat.com/wp-content/uploads/2012/11/20071130_nalaniwinchfirstday_0403-720x480.jpg

https://project.kiteboat.com/wp-content/uploads/2012/11/20071130_nalaniwinchfirstday_0403-720x480.jpg

 

Le pilote est sur un siège coulissant d'avant en arrière. Le bordé-choqué se fait avec les pieds en appui sur un support fixe, le pilotage avec des leviers de part et d'autre d'une barre en rotation autour d'un axe vertical sous le siège

Le tout est fixé sur une plateforme pivotante.

https://youtu.be/3AO3xrGAoZE?t=49 

Les leviers sont aussi équipés de frein qui servent probablement pour le lancement de l'aile https://youtu.be/Yjm9nvxOWGQ?t=52

Tmotor
26 sept. 2021

 

 J'ai découvert des moteurs (soit-disant ?) open hardware assez puissant

https://www.youtube.com/watch?v=WKRLlthr9kY

Teardown

 


 

Installation

J'ai commandé avec les moteurs un module d'interface Rlink (NOTE : ce module est déjà obsolète une V2 avec plus de fonctionnalité et mieux documentée est sortie. La première version du logicielle était défaillante, et la deuxième (V1.2) est en chinois...)
Les branchements sont assez évidents.
L'installation du logiciel sur un PC windows s'est bien passé, et j'ai pu lancer l'exécutable R-LINK Config Tool.exe, qui ouvre une interface graphique.

Par contre lors du branchement du module Rlink, pas d'apparition du matériel USB dans le gestionnaire de périphérique, ni d'apparition du port COM dans R-Link. L'installation automatique des drivers n'a pas été possible (USB Serial), et la documentation ne donnait aucune information sur ce sujet.
Après installation de différents drivers trouvés au hasard sur internet, j'ai par chance trouvé le bon.
CH341SER.zip https://tropratik.fr/wp-content/uploads/2021/02/CH341SER.zip
Il m'a également fallu copier à la main le fichier .inf pour x64 et peut-être faire uninstall, puis install, mais ça a fini par marché.



La tension max n'est pas non plus très claire dans la documentation 24V ou 48V ?

J'ai utilisé une batterie 6S 1OA.h de Turnigy. J'avais préalablement préparé un câble pour passer du connecteur XT90 de la batterie au connecteur XT30 du moteur.


Fixation

Sur mes premiers essais, le moteur était juste posé. Je recommande fortement de le visser, car sur un emballement du moteur, le câble de connexion s'est enroulé autour du moteur et a cassé. Pour cela prévoir des vis M3 20mm pour une fixation par l'arrière, ou plus courte pour une fixation d'une plaque sur l'avant.

Prise en main

Une fois les drivers installés, le port COM est apparu et j'ai pu me connecter au module R-link avec les paramètres par défaut.


La documentation est assez légère.

L'onglet configuration permet d'avoir une communication série avec le moteur. Des informations apparaissent lorsque l'on alimente le moteur. En cas de tension d'alimentation insuffisante (j'ai commencé avec 6V au lieu de 24V), une erreur apparait également.

Il est ensuite conseillé de faire une calibration moteur en envoyant un "c" dans la commande

Le moteur va faire un tour complet dans un sens puis dans l'autre (1/6ème de tour en sortie après le réducteur). Les mesures sont affichées sur l'écran


 


En tappant "e", il es possible d'avoir un retour de la position du moteur. Il y a cependant un bug et dans les retours de ligne et l'affichage est décalé.

En tappant s, on peut visualiser et modifier les paramètres du moteur, par exemple le CAN id (1 par défaut). ATTENTION, une coupure électrique du moteur semble nécessaire pour la prise en compte des changements.


 

 Pour plus d'information voir le doc de Ben Katz qui fut à l'origine du projet de contrôleur open source au MIT https://docs.google.com/document/d/1dzNVzblz6mqB3eZVEMyi2MtSngALHdgpTaDJIW_BpS4/edit

ATTENTION : la saturation en intensité ne semble pas prise en compte sur mes moteurs !

Saturation à 10A non respectée (testée aussi à 1A et après redémarrage)


Une fois l'id fixé, il est possible de retourner dans les autres onglets pour visualiser l'état du moteur.

Il faut d'abord choisir la bonne adresse (le logiciel revient parfois à 0, alors que l'adresse 1 était utilisée par défaut dans mon cas).

Ensuite, en appuyant sur Run, les courbes commencent à défiler (position, vitesse et intensité).

De manière étrange, la position est limitée à 2 tours dans un sens et 2 tours dans l'autre avant de sauter. Avec le rapport de réduction de 6, cela correspond logiquement à +/-12 tours du moteur et de l'encodeur, soit un peu plus de +/-75radians pourtant la position va jusqu'à +/-95.5rad. Mystère !

C'est dommage que la position soit limitée ainsi alors que plusieurs tours de l'encodeur sont déjà réalisés, la difficulté du multi-tour semble donc déjà traitée.

