Projets:ArianeRoule

Description du Projet

Adamou est un jeune homme de 47 ans ayant contracté la poliomyélite à l'âge de 4 ans. Il porte une prothèse à la jambe gauche depuis ses 9 ans, ainsi qu'une genouillère à la jambe droite depuis peu suite à une rupture des ligaments. Il a donc du mal à se déplacer et recherche une solution peu coûteuse.

L'idée : une sorte de trottinette électrique à trois ou quatre roues fabriquée à partir de matériels de récupération, permettant de faciliter les déplacements des personnes peu mobiles.

Ce projet est un prolongement des premiers essais réalisés dans le cadre du Projets:AdamRoule

Le matériel de récupération se compose principalement de cadres de vélos de 16 pouces enfants (abondants dans les décharges), et de moteurs de vélo à assistance électrique (de ce cas récupéré auprès de l'association "la petite rennes".

Cahier des charges

• destiné à un usage urbain
• emcombrement limité (passage aménagements urbains)
• stabilité statique et dynamique
• pratique : transportable / pliable
• garde au sol / seuil d'accès
• vitesse : celle d'un piéton (5km/h)
• assise optionnelle (station debout possible)
• autonomie ~ 1 journée/ 20 km
• frein de parking
• support de canne

Déroulement du workshop

Ce sprint a lieu durant le Workshop MHK chez Ariane en octobre 2019

Mercredi

Decorticage du projet afin d'identifier les tâches à réaliser

Experimentations diverses, tests de stabilité puis pose de toutes les possibilités / options mécaniques

essais avec le modèle existant

Il s'agit de la V2 issue du Projets:AdamRoule, avec une petite roue motorisée de 14 pouces à l'avant et deux roues de siège roulant à l'arrière.

passage de petits obstacles : la V2 fonctionne relativement bien, mais pose un peu de problèmes de stabilité latérale en virage.

Les roues permettent le passage d'obstacles de 5cm de haut environ.

//Voir videos//

Les tests ont montré les avantages et les inconvénients de la version 2 :

Points positifs

• Stabilité si on est suffisament à l'arrière
• Passage d'obstacles : la roue avant
• Hauteur au plancher
• Freinage

Points négatifs

• Hauteur du guidon
• Accélérateur : peu pratique
• Passage d'obstacle : les roues arrière sources d'instabilité
• Batterie à la verticale : centre de gravité haut
• Pas besoin de selle
• Châssis trop long
• Voie arrière trop faible pour y insérer la batterie en largeur
• Manque d'amortissement (?)
• Manque d'accessoires
• Poids élevé

Reflexions sur les accessoires

Adamo et Baptiste ont recensé les accessoires possiblement utiles au véhicule

accélérateur

le potentiomètre actuel est assez rudimentaire pour piloter simplement le moteur.

On dessine une pièce pour l'actionner avec la poignée tournante.

éclairage

Bande réfléchissante arrière

phare avant

antidérappant sur le plancher

pour le proto : une planche de bois texturée à la laser.

Evolutions de géométrie

Le siège est enlevé et différents essais d'empatement sont réalisés.

Finalement, l'empatement le plus réduit apporte plus de stabilité.

L'accès latéral étant rendu difficile, il est décidé de mettre en place un accès par l'arrière.

Dessin de la nouvelle version du châssis

Le châssis sera plus court, de manière à fixer l'essieu à l'extrémité arrière.

Description de la Version 3

La nouvelle version reprend l'architecture principale de la V2.

• un moteur roue de 14 pouces réalisé avec une roeu de vélo d'enfant et un moteur de VAE (voir Projets:Motorisation_roue pour la réalisation)
• une batterie de vélo à assistance électrique
• un contrôleur de vélo assez simple d'origine asiatique comme controleur 12-36V BLDC 500W|celui-ci
• un châssis acier avec la partie avant d'un vélo de 14 pouces
• un essieu et deux roues de siège roulant

Les roues sont choisies parmi les disponibles sur le lieu de workshop, mais le design peut être adapté aux roues disponibles sur place lors d'une autre réalisation.

