Compas magnétique à équipage mobile - Free

[pic]Principe du fluxgate
Plaçons un barreau de ferrite Est-Ouest, il est perpendiculaire au champ
magnétique terrestre. Quelques spires de fil enroulées sur le barreau sont
alimentées par un oscillateur sinusoïdal en moyenne fréquence. Une autre
bobine identique, sur ce barreau, sert de récepteur. Le signal reçu sur la
bobine de réception est une sinusoïde identique à celle émise, à
l'hystérésis près. Si le champ d'émission augmente, la ferrite sature et la
sinusoïde reçue commence à s'aplatir symétriquement. En approchant un
aimant d'une extrémité du barreau la saturation change, une alternance est
plus saturée que l'autre. Même effet en tournant le barreau, le champ
terrestre déforme le signal reçu. Il est donc possible de trouver la
direction Nord-Sud, au moment ou la sinusoïde reçue est la plus
dissymétrique. Un seul barreau permet de déterminer l'écart au Nord (0 à
180 °) mais pas le sens E ou W. Si l'on monte deux barreaux identiques
perpendiculaires, l'analyse des deux signaux permet de déterminer le cap
magnétique de manière statique en levant l'incertitude. C'est exactement
ainsi que marche le fluxgate.
[pic]
Huit bobines identiques sont enroulées sur un petit tore (deux demi-tores
collés). Quatre bobines en série constituent l'émetteur. Les bobines de
réception du signal sont intercalées, deux fois deux bobines en série sur
deux diamètres perpendiculaires. Les deux bobines de réception ont une
extrémité reliée à la masse, les points chauds alimentent un multiplexeur.
La lecture des deux signaux se fait séquentiellement sur les bobines. Un
petit microprocesseur gère tout cela simplement et peut donner le cap à une
fraction de degré près.
Détail de la mesure. Chacun des deux signaux des axes perpendiculaires est
envoyé sur deux redresseurs sans seuils (un simple amplificateur
opérationnel), suivi de deux intégrateurs (condensateur et résistance). La
somme des parties positives et négatives filtrée par un passe-bas donne le
signal utile dont le sens et l'amplitude est fonction du cosinus à l'écart
au Nord. Une autre solution est de faire la mesure de crête, syncho sur le
front de la fréquence double de l'excitation.
[pic]
La résolution de la position se fait par comparaison à une table angulaire
(look-up table). Une table approximative est préchargée par défaut à la
première mise en route du pilote, puis optimisée par la procédure classique
d'alignement consistant à faire un tour le plus régulièrement possible en
trois minutes. Il faut réaliser la procédure sans vent ni clapot, la
précision finale en dépend.
Remarque :
Ce système de fluxgate est parfait et très fiable, la panne la plus
classique étant la rupture des petits fils souples reliant le fluxgate
monté sur cardan à son boîtier. Pensez-y si vous avez une panne, c'est la
cause la plus probable, la suivante étant toujours un problème de
connectique ou de fils cassés ou oxydés. L'électronique est très rarement
en cause sauf pour la partie puissance, traitée dans le chapitre suivant.
Les liens sont à la fin. . "Electronics", 24 novembre 1977 : oscillateur variable à 2 transistors
réagissant aux variations de champ magnétique. Schéma de base à
étoffer. On utilise du mumétal, mais ce n'est pas un problème. Si des
bidouilleurs sont intéressés, il leur suffit de récupérer les
"antivols" insérés dans les livres (pas les spirales plates carrées,
mais les barrettes transparentes fines de 10 cm collées entre les
pages !). Ils pourront fabriquer leur magnétomètre avec ce mumétal de
récupération. Je dispose aussi de tôles de transfo neuves en mumétal
(en forme de E ou de I de dimensions 3 ou 4 cm). Si quelqu'un a besoin
de quelques échantillons, il suffit de me contacter en remplissant le
formulaire.
http://gregory.ester.free.fr/pilote.htm
LE COMPAS ELECTRONIQUE DE VOILIER
[pic]
Depuis le mois de juin 2001, mon collègue et moi travaillons sur la mise en
oeuvre d'un compas électronique de voilier ( à technologie Fluxgate ). Nous
nous sommes fixés juin 2002 pour boucler ce projet ( objectif atteint ).