Le moteur n'est toujours pas actif et il est possible de tourner l'arbre de sortie à la main facilement.

Si l'on clique sur "Enter M_Mode", le moteur devient actif. Il est toujours possible de le tourner, mais cela devient plus difficile. "Exit M_Mode" permet normalement de stopper la tension du moteur, mais PRUDENCE le moteur s'est parfois emballé à grande vitesse pendant mes essais, sans possibilité de l'arrêter sans couper directement l'alimentation. Pas très rassurant pour la suite.

Contrôle du moteur via l'interface

Les cases à cocher permettent juste d'afficher les consignes de position, de vitesse et de couple torque (intensité en réalité), mais n'a pas d'effet sur le contrôle.

Pour vraiment contrôler le moteur, il va falloir changer les paramètres Kp (raideur), Kd (amortissement) ou torque (feedforward). Attention DANGER ! Si on augmenter le paramètre Torque tout seul, le moteur accélère sans fin, atteint une très grande vitesse et perd son contrôle !!!

Le paramètre Kd permet de contrôler la vitesse du moteur, grâce à la vitesse dérivée de la position de l'encodeur. ATTENTION aussi ici, à partir d'une certaine vitesse, la vitesse est mal mesurée et peut changer de signe, ce qui peut amener à un emballement du moteur.

Problème sur la mesure de vitesse : ne jamais aller dans cette zone avec un contrôle en boucle fermée !


Le paramètre Kp, va permettre d'aller à une position précise, mais ATTENTION ici aussi, la plage de contrôle est limitée, une fois que l'on dépasse 95.5 rad on passe à -95.5 radians. Cela peut perturber le moteur qui peut encore une fois s'emballer, et ça fait peur, surtout si le moteur n'est pas solidement fixé, il va bouger juste avec son inertie.

 ATTENTION

Comme vous l'aurez peut-être compris j'ai eu des problèmes avec mon premier moteur qui s'est mis plusieurs fois dans un état instable où j'ai du couper l'alimentation, le moteur tournant très vite et dans tous les sens. Le moteur chauffe alors énormément et c'est peut-être l'origine de la panne qui est ensuite apparue. Celle-ci se caractérise par un problème de lecture de l'encodeur qui fait des petits sauts ou des grands sauts (en fonction de la position dans laquelle je lance une nouvelle calibration). Ces sauts créent du bruit dans le calcul de la vitesse et le moteur s'emballe.

Saut de la position de l'encodeur


Vitesse bruitée suite à un problème sur l'encodeur (ou la calibration)

 La calibration semble chercher corriger un problème de non-linéarité, mais ne se finit jamais.




Contrôle externe du moteur

J'ai trouvé quelques bibliothèques sur github. Je ne les ai pas encore testé.

Bibliothèque python (nécessite un module USB-CAN)
https://github.com/vyas-shubham/mini-cheetah-tmotor-python-can



Bibliothèque arduino
https://github.com/DGIRobo/Mini-Cheetah-Motor-V3-Control-By-Arduino_CANShield/blob/master/gim8008V3.cpp (projet incomplet)

https://github.com/MihaiMoldovanu/robotic/blob/68a58475ef3fd61797a2dd0e90c213f72f91026b/arduino/CAN_bus_robot.ino


J'ai fait quelques tests avec un arduino MKR zero et un shield MKR can, mais sans succès jusqu'à présent.

Aller plus loin

Différentes versions de code source du contrôleur existe, sans que je sache laquelle est la mienne.


https://os.mbed.com/users/benkatz/code/HKC_MiniCheetah//file/fe5056ac6740/main.cpp/
https://github.com/bgkatz/motorcontrol

https://os.mbed.com/users/Wooden/code/BLDC_V2//file/a74e401a6d84/Calibration/calibration.cpp/

La compilation se fait avec :
https://os.mbed.com/studio/

Voir aussi les docs de Bart Dring
https://docs.google.com/document/d/1QIEI6IdHOcW4N1cRyucb33io4LriNYafIMs1sjLfTQU/edit

 
Les actuteurs mini-sheetath ont normalement un port pour une carte ST-Link V2 qui permet de faire une mise à jour directement
https://www.youtube.com/watch?v=2jzKCeKifuY!

Sur le Tmotor, le port ST-Link V2 est normalement accessible en ouvrant le capot, mais sur ma version il semble avoir disparu, tant et si bien que je ne vois pas comment procéder à une mise à jour firmware.


Doc des composants

Encoder
https://www.monolithicpower.com/en/ma702.html


Kiteboat Contest 2021
26 mai 2021
Idée autocatapulte
13 févr. 2021

Imaginez une sorte de planeur au bout d'un fil, relié à bateau très léger muni d'une dérive.

Le planeur traverse la fenêtre de vol, et grace à sa bonne finesse (en espérant que la ligne ne la dégrade pas trop) et une certaine masse acquiert de l'énergie cinétique. Avec une finesse de 15 dans 10m/s on pourrait atteindre 150m/s ou 600km/h.