Moteur et alimentation

Les pièces de départ proviennent d'un VAE standard, avec un moteur réducté et un capteur pedelec.

Si la batterie et le moteur peuvent être directement réutilisés, le contrôleur doit être remplacé car sa commande est inadaptée.

En effet, sur le vélo d'origine, seules trois vitesses "plafond" sont disponibles (10,17 et 25km/h), et surtout le moteur se déclanche grâce au capteur de pédalague, qui produit un signal carré, et qui n'est interprété que comme un interrupteur.

Un contrôleur d'origine asiatique pas trop cher peut faire l'affaire, comme ce type de controleur 12-36V BLDC 500W qui coûte une dizaine d'euros.

La consigne de vitesse se fait à l'aide d'un accélérateur de trottinette.

L'adaptation se fait en trois phases :

• la réalisation de l'adaptateur d'accélérateur
• le démontage du contrôleur d'origine
• le câblage du nouveau contrôleur

ATTENTION Veillez à retirer la batterie pour toutes ces opérations : un court circuit peut provoquer un incendie !!!

Adaptation de l'accélérateur de trotinette

La commande de vitesse se réalisera avec une poignée d'accélérateur de trotinette électrique de ce type.

Ce genre de poignée délivre un signal triangulaire d'amplitude variable, à une fréquence de 1Mhz.

Afin de la rendre compatible avec le contrôleur moteur qui prend une consigne en 0-5V continu, il faut adapter ce signal.

Pour ce faire, un filtre RC, dimensionné pour couper les hautes fréquences, lisse le signal, qui est ensuite lut par un arduino.

Enfin, l'arduino délivre une tension variable entre 0 et 5V compréhensible par le contrôleur moteur. Le code arduino permet également de régler précisément la vitesse maximum de la machine.

Code arduino

Démontage du contrôleur d'origine

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  Le bloc batterie contrôleur

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  dépose de la batterie

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  ouverture du carter

• 

  Le contrôleur d'origine déposé

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  Le contrôleur d'origine ouvert : il faut couper les câbles au plus près, et vider le boitier qui sera réutilisé plus tard.

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  Le boîtier, prêt à recevoir le nouveau contrôleur

Câblage du nouveau contrôleur

Le câblage ne pose pas de problèmes particuliers. Il faut juste prendre soint de quelques détails :

• du côté de la commande, la borne "Z/F" est connectée au 5V
• soigner les soudures d'alimentation et des bobinages
• après soudure, isoler les mosfets en dessous de la carte

• 

  Le nouveau contrôleur câblé

• 

  IMPORTANT ! L'isolation des mosfets avec un adhésif

• 

  L'introduction du contrôleur dans le boîtier.

• 

  On utilise des mousses pour caller la carte dans le boitier.

• 

  La carte est plaquée au fond pour faciliter la dispersion de chaleur à travers le boitier.

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  Enfin, le boitier est fermé.

schéma électrique global / implantation des câbles

TODO

Dessin du nouveau châssis

TODO

Accessoires

TODO

Carrosserie

gf

Bilan

• destiné à un usage urbain
• emcombrement limité (passage aménagements urbains)----------> châssis plus court : OK
• stabilité statique et dynamique-----------------------------> meilleure répartition des masses : OK
• pratique : transportable / pliable
• garde au sol / seuil d'accès--------------------------------> accès par l'arrière plus facile : OK
• vitesse : celle d'un piéton (5km/h)-------------------------> vitesse maxi réglable sur arduino : OK
• assise optionnelle (station debout possible)
• autonomie ~ 1 journée/ 20 km
• frein de parking--------------------------------------------> frein de parking analogique : OK
• support de canne--------------------------------------------> intégré au tableau de bord : OK

ameliorations futures

• Support de canne à déplacer (interférence avec le guidon)
• Support de gobelet à ajuster
• Support smartphone à refaire (avec un matériau plus résistant)
• Démarrage un peu brusque, à régler
• léger jeu dans le guidon, à ajuster
• alimentation de la lampe avant à intégrer