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vendredi 15 décembre 2017

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Springers

Black Spriver - La mécanique

Thierry Jorissens

Continuons la construction du springer "Black Spriver" par la partie mécanique et électrique de base, celle qui se trouve dans la coque elle-même. Seuls les grands points sont décrits ici ; les articles suivants détailleront certains éléments qui le méritent.

LA MECANIQUE DE BASE

La partie mécanique assurant les fonctions de base est standard : le moteur retenu est un Speed 500 7,2V alimenté en 2S soit 7,4V via un variateur Graupner Profi V80R. Un réducteur 3:1 Graupner limite la consommation tout en augmentant le couple. L’hélice est une tripale laiton de 45mm de chez Raboesh. Le safran "maison" est commandé par un servo de 3 Kgs de faible hauteur (Turnigy S3317M). La propulsion est alimentée par deux batteries Lipo 2S de 5000mAH en parallèle, offrant une autonomie de plusieurs heures.

Vue sur l’ensemble propulseur : le moteur (déparasité avec le gros condensateur jaune soudé entre ses bornes), le variateur (coin supérieur droit sur la photo), et les connecteurs (en gris et orange) permettant le raccordement des circuits 12V. Le servo de direction est également visible dans l’axe du moteur (ce qui facilité l’équilibrage des masses).

Le vrai est en réalité dirigé par 2 gouvernails, et propulsé par 2 lignes d’arbre mues chacune par un moteur, puisque la plage arrière laisse apparaître deux axes de safran et que l’abri de la salle des machines est équipé de deux cheminées. Cependant, parce que ma maquette est un springer de taille standard (de l’ordre de 45 x 20 cm) et que la place me manquait, je ne l’ai équipé que d’un seul moteur et d’un seul safran. Aussi, l’animation présente sur le pont représentant le vérin actionnant les deux safrans (donc comme sur le vrai), est anachronique puisque sous le pont il n’y a qu’un safran... Mais une fois sur un plan d’eau, on ne distingue plus rien de ce qui se trouve en-dessous de la ligne de flottaison (sauf en piscine...) ! L’illusion est parfaite...

Partie arrière de l’équipement radio - 171.3 ko
Partie arrière de l’équipement radio
Sur la droite, de haut en bas, on voit : le variateur de vitesse, l’interrupteur électronique de la corne de brume, le servo de gouvernail, le récepteur, et les fiches (repérées) des divers servos. A gauche, on voit les deux batteries. Elles sont bloquées entre la coque et un passage de câble réalisé en CTP, passage qui permet de loger les câbles reliant l’avant et l’arrière du springer sans risque d’empiéter sur l’espace réservé à la mécanique de la cabine mobile.

Partie avant de l’équipement radio - 183.1 ko
Partie avant de l’équipement radio
De haut en bas, le haut-parleur de la corne de brume (le module électronique est visible sous le haut-parleur), la batterie 7,4V des accessoires, et le bloc de deux servos commandant 4 fonctions. Au centre, on voit les fils entrer dans leurs passages respectifs, contre les batteries.

LA RADIO

La radio retenue est une 6 voies (5 proportionnelles et 1 on/off) :
-  Voie 1 : gouvernail gauche/droite
-  Voie 2 : montée/descente cabine mobile
-  Voie 3 : moteur marche avant/marche arrière (via variateur de vitesse)
-  Voie 4 : projecteur extérieur cabine/éclairage pont
-  Voie 5 : corne de brume
-  Voie 6 : feux d’incapacités/feux de remorque

En outre, trois interrupteurs sont fixés au pont, accessibles par la trappe d’accès à la salle des machines.
-  Inter 1 : BEC on/off (mise sous/hors tension du récepteur)
-  Inter 2 : éclairage intérieur cabine
-  Inter 3 : feux de route/mât

Le système électrique embarqué est finalement assez complexe... pour un springer ! La partie amovible (pont+cabine avec son mécanisme) est reliée à la coque par deux prises de type réseau informatique (prises RJ45) à 8 fils chacune. Sur les 16 contacts, 14 sont utilisés. Il y a au total 5 servos, 2 moteurs, 3 batteries, 12 interrupteurs ou contacteurs, 12 LED... C’est peu et beaucoup à la fois : peu par rapport à certains projets bien sûr, mais beaucoup si on considère qu’il s’agit d’un springer...