Le bateau fait ancrage grâce à sa dérive, mais n'a pas besoin d'aller aussi vite que le planeur.

Arrivé au bout de la fenêtre, la traction sur le câble par le planeur permet le décollage du bateau (qui peut éventuellement avoir des ailes).

Le premier planeur, remorque le deuxième planeur jusqu'à ce que la traînée dans l'air permette d'atteindre une vitesse de 40 noeud environ. Le bateau peut alors de nouveau amerir avec moins de risque de cavitation., Le planeur fait demi-tour, retraverse la fenêtre en sens opposé, gagne de la vitesse, retraverse encore la fenêtre en repartant dans la direction initiale.

Et le cycle recommence.

On peut également imaginer que le saut soit ballistique, par exemple en rentrant les ailes pour n'avoir qu'une capsule à la traînée réduite.

 De manière plus générale, l'idée est d'ici d'extirper plus d'énergie que ce que la navigation à vitesse constante permettrait (problème de cavitation ou simple limitation des finesses hydro), de stocker cette énergie (comme pour le dynamic soaring) et e la réutiliser ensuite pour aller vite et loin.

Idée foil rotatif
12 févr. 2021

 J'ai déjà parlé de cette idée à plusieurs mais sans l'avoir partagé ici.


On imagine le mât d'un foil principal (soit tout seul en windsurf, kitefoil, wingfoil soit avec un safran pour un bateau plus grand).


En bas de ce mât, une liaison pivot dans l'axe longitudinal du bateau permet de relier le mat à l'aile du foil (qui peut donc tourner en roulis). 

Le foil est excentré de manière à pivoter si l'écoulement n'est pas colinéaire avec l'axe longitudinal du foil.

Si on imagine un angle de dérive, le foil se retrouve vertical du côté où va l'écoulement.

Si on imagine maintenant que le bateau a le nez vers le haut, le foil va se retrouver à l'horizontal, au dessus de l'axe de rotation et va créer une force vers le haut

Si le bateau a le nez vers le bas, le foil va se retrouver à l'horizontal, mais à l'envers, sous l'axe de rotation et va créer une force vers le bas.

Le foil travaille comme la dérive d'un bateau, mais avec une extension de la 2D à la 3D.

Ca risque d'être casse gueule si l'axe de rotation est complètement libre, mais voilà l'idée (en attendant de faire un dessin).

Idée décollage aile
12 févr. 2021

1 vergue horizontale est orientée vers l'arrière du bateau. Les lignes du kite partent du point de traction et à l'extrémité de la vergue avant de revenir vers l'aile.

Le bateau est mis travers au vent.

L'équipage déploye l'aile au fur et à mesure en bord de fenêtre vers l'avant du bateau (un peu comme le gonflage cobra en parapente).

Le bridage est déployé dans la longueur du bateau, ce qui permet au bridage d'être tendu et à l'aile de se gonfler correctement.

Minidrone
30 août 2020
Et voici quelques liens pour hacker le minidrone de Parrot
 
https://iot.goffinet.org/labs_mini-drone_controller.html

https://developer.parrot.com/docs/SDK3/ARSDK_Protocols.pdf
https://github.com/Parrot-Developers/arsdk-xml/

https://github.com/NodeMCU-Zero/gobot/blob/3c7285942ca0c510e83a14481f006229ed793452/platforms/parrot/minidrone/minidrone_driver.go

https://github.com/fetherston/npm-parrot-minidrone mac only ?

https://github.com/Mechazawa/minidrone-js bluetooth 4 only?

https://github.com/RIAEvangelist/node-parrot-drone wifi only
RX Kite controller
30 août 2020

Quand on voit les vidéos de Cory Roeseler, on peut noter la grande barre qu'il utilisait et le fait qu'elle était pourvue d'une manivelle pour permettre de dérouler les lignes (reel ou unreel bar).

 Image

Différents modèles à 2 ou 4 lignes ont été développés à l'époque ou plus tard, notamment par John Bellacera


ReelBar-Orig.jpg

Unreel bar.jpgFlowbee Kite Reel.jpg Bellacera Bar.png

 

Il y a quelques années Dan Tracy de Pacific Sky Power a proposé une barre 4 lignes en crowdfunding sur kickstarter. J'ai été une des rares personnes a participé

1ère mauvaise surprise liée à ma naïveté : j'ai dû payé 88€ de TVA+11€ de droits de douane + 15€ de frais de dédouanement 

La barre est arrivée montée avec une courte notice. La fabrication est clairement artisanale, en tube de pvc et bois (à peu près à mon niveau, c'est pour dire !), mais il y a tout de même un peu de travail que je n'aurais probablement pas fait.


 Deuxième mauvaise surprise : il y a de la colle séchée sur les lignes. Beurk !

