12 réponses à ce sujet

[Sandro]

Bonsoir,

 

 

 

Question en version courte : quel est la manière la plus simple de mesurer la hauteur d'un spéléo qui remonte sur une corde (hauteur max 6m, précision (absolue)<1m, résolution <30cm)?

 

 

 

Question en version longue avec contexte :

 

Pour faire un peu de sport pendant le confinement, je suis en train de me faire un système pour faire de la remontée sur corde (façon spéléo) dans mon salon.

 

La version simple, juste accrocher la corde à une poutre du plafond, c'est fait. Mais j'ai beau avoir 5-6m à un endroit (que j'ai choisi), si tous les 5m je dois redescendre pour re-monter, je passe bien plus de temps en manips de corde pour passer du mode monté au mode descente et vice-versa que je n'en passes à monter. Bref, c'est pas génial.

 

Une autre solution simple est de faire passer la corde dans une poulie en haut, et que quelqu'un donne du mou sur la corde au fur et à mesure que je monte (comme ça, je reste toujours environ à la même hauteur) : ça marche très bien (je l'ai déjà fais dans mon ancien club de spéléo), mais en période de confinement, on ne peut malheureusement pas inviter les copains spéléos (sinon je suis sur que j'en trouverais des qui seraient partants)

 

Je travaille donc sur une version où la corde défile toute seule, à la bonne vitesse, pour me maintenir au dessus du sol, mais sans être en butée au plafond.

Avec un descendeur spéléo placé au plafond, puis la corde qui passe en zig-zag dans plusieurs mousquetons, j'obtiens assez de frottement pour ne descendre que doucement (voir plus du tout si j'en mets un peu trop de mousquetons).

Le problème est que le système est extrêmement sensible à la résistance "en bout de chaine" : avec le réglage que j'ai testé tout à l'heure, parfois je descends trop vite (et me retrouve retenu par ma corde de sécurité), parfois il y a un tout petit frottement quelque part (une ou deux boucles de cordes passées par dessus le brin que je tire suffisent, soit quelques newtons seulement) et je ne descends plus du tout (il faut alors que je tire manuellement sur une des cordes pour me faire descendre).

 

Du coup, l'idée est de faire un système asservi qui me permette de rester toujours à une hauteur raisonnable, si possible sans trop d’à-coups.

 

 

Deux solutions :

- un asservissement purement mécanique : je me relie au système d'une manière qui fait que plus je monte, moins le frottement est élevé : pour l'instant, je n'ai pas encore trouvé de solution satisfaisante (le système que j'ai essayé tout à l'heure, continue en théorie, était pas loin de faire du tout ou rien, ce qui est assez désagréable. Je vais continuer à creuser cette piste de mon coté

- un asservissement électronique : mesurer ma hauteur, et fabriquer un petit appareil qui exerce un frottement variable (là j'ai plusieurs pistes : compression sur la corde,  déplacer un des mousquetons via une cordelette enroulée/déroulée sur une bobine (le frottement sur un mousqueton dépends de l'angle que la corde dévie sur ce mousqueton) ou mettre la réserve de corde sur une bobine et freiner le déroulage de la bobine).

 

La question sur laquelle je souhaiterais votre avis est donc de savoir quelle est la meilleur manière de mesurer la hauteur du spéléo?

 

Mes pistes sont les suivantes :

- caméra + reconnaissance d'humain (pas sur que ça marche très bien car on est parfois dans des positions peu usuelles, et qu'on n'est pas non plus toujours de face)

- caméra + différence avec le fond : pourrait marcher pas trop mal

- caméra + repérage d'une tache de couleur : je pense que ça marcherait pas trop mal si je m'impose de porter un T-short rouge. Par contre ça vas me faire acheter un certain nombre de T-short rouges (on sue quand même pas mal, et je n'ai pas envie de faire la lessive tous les jours)

- ficelle élastique attachée au baudrier et au sol ou plafond, et capteur de force : pourquoi pas, avec une préférence pour attaché au sol (moins gênant).

- des solutions à partir de capteurs de distances : à creuser, il faudrait trouver comment les placer

 

Avez vous d'autres idées? Des avis?

 

Merci d'avance et bonne soirée

Sandro

[zavatha]

Salut,

 

spontanément j'aurais pensé à un capteur de distance laser, placé à l'aplomb du grimpeur, qui f'ait défiler tant que la distance est inférieure à la distance dispositif de retenue / sol (en groas quand y a qqu'un) et qui ralenti / accélère le défilement quand la distance augmente / diminue...

