DIY - 2 réalisations et évolutions du tensioneur de harnais GT V3 de Lebois-racing

Bonjour aux bricoleurs

Je suis en train de peaufiner la mise au point de mon tensionneur de harnais DIY.

Il s'agit du modèle GT V3 de lebois-racing : moteur DC de 350W piloté par SimHub (je préfère créer un nouveau sujet par mesure de clarté car le sujet existant de 30 pages est plus orienté "Servos RC + logiciel PTMover...")

Tout d'abord, pourquoi avoir choisi ce tensionneur :

1) la simplicité ! même si j'ai du reprendre légèrement quelques pièces en impression 3D, il a fonctionné du premier coup (le principe de pilotage d'un moteur DC avec SimHub est tres simple : PWM)

2) le rapport puissance vis à vis du coût (autour de 120 euros sur Aliexpress pour le moteur 350W + l'alim 500W + driver 1000W (1000W en théorie !;o) + la commande Arduino)

3) SimHub : j'ai lu quelque part qu'il pouvait y avoir des conflits entre les logiciels PTMover et SimHub ! ET comme j'utilise déjà bcp SimHub (Dashboard, BassShaker et autres moteurs...) cela m'interdit le logiciel PTMover... (si certains ont des expériences, il peuvent confirmer ou infirmer les conflits possibles entre SimHub et PTMover ?...)

Mes premiers essais montre que l'étape de réglage dans SimHub est très importante pour obtenir un bon ressenti (sans un bon réglage, je n'ai pas aimé les premières sensations mais j'y reviendrai plus tard avec quelques idées de modifications à tester...)

Donc, l'objectif de ce sujet est de partager des réglages ou des idées d'amélioration...

Les 2 premières idées viennent de cette page : https://lebois-racing.fr/tensionneur-harnais-simracing-gt

La première idée est toute bête et permet d'avoir un légère précontrainte sans faire travailler le moteur DC (car le moteur DC se "relâche" quand il n'est pas commandé... ce qui présente un inconvénient en comparaison avec l'utilisation d'un Servo DC)

Cependant, pour ma part, je pense qu'une commande permanente du moteur DC ne fera pas chauffer l'ensemble (alim + driver puissance + moteur) si l'on reste à des niveaux acceptables (PWM autour de 5 à 10%) il reste à savoir quel effet choisir dans SimHub pour avoir ce petit pourcentage permanent ?

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Goreto juillet 24, 2021 à 4:03

Le rendu est fabuleux, et la puissance disponible pour les différentes tensions est très impressionnante.

J’ ai personnellement placé un poids sur la ligne entre le moteur et le harnais, le fil étant perpendiculaire au sol cela permet de garder une petite tension sur le harnais et lorsque le moteur tire je ne pense pas que cela lui demande plus d’effort, il serait presque un poil aidé.

Vraiment merci beaucoup pour se projet fabuleux et félicitations.

J'ai trouvé la deuxième idée très originale ET intéressante !!

En fait, il s'agit d'un détournement du ce tensionneur pour tirer le siège en arrière a l'accélération (en choisissant dans Simhub l'effet "d'accélération" au lieu de "décélération")

Alors je me suis dis : je fais 2 tensionneurs ! un pour tirer sur le siège en arrière, à l'accélération... et puis l'autre pour tirer sur le Harnais, au freinage

Et pour augmenter le débattement, je place des élastomères sous le siège...

MAIS En fait, cette idée ne marche pas bien chez moi, car le moteur fixé à mon châssis tire trop sous le baquet (et pas assez en arrière...) du coup, la force étant mal dirirée, il faut tirer plus fort (car je n'ai pas envie d'avoir de câble en arrière)

J'ai quand même essayé... et pour tester aux limites j'ai monté la puissance aux maximum ! ET BIEN, FAUT PAS LE FAIRE !!! le moteur bloqué est un quasi court-circuit ! et même si l'alim et le driver sont bien dimensionné, le montage s'est mis en protection (pas de casse, mais une petite frayeur !... )

Donc la prudence est limiter le rapport cyclique du PWM à 50% car le courant moteur bloqué reste acceptable et le couple me semble suffisent pour tendre le harnais (même si il ne l'est pas pour tordre mon baquet / châssis en arrière à l'accélération... hélas, ça ne vaut pas un vérin !)