 

La troisième mauvaise surprise explique la précédente : plein de colle au fond du tambour, beurk!

 

Bon, ça ne fait pas vraiment plaisir, mais cela n'a pas grande importance.

Par contre, d'autres défaut de conception apparaissent à l'usage. D'abord les lignes qui s'enroulent en dehors du tambour si on ne les tend pas bien. On peut voir cela comme une mauvaise utilisation, mais une meilleure conception devrait permettre d'empêcher ceci, ou de bloquer en aidant à s'en rendre compte.



L'autre problème c'est l'impossibilité d'utiliser le border/choquer tant que toute la longueur des lignes n'est pas déroulée. Cela est peut-être satisfaisant pour certaines ailes très robustes, mais difficile avec celle que je teste (au début une aile à caisson 4 lignes sur 2 poignées qui n'est pas tout à fait adaptée à l'utilisation avec une barre, ou dont il faudrait que les lignes avant soient aussi renvoyés dans des poulies à mi-longueur de la barre.

Un dernier problème avec l'enrouleur est l'absence de frein. Si on lâche la manivelle, ça peut devenir dangereux ! Il y a bien un système de blocage avec un bout, mais son utilisation n'est pas aisée.

Enfin, la barre n'est vraiment pas agréable à l'utilisation. En plus du poids de la barre que l'on peut comprendre, la barre a des sortes de haubans/barre de flèche pour assurer sa rigidité. Cela rend difficile tout mouvement de la barre qui demande un effort important. Cela pourrait à la limite être vu comme un avantage car la barre se remet naturellement à zero degré lorsqu'elle est lâchée.

Pour finir ce piteux état des lieux, le câble métallique torsadé est abimé après 2 ou 3 utilisations seulement.

En conclusion, je ne recommande pas cette barre, mais je dois avouer qu'elle a le mérite d'exister !

 

Test kinect
30 août 2020
Voici quelques notes sur des essais d'une kinect que m'avait prétée Stéphane Adam.
 
Installation pour avoir les images kinect arrivant dans python

Voici une video de démo de touch (utilisation de la kinect comme une souris, cela pourrait être utile sur un bateau où les doigts mouillées ne marchent plus sur les écrans touchscreen). Le code est là.

J'ai fait le test, mais ça ne marche pas très bien.
Il faut être à la bonne distance. Les doigts sont vus en double et la captation est perturbée par la lumière du jour (ce qui m'a obligé à fermer mes volets).

Bon sinon, la fonction de tilt automatique sur la kinect est amusante.
Garmin 360
30 août 2020

Voici quelques points d'entrée qui j'espère pourront aider quelques souhaitant hacker la caméra virb 360. C'est la caméra 360 que j'utilise pour mes vidéos de kiteboat, ou par cerf-volant.

 

Une fois connecté sur le même réseau que la caméra

sudo apt-get install avahi-discover

avahi-discover

Found service '7390' of type '_garmin-virb._tcp' in domain 'local' on 2.0.

ping 7390.local

64 bytes from Garmin-WiFi (192.168.1.58): icmp_seq=2 ttl=64 time=6.34 ms


J'ai maintenant le nom de ma caméra Garmin-WiFi

A partir du document Camera_network_services_API.pdf

curl --data "{\"command\":\"status\"}" http://Garmin-Wifi/virb

{"apiMin":3,"apiMax":3,"batteryLevel":34.000000,"batteryChargingState":0,"totalSpace":7763124,"availableSpace":6008732,"gpsLatitude":47.214432,"gpsLongitude":-1.540702,"antSensor":0,"btSensor":0,"btHeadset":0,"wifiSensor":0,"recordingTimeRemaining":527,"photosRemaining":1543,"photoCount":0,"recordingTime":0,"wifiSignalStrength":40,"wifiMode":"STA","state":"idle","lastMediaEventTime":3359,"result":1}

curl --data "{\"command\":\"sensors\"}" http://Garmin-Wifi/virb

{"sensors":[
{"name":"InternalGyroX","type":"LOCAL","has_data":"1","units":"Degrees/Second","data_type":"double","data":"4.329268"},
{"name":"InternalGyroY","type":"LOCAL","has_data":"1","units":"Degrees/Second","data_type":"double","data":"0.000000"},
{"name":"InternalGyroZ","type":"LOCAL","has_data":"1","units":"Degrees/Second","data_type":"double","data":"-13.780488"},
{"name":"InternalAccelX","type":"LOCAL","has_data":"1","units":"InstG's","data_type":"double","data":"0.018066"},
{"name":"InternalAccelY","type":"LOCAL","has_data":"1","units":"InstG's","data_type":"double","data":"-0.098633"},
{"name":"InternalAccelZ","type":"LOCAL","has_data":"1","units":"InstG's","data_type":"double","data":"-1.012207"},
{"name":"InternalAccelG","type":"LOCAL","has_data":"1","units":"InstG's","data_type":"double","data":"1.017162"},
{"name":"Altitude","type":"LOCAL","has_data":"1","units":"Meters","data_type":"double","data":"215.007126"}],"result":1}

https://github.com/JanKlopper/garmin-virb/blob/master/virb.py

curl --data "{\"command\":\"livePreview\",\"streamType\":\"rtp\",\"maxResolutionVertical\":\"100\",\"liveStreamActive\":\"1\"}" http://Garmin-Wifi/virb