La partie du système électrique logé dans la coque - 284.2 ko
La partie du système électrique logé dans la coque
L’intérieur de la coque est bien rempli. Au centre, on distingue nettement l’espace réservé à la mécanique de la cabine mobile, délimité par les "boites" de passage de câbles (flèches jaunes), qui en outre, calent les batteries contre la coque. Les flèches vertes montrent les lests (gueuzes de plomb). La flèche rouge montre les deux prises RJ45 permettant la connection de la partie du système électrique intégré au pont amovible.

Il est indispensable de toutes façons d’établir un plan complet du système électrique et de bien étudier les emplacements des différents éléments pour faciliter le câblage. Voici quelques illustrations de ce propos avec le plan électrique de la partie amovible, et sa transposition dans la maquette.

Le plan électrique complet  du pont amovible - 250 ko
Le plan électrique complet du pont amovible
Je maitrise l’électronique mais moins les programmes de CAO et autres... aussi tous mes schémas et plans sont-ils toujours faits main... et colorés pour distinguer les différents circuits ou les différentes parties de la construction.

Les fiches de raccordement à la coque - 177 ko
Les fiches de raccordement à la coque
Les ellipses jaunes montrent le plan de câblage des deux fiches sur le plan, et ces fiches sur la maquette (une blanche et une noire, comme les prises dans la coque). Chaque fil est d’une couleur différente (ou presque), notée sur le plan.

Le bloc servo de commande de la cabine mobile - 198.8 ko
Le bloc servo de commande de la cabine mobile
Sur le plan, la forme approximative du bloc servos est représentée. Les raccordements des fils des contacteurs et des fins de course doit être minutieux afin éviter une destruction du mécanisme en cas d’erreur de branchement...

Les sucres de raccordement du pont et de la cabine - 212 ko
Les sucres de raccordement du pont et de la cabine
Sur le plan, on distingue bien les deux représentations qui symbolisent les barrettes de sucres qui permettent de raccorder tous les câbles qui viennent de la cabine (et qui par conséquent doivent avoir du "mou" sur plus de 15cm). Ces sucres sont nécessaires puisque tout le câblage de la cabine est séparé du câblage du pont amovible, lors de leur construction respective.

Les trois interrupteurs... - 135.2 ko
Les trois interrupteurs...
Les puristes reprocheront la symbolique non standard pour représenter un interrupteur sur le plan, mais mon but est de faire un plan non seulement clair, mais surtout dont chaque élément est parfaitement identifiable au premier coup d’oeil. Mission réussie pour ce bloc de trois interrupteurs !

Socle du support moteur et passage de l’étambot - 77.2 ko
Socle du support moteur et passage de l’étambot
Le moteur sera fixé sur un socle en bois massif. L’étambot traversera la coque par un trou encadré d’un petit cadre en baguette de bois.

Support moteur en place - 81.7 ko
Support moteur en place
Le boitier du réducteur sur lequel sera fixé le moteur, est vissé sur le socle. L’étambot passe par le trou dans la coque et est emboité dans le réducteur. De la Stabilit Express coulée dans le cadre en baguettes de bois scelle l’étambot dans la coque et étanchéifie complètement cet endroit.

Moteur fixé - 95.2 ko
Moteur fixé
Le moteur est fixé au réducteur, au-dessus de l’étambot. Ce montage compact libère le maximum de place au centre de la coque pour la mécanique de la cabine mobile. On voit aussi le variateur, et on constate les fils de liaison les plus courts possibles. Il manque sur la photo, le condensateur de déparasitage du moteur.

Servo de gouvernail - 102.2 ko
Servo de gouvernail
Il s’agit d’un modèle moins haut qu’un servo standard, mais de puissance standard. Son support est en CTP 5mm.

Servo de gouvernail installé - 88.2 ko
Servo de gouvernail installé
Le tube de jaumière traversera le bloc de bois massif collé contre le tableau arrière. Il débouche au-dessus de la ligne de flottaison. Tous les collages sont abondamment renfocé à la Stabilit Express.