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Julien février 5, 2022 à 5:27

Bravo pour ce tuto vraiment très intéressant , merci . Il y a 3 semaine je ne savais pas ce qui était une carte Arduino, grâce à ton tuto je me suis intéressé et je voulais te présenter ce que j avais fait donc en m inspirant de ton tendeur de harnais j’ ai utiliser une visseuse 20 v comme treuil mais pas pour tirer sur un harnais mais directement sur le dossier du siège avec une liaison entre les câbles du treuil et le dossier ,de grosses sangles élastique , et le rendu est terrible le dossier s incline vers l avant d environ 2 cm car j’ ai limiter le débattement ce qui suffi largement avec le ressenti des sangles élastique pour donner de super sensations , que soit au freinage,au passage de vitesse ou sur les bosses vraiment top . Encore merci a toi pour toutes tes infos partagé .

LeboisVR a écrit :

t'as déjà trucidé le pcb du driver ?

Non, j'ai juste coupé la piste pour bypasser la commande PWM de la carte driver et pour la remplacer par celle de l'Arduino

Entre nous, les chinois donne mon drivers pour 5000W et 100A !... et bien la limite est plutôt un vingtaine d'ampère car si mon alim fourni les 500W sous 24V elle dépasse juste 20A et mes deux cartes (alim + driver) se sont mis en protection quand j'ai tout mis au maxi (oui, je n'ai pas regardé comment est foutu la carte driver de puissance mais elle semble avoir une protection...)

D'ailleurs, j'aimerais bien avoir son schéma (pas envi de faire du "reverse engineering" !)

LeboisVR a écrit :

ouai c'est 100A sous azote liquide.

LeboisVR a écrit :

en fait avec le montage sur lequel je bosse actuellement (uno+mcp4725), il est possible d'envoyer le signal directement sur le port du potard et de rien couper.

Donc ! c'est toi qui fait tout ça !!!... BRAVO et MERCI !!!

OK, tu piloterais la carte puissance avec un signal analogique... mais quel est l'avantage ?

Aurais-tu le schéma de cette carte driver ? (l'électronique de puissance est un peu mon domaine)

Juste une piste à couper

Sinon la carte avec les Arduino DUE à l'avantage de permettre des réglages de gains "analogiques" par potentiomètre

mais pour cela, il faut refaire un peu de code Arduino (en gardant la compatibilité SimHub...) pour moi, c'est plus compliqué que couper une piste ou regarder SimHub "claquer" mon UNO

EDIT : je vient de voir que SimHub pouvait aussi claquer l'Arduino MEGA ou DUE

Sinon, je vois peut-être une autre raison pour commander la puissance via une tension analogique

Lorsque l'Arduino génère le PWM et qu'il attaque la ribambelle de MOS en parallèle, il attaque une charge "assez capacitive" et il a du mal à imposer un signal vraiment carré (la capacité en courant de sa sortie D10 étant un peu juste pour la somme des capacité Ciss des MOS, auquel s'ajoute surtout les capacités Miller de chaque MOS ! )

La faiblesse de cette commande vis a vis de l'effet Miller se traduit par un signal PWM qui n'est plus carré mais qui présente un palier intermédiaire qui augmente les pertes des MOS pendant leurs commutations (cela dit, ils ne semblent pas trop chauffer... mais bon, je n'ai pas encore assez de retour)

les pertes des MOS étant de 2 natures :

- par conduction : lié au courant et au Rdson (car P = R x I²)

- par commutation : lié aux temps de commutation et à la fréquence de ces commutations

(Je peux poster un oscillogramme si vous souhaitez voir cette commande PWM...)

oups ! en effet c'est le due milanove (l'ancêtre qui n'a rien a voir avec le due)

sinon, revenons a nos moutons

j'ai fait les premiers essais avec le paramétrage ci-dessous :

.

Puis, j'ai vu qu'il existait un Pluging particulier dans SimHub (qui n'était pas actif par défaut ) qui semble mieux adapté (voir l'image ci-dessous)

Pour le tensionneur GT V3 à moteur DC quelle "option" SimHub prenez-vous pour le piloter ?... (celle de l'image du dessus ?... ou bien celle ci-dessous ?)

En fait, il y a un chose que j'aimerais modifier : avec certains réglages il y a des "à coup" un peu trop marqués lorsque l'ABS se déclenche par exemple

Je voulais essayer d'avoir une précontrainte pour limiter le claquement (ou l' "à coup sec")

ou bien, essayer de remplacer le câble par une liaison plus "élastique"...

MAIS il est possible que le pluging "spécial tensionneur" ci-dessus permette de faire ce "filtrage" par logiciel... qui l'a testé ?...