{"result":1,"url":"rtsp://192.168.1.58/livePreviewStream?maxResolutionVertical=2160&liveStreamActive=1"}

L'url peut-ensuite être mise dans un navigateur qui proposera d'ouvrir le flux avec vlc. La résultion minimale est 360, maximale 2160

J'ai aussi trouvé une appli html permettant de contrôler depuis un pc sans windows, mais je n'ai pas réussi à la faire marcher

https://github.com/skaterlui/VIRBControlUI5

Les données du magnétomètre sont manquantes dans les données json.

Pourtant les données sont bien présentes dans les fichiers .fit. J'ai pu les lire soit à partir de la bibliothèque python fitparse, soit en convertissant les fichiers .fit grâce au SDK ant

sudo java -jar FitCSVTool.jar 2018-03-17-19-38-56.fit


Les données obtenues sont toutefois un peu brutes car elles correspondent aux valeurs des registres (par exemple 32935 est probablement proche de la moitié de 2^16). Les données sont enregistrées toutes les 4ms pour gyro, accéléro et magnéto et toutes les 40ms pour le baromètre dont la résolution en sortie semble limitée à 20cm

Le bruit sur l'accéléro est de l'ordre de 0.01g, celui sur le gyro de l'ordre de 0.3°/s pour une résolution de 0.05°/s. Le signal du capteur d'altitude est régulièrement plat. Cela peut-être lié à un bruit inférieur à la résolution, qui semble cependant variable...

Bebop 2
30 août 2020

Je partage ici en vrac quelques liens sur le drone Bebop 2 qui peut servir soit à faire de belles vidéos de kiteboat, soit à découvrir les autopilotes de drones qui pourraient servir de base ou d'exemple pour un autopilot de kite.

Le Bebop 2 est conçu par Parrot et fonctionne très bien avec le logiciel propriétaire Parrot (qui a une API ouverte). Parrot a également ouvert son matériel pour permettre l'utilisation d'autres plateformes. Le drone a pour conséquent été hacké par de nombreuses personnes.

Des indications étaient notamment disponibles sur le side developer de Parrot, mais elles ont malheureusement disparues depuis.

Guide du hackage
http://fargesportfolio.com/wp-content/uploads/2018/01/BeebopHackingGuide1_7_2.pdf

Skycontroller 2
Il s'agit de la télécommande qui grâce à son antenne directive permet de piloter et recevoir la vidéo du drone jusqu'à 2km.
https://www.rcgroups.com/forums/showthread.php?2728773-Official-Parrot-Disco-%2A%2A%2AOwner-s-Thread%2A%2A%2A/page53
https://github.com/jberaud/joystick_remote/issues/2
https://github.com/uavpal/disco-docs/wiki/skycontroller-2

4G
https://github.com/uavpal/beboptwo4g

Video streaming
https://developer.parrot.com/blog/2016/play-bebop-stream-on-vlc/

Paparazzi

https://www.youtube.com/watch?v=pv0CAQC6iAE


Ardupilot
Compilation  http://ardupilot.org/dev/docs/building-for-bebop-2.html
https://www.youtube.com/watch?v=Ir0DyvlbTM0

https://www.youtube.com/watch?v=HJN_gT1eNDk

https://www.youtube.com/watch?v=jFNdy4UPq_4

https://www.youtube.com/watch?v=lf9X7BZ7XbU

https://www.youtube.com/watch?v=ay0b1HgASM0

ROS

https://www.youtube.com/watch?v=fGKR1G7orKA

https://bebop-autonomy.readthedocs.io/en/latest/

https://docs.google.com/document/d/1oVEO_3HxiXwagmXyrMhh8KIorxdNxHejzwBQ876_fpM/edit

http://debojj.net/downloads/bebop-ros-demo

https://github.com/Michionlion/bebop_teleop

OpenCV
https://www.youtube.com/watch?v=aT_kC5ZE2Oc

PX4

https://docs.px4.io/en/flight_controller/bebop.html
https://www.youtube.com/watch?v=hTVNHlqxWBk

https://www.youtube.com/watch?v=loC3IJpMdNs

https://review.px4.io/plot_app?log=d9bf3e69-ecc5-478c-8713-23581efa84ad

Mètre ruban
30 août 2020

(Notes réchauffés d'octobre 2016)

Je fais face à un problème sur les premières versions.

Il y a parfois du mou dans les lignes ce qui conduit à un surpattage.

Ma première parade a été d'utiliser du fil élastique

J'ai d'abord essayé avec du sandow (plus pour faire un border-choquer automatique d'ailleurs).