Le 4 juillet : L'année scolaire s'achève et a été riche en projets menés à
terme avec mon collègue et ami Michel Kerzerho. Que de mercredis passés en
323 ! Pour ma part c'était hier mercredi 3 juillet 2002 mon dernier jour
dans cet atelier. Pour découvrir quelques photos prises hier ainsi que le
programme du compas électronique en assembleur HC11, cliquez ci-
dessous......
[pic]

. POURQUOI CE PROJET ME DIREZ-VOUS ?
Tout d'abord je pense que c'est la passion qui nous porte. De plus nos
élèves ont besoin de cas concrets, de réalités industrielles et même si les
sujets relatifs aux épreuves pratiques EP1, EP2, EP3 ne manquent pas, un
dossier de plus c'est toujours ça. De plus, il est bon d'entretenir les
connaissances et de les communiquer, les partager.
A ce propos je tiens à vous présenter mon collègue Michel Kerzerho ( de
formation initiale en électronique/électrotechnique du C.N.A.M ) : collègue
avec qui je travaille depuis peu de temps mais avec qui c'est un plaisir de
développer ce projet. En effet nous avançons pas à pas et la rigueur est
son mot d'ordre ! Il est spécialisé en électrotechnique, électronique
analogique, automatique. Posez-lui des questions en asservissement et
régulation, il vous répondra par plaisir et saura vous communiquer sa
passion. D'ailleurs à ce propos, son email est directement accessible ci-
dessus en cliquant sur son nom.

. LE COMPAS PEUT ETRE DECOMPOSE EN 3 PARTIES :
1. Le détecteur de champ magnétique terrestre
2. La partie 'traitement du signal analogique'
3. La partie numérique ( 68HC11 + compteur + Afficheur + CAN etc... )
Nous avançons lentement car nous habitons à 100 kms l'un de l'autre et de
plus il y a la préparation des cours, des examens élèves, etc...
La partie la plus délicate est le capteur. En effet impossible de trouver
des explications détaillées, des schémas nous renseignant sur le bobinage
de ce dernier ou sur la technologie du Fluxgate. De plus il a fallu trouver
une ferrite sensible au champ magnétique terrestre. Le Mumétal ou le
Permalloy est le matériau que nous allons mettre à l'épreuve après avoir
bobiné notre capteur ( à ce propos un GRAND MERCI à Mickey75 pour les
échantillons ). A propos du bobinage, rien de très explicite non plus mais
le site Voilelec nous a été d'un grand secours ( des pages complètes vous
expliquent le principe du Fluxgate ). Dans les semaines à venir nous serons
prêt à tester ce capteur quand ce dernier sera bobiné.
En parallèle nous travaillons également sur le programme qui nous permettra
de traiter le signal en sortie du compas. Il nous faut réaliser les
fonctions Arccos x et Arcsin x pour récupérer l'angle. Une table fera
l'affaire car l'utilisation des polynômes de Tchebytchev risque de ralentir
la vitesse de traitement.
Si toutefois vous avez des questions d'ordre technique nous essaierons d'y
répondre.
Voici également un lien sur le thème des magnétomètres ( dont le webmaster
est Mickey ) : [pic]
. CI-DESSOUS QUELQUES PHOTOS... ( cliquez pour agrandir )
Tous les typons de ces cartes ont été réalisés avec PROTEUS version
PROFESSIONNELLE 5.20.02.
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|[pic] |[pic] |
|Le capteur de champ magnétique terrestre.... |
|[pic] |[pic] |
| |Les 2 sorties sinus et cosinus ( relevé très |
| |rapide pris 15 minutes avant la fermeture du lycée|
| |:-) |
|[pic] |[pic] |
|L'étage ' Génération du signal d'horloge' version |Graphe correspondant au signal d'horloge ( |
|Beta |fréquence 100 kHz ) |
|[pic] |[pic] |
|Etage numérique permettant de cadencer la partie |Poste entièrement dédié au développement à base du|
|analogique. |68HC11F1 - Ordinateur mis en réseau avec mon poste|
| |principal |
http://fraise.univ-brest.fr/~girardot/instrumentation/15.htm
XV - 1 - MESURE DE LA DIRECTION DES COURANTS
La direction des courants marins est obtenue en mesurant l'orientation du
courant par rapport au nord magnétique. Pour cela il faut mesurer 2 angles
:
- celui du courant par rapport à l'appareil,
- celui de l'appareil par rapport au nord magnétique,
et en faire la différence.








Le champ magnétique terrestre Bt est faible, d'environ 46 10-6 Tesla à
Paris. Seul sa composante horizontale Bh donne la direction du nord
magnétique (comme i ~ ((((((((((((((((((((((((( (
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La direction du courant peut être mesurée à l'aide d'une petite girouette
qui donne la direction du courant par rapport à l'appareil. Il est aussi
possible d'orienter l'appareil dans le courant en