Le Paternoster, approche pratique.

[patrice_b]

[ramasoft]

Chaque nacelle faisant 7 à 8cm de haut au minimum plus l'épaisseur du support (0,8 à 1cm mini ) ça peut faire 10 ou 11 par mètre au maximum.
Ce qui est déjà pas mal.
Effectivement ça vaut le coup.

[nounours44]

J'ai crobardé mon idée, pour empêcher un plateau d'osciller.
Dans la vid1 postée par Christian, on remarque que la cabine est parfaitement contrainte, sauf sur 1 degré de liberté (DDL) : la rotation d'axe X, si la vidéo est dessinée dans le plan YZ.
Pour contraindre ce DDL, il suffit de contraindre un autre point de la cabine sur une trajectoire parallèle à celle du point d'accroche sur la chaine de traction.
Dans les PN pour humains, il suffit de guider le coin diagonalement opposé. C'est ce qu'on voit dans les 2 vidéos de PN pour humains que j'ai posté.
Mais cette solution ne marche plus avec les PN pour trains, car la torsion longitudinale des plateaux fera que les trajectoires de ces points diagonaux ne seront plus parallèles, d'où blocage du système.
Et donc, on ne voit pas cette solution dans les projets de PN pour trains.
Mais, dans les phases montantes et descendantes, les schémas 1 et 4 ci-dessous montre les solutions adoptées : un galet bleu se déplace dans la glissière bleue, sur une trajectoire parallèle au trajet rouge du point d'accroche du plateau sur la chaine de traction verte.

Que se passe-t-il entre les phases 1 et 4 ?
C'est là qu'une idée d'ours intervient, lors d'un épisode à ne pas manquer.

[nounours44]

Épisode 2
La solution est très simple.
Idée 1 :
Il suffit d'avoir une glissière bleue dont la trajectoire est parallèle à la trajectoire rouge (point d'accroche du plateau sur la chaine de traction).
Il faudra un peu de jeu du galet bleu dans la glissière bleue pour que ça fonctionne.
Plus le segment AB a une longueur importante, plus le moment de stabilisation du plateau sera important.
Pour les sections verticales, un segment AB vertical est le plus efficace.
Pour les sections en rotation, un segment AB horizontal garantit la meilleure stabilité horizontale du plateau.
Donc, le meilleur compromis est un segment AB incliné à 45°(ou un angle au barycentre des longueurs de sections verticales et en rotation, si on veut pinailler).
Cette idée est en fait le remake des poinrs diagonaux des PN pour humains.

Idée 2 : c'était mon idée initiale, hier.
Elle est plus compliquée,
Elle consiste à avoir une glissière intermédiaire, avec un autre galet, qui prend le relais du galet bleu entre les phases 1 et 4.
Je l'ai abandonnée en commençant à la crobarder, et en réalisant que l'idée 1 faisait parfaitement le job.

[nounours44]

On améliore l'idée 1.
Si on veut renforcer encore la stabilisation du plateau, on rajoute une 2é glissière violette qui guide un galet violet.
Évidemment, le point rouge, la glissière bleue et la glissière violette vivent dans des plans YZ différents.

[patrice_b]

Ou ai je mis ma boite de doliprane...



Tu m'impressionne Philippe

[likiki]

Tu ne la trouvera pas, c'est moi qui l'ai.

Pour répondre a Philippe.

Tu as de très bonnes idées, mais tu as oublié ou occulté un élément très important.

La vitesse de déplacement, le poids du plateau et l'importance du balancement.

Le poids du plateau = le poids d'une rame de 800 mm de long + les coupons de voies + le plateau lui même. Allez, a la louche je t'en met 1 Kg (si il y en as un peu plus je te le met quand même ? ) .

A quel vitesse doit monter le plateau pour suffisamment se balancer pour devenir dangereux ?

Je pense que cela est négligeable. Mais je retient ton idée de glissières pour stabiliser au cas où. Par contre, il faut prendre en compte que le moteur doit tourner sans a coups et prévoir en cas d'arrêt brusque que cela ne se balance pas en haut comme en bas. Des essais devrons être fait en ce sens.

Par contre, sur la zone d'accès, il sera obligatoire de mettre des guides de placement.

Maintenant je pose la colle qui vas faire chauffer les claviers.

Comment tendre les chaines de façon propre et simple ?

[Georges de Villette]

Il n'y a rien de bien compliqué. Le seul hic, pour moi, est de définir le coté mécanique de la chose.

Axe, chaines, roues dentés etc etc.

Je pense que @Georges de Villette sera a même de bien me conseiller.

.
Je débarque mon Christian et je vois que tout le monde prend du Doliprane !!!!!
Pour te dire , je n'ai pas pigé le " Notre Père " !!!! ( pater noster ) ...

[nounours44]

Comment tendre les chaines de façon propre et simple ?

Sur mon vélo, qui a sa boite de vitesse dans le moyeu, le réglage de la tension de chaine se fait en serrant 2 écrous sur la fourche AR.
Donc, à priori, la tension est réglée une fois pour toute.

Je retends la chaine tous les 2-3 ans.
Mais je ne fais pas 200Km/j non plus.

Sinon, galet tendeur sur ressort, positionné à l'intérieur du parcours de la chaine.
Comme ce qu'il y a sur un dérailleur de vélo, mais vu que la longueur de chaine est constante, un simple ressort maintenant la pression sera suffisant, et si ce galet doit être là.