Afin de choquer sous tension, il fallait mettre les sandows sur les lignes servant à border, donc sur les arrières qui servent aussi au contrôle.

Une conséquence est que le contrôle n'était plus précis (mais possible de rééquilibrer avec un jeu de poulie).

Une autre approche est de mesurer la tension dans les lignes, puis de déclencher un moteur si la tension devient trop faible.

Ou encore de faire tourner en permanence un petit moteur avec un couple faible.

Une autre application est de ramener un cerf-volant monofil à terre en cas de chute de vent avec un système "passif".

Je cherchais donc un moteur à ressort de type moteur à barillet, aussi appelé moteur à force constante. Un tel moteur est difficile à trouver (si ce n'est moteur mécano sur le bon coin). J'ai bien trouvé des pièces sur des sites spécialisés mais pour quelques centaines d'euros, alors que ce que je cherche est intégré dans les laisses rétractables, dans le enrouleur à rappel de fil pour les enclos agricoles, ou simplement dans les mètres rubans.
Le mieux étant peut-être l'enrouleur de fil à linge qui va facilement jusqu'à 30m pour environ 15€.

Aujourd'hui j'ai testé une autre solution avec un simple petit mètre ruban avec enrouleur à ressort.

Mètre ruban métallique de 5m
40g de traction quand la longueur est réduite
200 g de traction quand la longueur est augmentée

Mètre ruban souple de 1.5m
20g
120g

Puissance par m2
30 août 2020

On me demande quelle taille de cerf-volant est nécessaire pour tirer un grand bateau.

La question comme ça est un peu vague, il faut donc faire des hypothèses.
Un bon début est peut-être de donner la formule donnant la puissance du vent par 1m2. Cela correspond au flux de l'énergie cinétique du vent à travers 1m2

Une première expression est donc celle de la puissance incidente du vent
1/2*rho*v*S*v^3
Pour un vent de 8m/s (15kt) cela donne une puissance de 275W/m2.
Il faut ensuite considérer la limite de Betz qui donne un "rendement théorique" maximal (16/27) qui est dû au fait que toute l'énergie ne peut pas être récupérée. Cela donnerait une puissance théorique max de 163W/m2. La question est ensuite quelle surface de référence prendre.

Dans le cas d'une éolienne c'est généralement la surface balayée par les pâles qui est considérées. Pour un cerf-volant, il faudrait considérer cette surface également, mais comment la caractériser?

Une deuxième approche est de partir du rapport portance sur traînée. C'est l'approche de Loyd en 1980.
A 15kt, 600m2 produiraient 1MW avec un rapport CL/CD de 5 dans l'idéal, soit un peu moins de 2kW par m2. Plus vraisemblablement on peut retenir 1kW (1.4CV) par m2 pour une aile de kite (bien plus pour une aile rigide).

Pour un petit bateau, 4 à 5m2 peuvent donc remplacer un petit moteur 6CV si le vent est là.

Des calculateurs en ligne permettent d'estimer la vitesse du bateau et peut-être d'extrapoler à de plus grands bateaux !



AWEC 2015 (réchauffé...)
30 août 2020
Simulateur de kite

KiteSat

Le proto de Rod Read. Il se plie comme une tente deux secondes

Le cerf-volant, l'aile, le planeur, l'avion wing Tec?

L'aile de TU Delft




RTK moving base suite
17 mars 2019
J'ai enfin fait quelques tests de performance du GPS RTK.

Sur mes premiers tests, les résultats étaient très décevants, avec une précision de l'ordre du mètre seulement.
Le Rover restait bloqué en RTK Float (qualité n°5 de la trame GGA), jamais en RTK fix.

En creusant un peu sur le net, j'ai vu que la réception du signal devait être de bonne qualité. Et que mes petites antennes seules ne suffisaient pas atteindre la qualité nécessaire, même avec le ciel dégagé.

Pour améliorer la qualité, il faut augmenter le gain de l'antenne. Pour cela il faut utiliser une "ground plate", un support métallique qui permet de concentrer les ondes un peu comme une parabole.
J'ai pu vérifier avec U-Center que les gains augmentaient de manière importante en plaçant un couvercle de boite de gateau sous les antennes GPS (+5dB au moins).

Grâce à cette modification, j'observe une bien meilleure position (variation de l'ordre de +/-10cm, même sans passer en qualité fix (4). Cela n'arrive d'ailleurs quasiment jamais, peut-être 1 seconde de temps en temps. Et je ne semble pas le seul à avoir ce problème.

La précision est satisfaisante sans cela, mais elle peut se dégrader sans que cela soit visible (le HDOP reste autour de 0.7m). A creuser donc.

