Question de motorisation pour un cata

[MattJack]

Bonjour!

J'ai besoin de conseils concernant la motorisation de mon bateau RC.
Il s'agit d'un drône-catamaran de 1 mètre de long environ qui est programmé pour suivre une route définie à l'avance, et qui embarque un sondeur de manière à effectuer des relevés des fonds marins.
Chacune des coques a un moteur, et il n'y a pas de gouvernail, ce qui fait que le catamaran tourne en jouant sur le différenciel de puissance entre les moteurs, un peu comme un tank.

Le navire doit avoir une autonomie de 2H environ. Je débute en modélisme naval, et j'ai fait des choix basiques (et économiques) pour la motorisation. Les voici:
- Pour chaque moteur, une batterie au plomb de 1.2 A/H
- Les moteurs sont à balais (je suis pas sur du terme... Pas des brushless). 1Amp, 1000 RPM. Ce sont des moteurs bon marché achetés sur ebay.
- Les hélices font 5cm de diamètre (Je ne sais pas quel pas...)
- Pas d'ESC.

Mon problème : Le navire ne va pas assez vite ! Il avance à environ 2-3 km/h. Il faudrait qu'il avance au double de celà!! (pour aller au moins plus vite qu'un courant de marée modéré)

Ma question : Vous pensez que je dois améliorer les batteries (pour moins de poids), les moteurs (pour + de puissance), les hélices... ou les 3?

Je n'ai pas de photo du cata mais je peux en poster une si vous en avez besoin pour m'aider.

D'avance merci beaucoup pour votre aide!!

[jpd]

Bonsoir,
J'aurais envie de répondre : les trois!
Mais il manque des informations:
-Type de moteur (références)
-Tension de la batterie
-Poids du bateau
A vu de nez, pour un bateau de 1m, il faut une puissance de 200 à 300 w pour l'emmener à 6km/h.
Les hélices sont sans doute trop grandes et ne tournent pas assez vite (vous parlez de 1000T/mn)
Le moteur n'est certainemment pas assez puissant.
Le choix des batteries au plomb présente le plus mauvais rapport poids/puissance.
Vous dites ne pas utiliser d'ESC, mais comment commandez vous les moteurs?
Avec plus de détails, je pourrais mieux vous aider.
Cordialement.
JP

[MattJack]

Bonjour JP

Le moteur : voir ce lien

Les batteries : 12V. C'est ce modèle. 2.6 Ah. Chaque batterie pèse 1Kg, j'ai donc 2kg de batteries.

Poids du catamaran : Aujourd'hui, 6kg en tout. Sans les batteries ça ferait donc encore 4kg. Je ne peux pas trop réduire ce poids. La coque en elle même est relativement légère, env 2000g. Le reste c'est l'électronique et le sondeur, principalement.

Pour commander les moteurs, je n'utilise pas de radiocommande/récepteur. C'est un micro-controlleur type "Arduino" qui donne les ordres, en fonction de la route à suivre, du cap et de la position actuelle. Le Arduino fournit une tension entre 0 et 3.3V, j'ai juste un composant spécial (type L293) qui amplifie la tension à [0,12V]. Comme ce sont des moteurs à balais, cette bête tension continue fonctionne.
Si je dois passer à du Brushless, alors là je pense qu'il me faudra un ESC.

Vous semblez dire que les hélices sont trop grandes? Instinctivement j'aurais dit l'inverse, j'allais d'ailleurs en commander des + grandes! Comme quoi, l'intuition, parfois...
Quant à la puissance : J'ai donc 2 moteurs de 1A à 12V, cela fait 24W. Je suis loin des 200W, oh my god! A 200W existe t-il des batteries qui permette de durer 1 heure?

J'espère vous avoir fourni les détails nécessaires!!

[jpd]

Bonjour,
La motorisation que vous utilisez n'est pas du tout adaptée à votre projet.
Avec un poids de 10kg, il faut plutôt aller vers une puissance de 300w!
Les moteurs que vous avez choisi sont destinés à animer des automatismes de petite puissance.

Voici ce qui conviendrait:
-2 moteurs Gaupner speed 700 BB Turbo 12v (ref 6317).
Moteurs électriques / Moteurs électriques / Speed 700 BB Turbo 12V / Weymuller Modélisme - N°1 de la VPC
- 2 hélices Graupner 2303.42 et 2303.42L .
D=42mm pas = 36mm (gauche et droite).
Accessoire - Hlices M4 vitesse - modele reduit - www.pb-modelisme.com

Ce set up, largement dimensionné vous donnera une vitesse maxi de 10km/h environ.
Avec vos 2 batteries 2.6Ah cela fait une autonomie de 15 à 30 mn environ (difficile à déterminer car cela dépend de beaucoup de facteurs!).
L'autonomie exacte ne se fait qu'en mesurant le temps de navigation sur le modèle...
Si vous êtes trop juste, il faut augmenter les Ah et passer au Nimh pour limiter le poids.

Il faudra aussi munir votre microcontrôleur d'une interface de puissance sérieuse pouvant délivrer un courant de 15 à 20A (pas de L293!).
J'espère que ces renseignements vous seront utiles et restent une base car il faut souvent adapter les éléments (théoriques) à la réalité...
Cordialement.
JP

[MattJack]

Merci JP pour ces précisions! Je vais étudier ça sérieusement. 10km/h cela serait top!!

A propos du moteur que vous mentionnez : Est-ce c'est un Brushless, c'est à dire est-ce qu'il me faut un ESC?

Effectivement le L293 va être largement sous-dimensionné comme vous dites. Par quel "interface de puissance sérieuse" puis-je le remplacer en pratique? Je n'ai pas d'expérience en la matière, merci de m'éclairer!!