 

est-ce que ça adresserait ton besoin ?

avantage : un capteur laser c surmeent moins cher qu'une cam ou rapsi + picam...

 

@+

Zav

[jpbbricole]

Bonjour Sandro

 

Pourquoi pas un codeur incrémental, pas besoin de très précis, un simple comme ceci devrait suffire.

Le pendre au plafond, lui mettre une poulie, fixer une corde avec 2 ou 3 tours, définir d'une position de départ. Crocher un bout de la cordeau spéléo.

Pour monter et descendre, mettre un contrepoids à l'autre bout ou un ressort dans la poulie. Un Arduino mesurerait la hauteur du spéléo et enverrai les ordres nécessaire au système de défilement.

 

Cordialement

jpbbricole

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• 

[Sandro]

Bonjour,

merci beaucoup pour vos suggestions.

 

@zavatha : dans l’absolut, c'est pas une mauvaise idée, mais j'ai peur qu'on fasse régulièrement des fausses mesures, soit si je pendule un peu trop (et que je ne suis donc plus à la verticale), soit si la corde passe dans le faisceau du laser.

@jpbbricole : c'est une bonne idée : je penses qu'il faudra utiliser 2 poulies montées sur l'axe, une pour enrouler la ficelle qui vas du spéléo à l'encodeur, et une seconde pour dérouler la ficelle du contre-poids

[jpbbricole]

Bonsoir Sandro

 

Une 2ème poulie permettrai d'éloigner le contrepoids, ce qui éviterai de le prendre sur la tête 

Pour contrôler le défilement, comme c'est toi qui fournit l'énergie en tirant sur la corde, en montant, pourquoi ne pas utiliser un frein "électrique" que tu régulerai avec les données fournies par l'Arduino. Ce frein pourrait être un "gros" moteur CC à aimants permanents, moteur que l'on court-circuiterai plus ou moins?

 

Cordialement

jpbbricole

 

[Sandro]

Bonsoir,

là, je ne suis pas sur de te suivre.

Il y a, à priori, deux systèmes distincts : la corde de progression (normée pour une résistance de 1800daN (ie 1800kg) minimum), sur laquelle s'appliquera le freinage ; et il y a 2 ficellse (une allant de la bobine à moi, l'autre de la seconde bobine au contrepoids), qui ne doit tenir que quelques kg, qui servira a mesurer ma position.

 

J'ai donc du mal à comprendre où tu veux mettre un frein basé sur un moteur DC? A moins d'embobiner toute la réserve de corde sur une grosse bibine et de freiner celle-ci?

 

En tout cas, je suis d'accord sur le fait qu'il faudra décaler le contre poids par rapport au spéléo (soit en ayant la première ficelle (entre le spéléo et la bobine) qui soit oblique, soit en ajoutant une poulie de déviation pour le contre poids

[jpbbricole]

Bonsoir Sandro

 

Ce que je te proposai, c'est un premier système, avec un codeur incrémental qui mesure ta hauteur,

Avec une cordelette accrochée à la ceinture, 2 poulies dont une actionne le codeur incrémental, et à l'autre bout de la cordelette, un contre-poids.

 

Ti disait plus haut:

"Je travaille donc sur une version où la corde défile toute seule, à la bonne vitesse, pour me maintenir au dessus du sol, mais sans être en butée au plafond."

 

La 2ème partie de ma proposition concernait "le défilement à la bonne vitesse" qui se composerait d'un frein magnétique fait avec un moteur CC à aimants permanents, la "dose" de freinage serait asservie par la valeur du codeur incrémental.

Pour freiner, un moyen serait de coincer la corde entre 2 roues dont l'une serait freinée par le moteur CC. Ou enrouler un ou 2 tours sur un tambour toujours freiné par le moteur CC.

 

A+

Cordialement

jpbbricole

[jpbbricole]

Bonsoir

 

J'ai fait des essais de freinage avec un moteur cc à aimants, c'est une fausse bonne idée  , l'effet n'est pas vraiment transcendant.

 

Le mieux est, comme tu l'as dit:

 

"un petit appareil qui exerce un frottement variable (là j'ai plusieurs pistes : compression sur la corde,  déplacer un des mousquetons via une cordelette enroulée/déroulée sur une bobine (le frottement sur un mousqueton dépends de l'angle que la corde dévie sur ce mousqueton)"

 

Asservi par les données du codeur incrémental.

 

Sais-tu quel poids il faut pour déplacer un des mousquetons?

 

Cordialement

jpbbricole

[Sandro]

Bonsoir,

et merci.