Autre soucis : la fréquence de retour de la position GPS (renvoyée en RF depuis le Rover vers le PC connecté à la base) est de l'ordre de 2Hz seulement (la fréquence remonte bien à 4Hz comme souhaité quand je coupe l'envoie des messages RTCM ou quand je passe les messages RCTM directement en USB via le PC. La limitation est donc dans le débit en 433MHz et le baurate de 57600).


import serial
import time # Optional (if using time.sleep() below)
import pynmea2
import time

serBase = serial.Serial(port='/dev/ttyACM1', timeout=1)
serRover = serial.Serial(port='/dev/ttyUSB0', timeout=1, baudrate=57600)

buf = ''
while (True):
    if (serBase.inWaiting()>0): #if incoming bytes are waiting to be read from the serial input buffer
        data = serBase.read(serBase.inWaiting())
        x = data.split('$GNGGA')
    serRover.write(x[0]) # RTCM data is sent before nmea
        if len(x)>1:
          try:
            msgBase = pynmea2.parse('$GNGGA'+x[1])
          except:
            pass
    if (serRover.inWaiting()>0): #if incoming bytes are waiting to be read from the serial input buffer
        data = serRover.read(serRover.inWaiting())
    data = buf + data
        if data.find('\r\n')<0:
          buf=data
        else:
          buf=''
          try:
            msgRover = pynmea2.parse(data)
            print ('dNorth: ', float(msgRover.gps_qual),msgRover.horizontal_dil, (float(msgRover.lat)-float(msgBase.lat))*1852)
          except:
            print("An exception occurred", data)
    time.sleep(0.01) # Optional: sleep 10 ms (0.01 sec) once per loop to let other threads on your PC run during this time.

RTK moving base
12 déc. 2018
J'ai craqué pour un GPS RTK...

RTK est l'acronyme de Real Time Kinematic. C'est une technique qui permet d'améliorer la précision d'un GPS (appelé Rover), grâce à un deuxième GPS (généralement fixe et appelé Base) à proximité.

L'amélioration de la précision en temps réel est permise grâce à l'envoi de correction de la Base vers le Rover.

Jusqu'à présent c'était une technologie assez couteuse, mais la miniaturisation permet aujourd'hui d'y accéder... pour les bourses bien remplies...

J'ai commandé un GPS "base" et un "rover" chez Drotek (en fait ça fait déjà 2ans, mais ils étaient restés dans un placard...).

J'ai vu qu'il y avait aussi une alternative (reach-rtk) intéressante chez Emlid.
A noter également que la version tiny RTK n'est pas opensource/hardware, et que d'autres versions sont réputées plus ouvertes comme la version smartnav. Mais la version tiny RTK a l'avantage de tout avoir sur une seule puce.

Une fois la commande reçue, première surprise : les cartes sont vraiment toutes petites, même avec le boitier! De quoi en embarquer une sur un drone, ou un cerf-volant. Le plus lourd étant l'antenne (environ 50g), qui semble cependant nécessaire pour avoir un bon signal.

La documentation est disponible sur le site de Drotek.

Il faut commencer par installer le logiciel u-center de u-blox, l'entreprise qui fait la carte du récepteur GPS (neo-M8P).

Une version récente (18.11) existe, mais elle ne correspond pas à la plupart des tutoriels et je l'ai trouvé moins intuitive. Je suis resté sur la version 8.26 (toujours téléchargeable).

Mauvaise surprise : le logiciel n'est disponible que pour PC (et une version pour android également).

Mon dual boot sur Windows étant cassé, et souhaitant rester sur linux/ubuntu, j'installe le logiciel avec Wine.

Après lancement de u-center, le GPS branché en USB n'est cependant pas visible.
J'ai trouvé la solution sur le wiki de Paparazzi, il faut créer un lien symbolique :

ls /dev
En branchant débranchant
mkdir -p ~/.wine/dosdevices
ln -s /dev/ttyACM0 ~/.wine/dosdevices/com1
 
 

On arrive ensuite à se connecter



Cela m'a permis de prendre en main le réglage des (nombreux) paramètres


Mais assez vite je me suis retrouvé face à des difficultés avec des paramètres qui ne pouvaient pas être modifiées (ou plutôt qui revenaient à leurs valeurs initiales). Cela est lié pour une part à la sauvegarde des paramètes dans la mémoire temporaire de la puce, ce qui nécessite de faire "send" (en bas à gauche de la fenêtre) après chaque modification. Avant un redémarrage, il faut également sauver les paramètres dans les mémoires plus durables de la puce.



Une bonne chose est qu'il est possible de retourner à une configuration de base, ce qui après avoir essayé de changer un peu tous les paramètres (et ne plus trop savoir lesquels) est bien utile.



Je n'en suis pas sûr, mais il m'a semblé qu'il était bon de repasser par la configuration de base pour avoir un comportement plus stable, par exemple avant une mise à jour du firmware.



Je me suis retrouvé en difficulté lors de la mise à jour du firmware. En effet, ma version datant un peu, le firmware présent ne permettait pas de faire du RTK en moving base. Il fallait donc faire une mise à jour du firmware, vers la dernière version 3.01 HPG 1.40 mais celle-ci échouait systèmatiquement.