Pour la batterie, je vais regarger ce qui se fait en Nimh. Avez-vous un site de prédilection avec un catalogue intéressant pour moi?

Merci d'avance!

[jpd]

Les 10km/h sont une approximation et qui peut le plus peut le moins!
Le moteur est un moteur classique à balais.
J'utilise mes moteurs avec une télécommande reliée à un variateur pour les moteurs à balais ou un contrôleur pour les moteurs brushless. Ces ESC sont à commande séquentielle (créneaux à largeur variable) et la variation de tension sur le moteur se fait par découpage.
Votre cas est particulier puisque la commande est analogique et l'interface de puissance agit en faisant chuter la tension vers le moteur (échauffement important).

Il faudrait concevoir une interface qui à partir de la variation (3,3v) du microcontrôleur provoque une variation de 0 à 12v sur le moteur (avec reverse) et, si possible, en découpant le courant pour éviter les pertes joules.
Je ne sais pas si ça existe dans le commerce courant.
Voici un site chinois pas cher et bien fourni;
HobbyKing Online R/C Hobby Store :
Cordialement,
Jean-Pierre.

[MattJack]

Merci JP!

J'ai à présent de quoi bien avancer, grâce à tes précieux conseils!

Je ne connaissais pas HobbyKing, ça a l'air top! J'espère que l'envoi de colis contenant des batteries lipo genre 5000mAh ne pose pas de pb... As-tu une expérience par rapport à ça?

Je vais évaluer le fait de passer sur du tout "brushless", quitte à exploser le budget que je m'étais alloué. Car quand je vois ce qui se fait en brushless cela me fait vraiment envie!

A+

[jpd]

C'est sûr qu'aujourdhui, en modélisme, on peu oublier les "balais" (sauf pour les trés petites puissances, les animations).
Les prix sont tout à fait abordables et il y a un choix énorme dans toutes les puissances, vitesses de rotation.
L'inconvéniant et la possibilité de marche arrière qui n'est pas toujours présente.
Hobby K est un site sérieux, à cause du transport, il ne faut pas être trop pressé et il peut y avoir des taxes de douane, c'est la loterie!
Dans quel but construis-tu ce bateau?
JP

[MattJack]

Je construis ce bateau pour réaliser des cartes de fonds marins océaniques spécifiques (proches de la côte).
Ce bateau va suivre une route prédéfinie et "data-logger" des couples [position,profondeur] car il embarque un échosondeur.
Avec cet ensemble de points 3D je vais pouvoir créer des cartes bathymétriques.
La finalité de ces cartes est de mieux comprendre comment les vagues déferlent, car ce déferlement est principalement provoqué par la forme du fond. Je voudrais en particulier comprendre ce qui fait la vague parfaite, tant recherchée par les surfeurs.

Evidemment le bateau ne sera lancé à l'eau que pendant les jours de grand calme!

Je n'ai pas besoin que le bateau aille très vite, même si 10km/h serait vraiment très bien. Pour cartographier un spot de surf, la distance à parcourir est de 5 à 10km (en "ratissant" assez serré). La route à parcourir pour réaliser un "survey" ressemble à une grille.
A 10km/h il me faudrait donc, dans l'idéal, 1H d'autonomie. Cela risque de ne pas être évident, à moins d'embarquer plusieurs batteries de 5000mAH placées en parallèle! Je ne suis pas obligé d'aller à plein régime non-plus (je ne sais pas si le fait de réduire de qq kilomètre-heure permettrait de gagner beaucoup d'autonomie... Logiquement, je dirais oui!)

Pour le moteur & le controlleur, quelle caractéristique dois-je observer (outre le fait que la marche arrière doit être dispo)?
Je pensais après moultes réflexions à ce combo :
Moteur 3000RMP/V
Boat ESC 35A
Batterie Lipo 3S1P /11.1v/ 3Cell
Est-ce que ces items vont bien ensemble, et est-ce qu'ils sont cohérents par rapport à mes besoins?
De plus, que me faut-il prévoir comme autre achat? Un chargeur, of course... Un programmateur pour l'ESC est-il nécessaire?

[jpd]

Bonsoir
Le contrôleur que vous avez choisi n'a pas la marche arrière. Ne pas confondre avec la fonction "reverse" qui permet par programation de l'ESC, d'inverser le sens de rotation, une fois pour toute!

Voici un ESC avec marche arrière télécommandable:
SeaKing Brushless ESC 60A - Hobbywing

Le moteur que vous avez choisi tourne trop vite: 3000kv x 11v = 33000T/mn !!!
Pour un bateau lent (et lourd!), il vaut mieux un moteur avec du couple.
Il faut que l'hélice de 42mm tourne entre 10 et 12000T/mn.
Si vous alimentez en 3S, cela fait un moteur avec un kV 1000

En inrunner (plus facile à refroidir)
ex:
HobbyKing Online R/C Hobby Store : KD36-74-15XL 1100kv Brushless Inrunner

En outrunner (plus de couple) mais cage tournante!
Il y a du choix... ex:
HobbyKing Online R/C Hobby Store : Turnigy 4250 Brushless Motor 1000kv

Si vous n'avez pas de télécommande, il faut une carte de programmation

N'oubliez pas qu'en brushless, il FAUT un ESC par moteur!

Enfin, pour la batterie il vaut mieux choisir une Rhino ou Zippy. Celle que vous avez choisi est de très mauvaise qualité (résistance interne élevée qui fait chutter la tension)

Pour la capacité de la batterie, il n'y a que les essais pour la définir (surtout en mer, s'il y a du vent et des vagues!)
JP