Aucun retour d'expérience avec ce tensionneur sur ce forum !?...

Si oui, quel sont vos ressentis ? avec les options de commandes SimHub (moteur PWM ou bien pluging dédié au tensionneur) et les réglages retenus...

Ou bien, avez-vous préféré PTMover avec une solution à base de Servo DC pour sa précision ?... Voire de moteur pas à pas (solution précise mais plus chère et moins puissance) ?

Personne n'a d'expérience avec ce tensionneur !!... ou personne ne veut partager !!

Je vais donc me répondre à moi-même !

Première idée :

Le plugin ci dessus est intéressant car il intègre un filtrage passe bas réalisé avec une moyenne glissante (la fréquence de coupure est ajustable avec le nombre d'échantillons retenus)

C'est ce premier point qui m'intéressait car ce tensionneur a un défaut (qui vient de SimHub) => à très basse vitesse les "à-coup" de l'ABS ne sont pas réalistes, ça claque est c'est trop violent !!

En ajustant les plages mini et maxi d'accéleration de SimHub, on peut suprimer ces "à-coup" MAIS la précision de l'échelle ou la dynamique du signal est réduite d'autant

Du coup je me suis dis que je devrais essayer d'utiliser le filtrage du pluging pour moteur pas à pas car il est possible de facilement transformer la commande pas à pas en signal PWM + sens de rotation (sens de rotation qui est absent sur la commande PWM actuelle !...)

1) pour le sens de rotation : il suffit d'une bascule qui prend en compte l'état d'un signal pas à pas quand l'autre bascule (suivant si l'état haut est avant ou après la bascule donnera le sens de rotation)

2) pour créer le signal PWM : il faut armer un monotable à chaque passage à l'état haut du signal carré du pas à pas. Plus le pas à pas ira vite => plus le rapport cyclique en sortie du monostable se rapprochera de 100%) ce n'est pas exactement un PWM car la fréquence varie (mais ça fonctionne !)

Cette solution permettant d'utiliser le filtrage numérique du plunging... mais il y a mieux !!...

En effet !... deuxième idée :

passer par une commande analogique avec l'entrée potentiomètre du drivers de puissance (comme le proposait Lebois racing)

Mais l'utilisation d'un DAC I2C n'est pas nécessaire (et même non souhaitable !) car il y a plus simple et beaucoup plus efficace en terme de possibilité de réglage de filtrage / réponse

En effet un simple filtre passe bas permet de récupérer la valeur moyenne du PWM avec une constante de temps facile à ajuster (filtrage plus ou moins fort)

MAIS on peut très facilement aller plus loin en ajoutant une diode qui permettrait d'avoir 2 constantes de temps différentes (à la montée ET à la descente de la tension moyennée) ce qui permettrait d'avoir un relâchement plus progressif sans ralentir la montée en tension ("tension" dans les 2 sens du terme => cad en Volt... et de fait proportionnelle à la tension du harnais)

MAIS on peut aller encore plus loin en utilisant une autre sortie de l'Arduino (associée à la vitesse de la voiture) pour modifier la réponse de la conversion de la tension envoyée au driver afin que les "à-coup" à basse vitesse ne soit pas aussi grand et violent !

En effet, les "à-coup" du limiteur de vitesse à 80 km/H sont aussi fort que lorsque on prend un mur a 250 km/H de face !!! pareil pour l'ABS lorsqu'on descend à 10 ou 5 Km/H !!!

ENFIN, un simple réglage d'offset de la tension envoyée à la carte driver de puissance (réglage très facile à ajouter) permettrait d'avoir une pres-tension ou précontrainte modérée du harnais (je dis bien "modéré" car la consommation en continu ne doit pas trop grimper... cela dit, autour de 5% de rapport cyclique c'est tout à fait acceptable !)

Tous ces points pourraient être traités par logiciel, ce sont des limitations Simhub car nous utilisons un module PWM générique. Une version PWM "dédiée tensionneur" pourrait largement corriger ces points (mais Wotever n'a peut-être pas prévu cette évolution de SimHub...) toutefois on peut le faire de façon analogique

Cela pourrait permettre d'obtenir un ressenti ajustable et de qualité quasi équivalente à celui d'un servo moteur asservi (ou comme la solution du moteur pas à pas qui est asservi avec le capteur à effet Hall)

Bonjour et merci pour cet encouragement Lahaye (je me sentais un petit peu seul ici ! )