Le safran - 95.1 ko
Le safran
Il est composé d’un sandwich de CTP, à l’intérieur duquel un axe (tige filetée de 3mm) est emprisonné à la Stabilit Express. Un méplat y a été limé sur la partie qui dépassera dans la coque à l’endroit où le guignol sera vissé pour empêcher ce dernier de se désolidariser de l’axe.

Le gouvernail terminé - 62.1 ko
Le gouvernail terminé
Vue externe sous le bateau terminé. Il n’y a aucune sécurité ni aucun renfort : le safran ne dépasse pas de l’arrière du bateau, et l’axe de l’hélice qui dépasse de la coque est assez court. Je rajouterai peut-être un "mini-quille" car la stabilité laisse à désirer en cas de virage un peu sec.

La radio (d’origine Hobby King) - 23.6 ko
La radio (d’origine Hobby King)
La radio 2,4 GHz 6 voies contrôlant le Black Spriver, et son récepteur. Vu les prix pratiqués par le constructeur, je m’autorise maintenant une radio par modèle (cette radio telle qu’illustrée vaut 23 euros...)

Les prises RJ45  - 111.4 ko
Les prises RJ45
Voici l’emplacement des deux prises RJ45 (8 fils chacune, mais 14 fils au total sont raccordés), auquelles le pont amovible est connecté : une blanche et une noire (ce qui sert de détrompeur). Leur socle cache toutes les soudures des différents fils venant... de partout... Le coin supérieur de la coque, vide de tout équipement, est l’espace dans lequel le servo de l’animation du vérin des safrans trouve sa place, une fois le pont amovible installé : ce servo est en effet solidaire du pont puisqu’il ne manoeuvre pas le vrai gouvernail.

Les prises avant raccordement - 123.2 ko
Les prises avant raccordement
L’espace ne permet pas d’avoir énormément de "mou" dans les fils à souder !

Les prises raccordées - 107.6 ko
Les prises raccordées
14 soudures et 14 morceaux de gaine thermorétractable plus tard, les prises sont prêtes à être collées à leur emplacement.

Bloc servos des commandes annexes - 102.5 ko
Bloc servos des commandes annexes
Il s’agit de deux servos standard, et de deux doubles interrupteurs. L’un des servos est équipé d’interrupteurs on/off, l’autre est équipé d’interrupteurs poussoirs (le contact n’est maintenu que tant qu’on tient le manche de commande en place : ceci est typiquement utilsé pour la corne de brume par exemple). Petite astuce de fabrication : autour des trous de fixation des vis des servos, j’asperge de la cyano fluide qui durcira le CTP pour renforcer la tenue des vis.

Bloc servos monté - 120 ko
Bloc servos monté
Les servos sont repérés (voie 4 et voie 6 de la radio), les interrupteurs sont réglés pour ne pas forcer mais pour garantir le contact !

Bloc servos raccordé - 130.5 ko
Bloc servos raccordé
Tous les fils sont soudés et repérés. Ils passent de l’avant vers l’arrière du bateau par les passages en CTP collés contre les batteries, au centre de la coque. Il y a 12 fils qui sortent du bloc servos des commandes annexes.

Interrupteurs non radiocommandés - 76.5 ko
Interrupteurs non radiocommandés
Trois interrupteurs sont fixés sur la partie amovible du pont. Ils controlent le BEC (mise sous/hors tension du récepteur), les feux de route (et de dessus du mât), et l’éclairage intérieur de la cabine.

Les trois interrupteurs collés sous l’abri d’accès à la salle des machines...

Le résultat final : la trappe d’accès à la salle des machines, donne en fait accès aux interrupteurs...

La corne de brume - 79.4 ko
La corne de brume
Elle ne sera efficace qu’en expo car sa puissance est un peu faible ... mais c’est déjà cela ! En haut, on voit l’interrupteur électronique : directement branché sur une sortie du récepteur, il ne nécessite aucun autre "montage" (servo ou autre contacteur).

Prochain article : la construction de la cabine.