Je pense que cela était en partie liée au fait que la carte rebootait avant la mise à jour, ce qui empêchait le lien symbolique de fonctionner. La fenêtre de mise à jour devient rouge, mais parfois rien n'indique clairement qu'il y a eu un problème. Après de nombreux essais, j'ai donc trouvé un autre PC pour pouvoir utiliser windows et m'affranchir des problèmes qui pourraient être liés à une utilisation avec Linux.

Malheureusement, pas plus de succès avec Windows au début, ni avec les versions plus récentes de U-Center qui présentent un nouvel outil de mise à jour.

D'après certains commentaires sur des forums, le problème vient de l'utilisation du port USB et non du port série (UART), et éventuellement de problème de driver selon la version de Windows (guère mieux que Linux au final!). Mais pourtant certains clamaient avoir réussi la mise à jour de la même carte de Drotek.

En reprenant ces paramètres de base, et à force d'essayer cela a fini par marché dans certains conditions, mais sans que cela soit 100% reproductible.

Cela a marché lorsque je lançais une première fois la mise à jour avec les paramètres suivants :
Au moment du reboot, windows indiquait une erreur de driver (en bas à droite), puis la mise à jour échouait après un timeout. Le gps n'était alors plus reconnu par windows et automatiquement déselectionné de U-Center.
Je débranchais ensuite la prise USB, puis la rebranchais. Le port com réapparaisait et je réselectionnais le GPS. Je relançais une mise à jour, mais cette fois en choisissant de faire la mise à jour par le port USB.




Et là parfois, victoire, une barre de défilement apparait et à la fin l'écran devient vert. Il était enfin temps de passer à l'étape suivante.
 

Par défaut, le récepteur GPS envoie des trames NMEA que l'on peut voir passer dans la "Packet console".



Cette configuration par défaut est adaptée pour le Rover, mais pour la base, il faut enlever ces trames NMEA afin de ne pas gêner les messages RTCM (selon débit de la communication).

Pour cela, le plus rapide est d'aller dans la "Message view". On y voit un arborescence avec les différentes messages existants. Les messages effectivement envoyés sont en noir, ce qui ne sont pas envoyés en gris.



Pour les (nombreux) messages NMEA, il est possible de les déleselectionner directement ici (ce qui est beaucoup moins laborieux que la méthode détaillée plus bas).



Ceci stoppe les messages (et donc la mise à jour des infos dans les fenêtres de droite qui se mettaient à jour si votre antenne était en vu des satellites).

Pour passer en Moving Base, il faut utiliser le réglage suivant :


Puis autoriser les messages RTCM nécessaires :

Extrait du doc du C94-M8P
Dans mon cas, j'ai sélectionné le port USB pour faire mes tests.


J'ai utilisé un script python pour forwarder les correction du GPS Base vers le GPS Rover à travers mon PC

import serial
import time # Optional (if using time.sleep() below)

serBase = serial.Serial(port='COM16', timeout=1)
serRover = serial.Serial(port='COM17', timeout=1)

while (True):
    if (serBase.inWaiting()>0): #if incoming bytes are waiting to be read from the serial input buffer
        data = serBase.read(serBase.inWaiting())
        #data_str = data.decode('ascii') #read the bytes and convert from binary array to ASCII
        print(data) #print the incoming string without putting a new-line ('\n') automatically after every print()
        serRover.write(data)
    if (serRover.inWaiting()>0): #if incoming bytes are waiting to be read from the serial input buffer
        data_str = serRover.read(serRover.inWaiting()).decode('ascii') #read the bytes and convert from binary array to ASCII
        print(data_str)
    time.sleep(0.01) # Optional: sleep 10 ms (0.01 sec) once per loop to let other threads on your PC run during this time. 

Après quelques essais en extérieur, j'ai bien la qualité du signal gps (dans la trame GGA) passer de 1 à 2 ou 5.

Doc récepteurs de la série M8

Doc M8P

Doc de chez sparkfun 

Doc carte d'évaluation

Doc uCenter
ArmorKite au Grand Pavois 2018
22 sept. 2018
Un petit message de l'équipe ArmorKite :

"L’équipe d’ArmorKite et ses deux bateaux AK-650 seront présents au salon nautique du Grand Pavois 2018 du 26 septembre au 01 octobre avec un bateau à flot sur le port des exposants et un bateau en démonstration.

Au programme : 
  • Présentation de l’AK-650
  • Essais en mer (sur réservation)
  • Présentation des futures options
  • Visite du bateau
N’hésitez pas à les contacter pour réserver une sortie en mer.


Si vous ne l'avez pas encore lu venez également découvrir l'article de Voiles et Voiliers sur ArmorKite en cliquant ici!
A très bientôt sur l'eau. "

J'y serai également, ainsi que d'autres passionnés de kiteboat. Viendez!