 

Pour un moteur CC, l'opposition au mouvement est minimal en circuit ouvert, et un peu plus important en court circuit. Mais si on veut une opposition vraiment élevée, il faut faire du freinage actif (en gros, alimenter le moteur comme si on voulait le faire tourner dans le sens inverse).

 

Sinon, pour les techniques que j'évoquais :

- pour le freinage par déplacement d'un mousqueton : dur à estimer la force nécessaire : il faut soulever le mousqueton lui-même (environ 100g), un peu de corde (73g/m), et enfin résister à la traction exercée par la corde (doublée par effet poulie). Ce dernier effet est d'autant plus faible qu'on se rapproche du bout de la chaine. Je pense qu'il faudra une force entre 10 et 100N (ie le poids de 1 à 10kg), mais à confirmer par un test.

- pour le freinage par pincement de la corde : on n'a besoin que d'une force très faible. Si on se place tout au bout d'une chaîne de freinage fixe (corde en zig-gag entre des mousquetons), alors mes expériences de mercredi montrent que la force nécessaire est très faible (quelques newtons tout au plus, vu qu'il suffisait parfois qu'une boucle de corde soit posée sur le brin que je tirais pour arrêter ma descente). Néanmoins, si je décide de ne créer qu'un frottement aussi faible, je serais très sensible aux perturbations. Je penses donc qu'il vaut mieux prévoir un frottement de l'ordre de 10 à 20N (1 à 2 kg), et enlever en contre partie 1 ou 2 mousquetons : de cette manière, de légers frottements dans le tas de mou ne poseront plus de problèmes.

 

Bonne soirée

Sandro

[jpbbricole]

Bonjour Sandro

Je ne connais rien en cordages et mousquetons, pourrais-tu faire une photo du montage avec une ou des flèches indiquant le ou les mouvements à faire et, surtout, sur quelle distance.
Pour des déplacements assistés, on trouve des servos jusqu'à 20KG, celui-ci fait 180° et jusqu'à 30KG 270°

 

Cordialement

jpbbricole

 

[Sandro]

Bonjour,

pour l'option déplacement de mousqueton, je dirais déplacement à peu près vertical avec un débattement d'environ 1m. Donc je penses que le plus simple est un motoréducteur (moteur DC) avec une bobine pour enrouler/dérouler la ficelle qui déplace le mousqueton.

 

Vu que le système est asservit par une mesure externe (la position du spéléo), il n'est pas vraiment nécessaire d'avoir un déplacement précis du moteur, donc un motoréducteur sans encodeur peut suffire.

 

Je vais essayer de te faire une photo.

 

 

Après, je penses que la version par pincement sera probablement plus facile à réaliser

 

Bonne journée

Sandro

[Sandro]

Voici un schéma :

 

Le descendeur (n°1) avec le mousqueton de freinage qui est monté directement dessus constitue le plus gros du freinage (quand on descend en rappel, on n'utilise que ça, en tenant simplement la corde qui sort du mousqueton de freinage).

Ici, augmenter encore le freinage (et ne pas avoir a tenir la corde), je fais ensuite passer la corde dans les mousquetons 2 à 5.

 

Au niveau de 4, il y a en fait 2 mousquetons (un à chaque bout de la sangle bleue), car j'avais tenté un asservissement purement mécanique, en attachant un des deux mousquetons à moi : la sangle coulissant alors dans le mousquetons A, si je descends, ça remonte le mousqueton 4, et augmente donc le frottement, ralentissant ainsi la descente. Si au contraire je monte, ça descends le mousqueton 4, réduisant le frottement et me faisant donc descendre plus vite.

En pratique, cet asservissement purement mécanique n'était pas très satisfaisant : il n'était pas loin de faire du tout ou rien : soit je ne descendais quasiment pas, soit je descendais beaucoup trop vite et me retrouvais pendu dans la corde de sécurité (la corde bien verticale).

 

 

La flèche rouge indique le déplacement du mousqueton 4 pour augmenter le frottement (l'idéal serait un déplacement plus vertical voir vers la droite, mais ça nécessiterais de percer un trou supplémentaire dans la poutre métallique, ce dont je dois demander à la proprio si elle m'accorde un troisième trou)

 

 

 

 

Si en revanche je pars sur un système a frottements par pincement, je penses que j'enlèverais le mousqueton 5, et que je mettrais le système de frottement à la place du mousqueton 3 ou 4

[jpbbricole]

Bonjour Sandro

 

 

... donc un motoréducteur sans encodeur peut suffire.

 

Ou un servo winch certains font 5 ou 6 tours.

 

Cordialement

jpbbricole