Pour ce qui est du balancement du plateau, si 1 seule rame stockée par plateau, OK.
Risque quasi nul.

Avec 2 rames, surtout si on a un plateau en profilé L, on peut commencer à se poser la question.
Avec 3 rames, surtout si le réseau sera en Z, OK, on collecte encore les diptères pour des relations pas catholiques.
Surtout qu'avec mon idée à la con de traction par fils, les paires d'aimants maintiendront tout ce beau monde bien scotché sur les rails.
Mais en HO, en traction non-ours, ça devient une question à se poser.
Et tant qu'à concevoir un paternoster, mettre 3 rames ou plus par plateau rend la solution paternoster d'autant plus intéressante.

[likiki]

Bonjour Philippe,

Il n'y aura qu'une rame par nacelle, sinon le déséquilibre serait trop important pour un fonctionnement correct.

Concernant la tension de la chaine, contrairement a un vélo, si il y a du flottement dans les chaines, il y aura des problèmes d'arrêts au niveau.
Il faut donc que les chaines soient maintenues tendus. Mettre un tendeur de chaine de vélo n'est pas la bonne solution car il n'est pas dit que les deux tendeurs tendent les chaines avec exactement la même force. Ce qui pourrait provoquer un déséquilibre des nacelles.

Il reste donc deux solutions.

1) Assurer la possibilité de faire un réglage manuel sur les pignons du bas pour procéder a la tension des chaines et donc régler cela avec la même tension de chaque coté risque de ne pas être de la tarte (tatin ou pas).

2) Assurer la tension de façon automatique en utilisant madame gravité en suspendant et en guidant la partie basse du module.

Voilà où j'en suis coté théorique.

[likiki]

Il n'y a rien de bien compliqué. Le seul hic, pour moi, est de définir le coté mécanique de la chose.

Axe, chaines, roues dentés etc etc.

Je pense que @Georges de Villette sera a même de bien me conseiller.

.
Je débarque mon Christian et je vois que tout le monde prend du Doliprane !!!!!
Pour te dire , je n'ai pas pigé le " Notre Père " !!!! ( pater noster ) ...

Le but est d'arriver a cela Georges :

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vid 1.mp4

.

[likiki]

Coté matériel il faut :

1 moteur 24V comme celui-ci a 28€

4 paliers a brides alésage de 10 mm comme ceux ci donc 2 lots à 9€ ce qui fait 18€

4 pignons de chaine 13 dents (j'ai pas trouvé avec 22 dents), 1/2, alésage 10 mm comme ceux là 24.30 x 2 = 48.60€

2 chaines de ce type a 11.76 x 2 = 23.52€

2 tiges acier de 10 mm x 1000 2x 4 = 8€

1 Accouplement d'arbre 6 => 10 mm de ce type 12.34€

Tout cela donne un montant de moins de 140 €

Reste à définir le matériau des nacelles.

[ramasoft]

Ça commence à prendre tournure
Une question: pourquoi ne pas utiliser un moteur Nema 17 ou 23 puisque celui que tu as mis possède un réducteur à 10 tr/mn
Le pilotage et la précision seront plus facile à obtenir.

[likiki]

Oui, je n'ai pas regarder cela.



Je viens de regarder. un moteur NEMA 17 coute environs 20 € et un 23 coute lui 40€. Mais ils sont sans réducteur. Seront-il assez puissant sans réducteur pour faire fonctionner cela ?

[ramasoft]

Le problème c'est le pilotage en précision avec un moteur classique.
Il faut la même précision sur un paternoster que sur un ascenseur classique, c'est plus que du 1/10e mm
La puissance n'a pas besoin d'être énorme non plus puisque les étages se font contre poids mutuellement. Il faudra juste charger symétriquement au début pour avoir autant de poids de chaque côté de l'axe de rotation.

Après on peut faire un système avec une roue à fente et une LED infrarouge qui permet de compter en nombre de pas: c'est le système qu'utilise mon pont tournant Heljan avec un banal moteur Mabuchi. On se retrouve presque dans la même situation qu'avec un moteur pas à pas.
Avec une roue à 10 fentes montée sur l'axe de sortie on obtient 10 impulsions par tour, soit une précision de 360° / 10 = 36° par pas. C’est très grossier.
On peut améliorer avec 4 capteurs décalés en carré ce qui donnerait 40 impulsions par tour = 9°. C'est un peu mieux mais pas suffisant
L'idéal serait de pouvoir mettre la roue à fente avant le réducteur de 1:505 et à ce moment on aura
10 × 505 = 5050 impulsions par tour de sortie
Précision théorique : 360 / 5050 ≈ 0,071°
Fréquence des impulsions : 5050 × 10 / 60 ≈ 840 Hz, ce qu’un Arduino gère sans problème en interruption.

L'autre problème c'est qu'en coupant le courant le moteur ne s'arrêtera pas pile sur une fente, il y a de l'inertie.
Donc ça peut fonctionner mais pour être vraiment tranquille un moteur pas à pas NEMA 23 serait mieux.
Au niveau du code il faudra aussi gérer la courbe d'accélération et de ralentissement dans le code du logiciel alors que c'est géré directement par la bibliothèque AccelStepper.
Et il faudra piloter le moteur par un pont en H piloté en PWM par le micro contrôleur.

Ou alors il faut multiplier les capteurs IR pour chaque arrêt: ralentissement, pré arrêt et arrêt final à très faible vitesse.

Je ne sais pas comment ont fait ceux qui en ont monté.
C'est pour cela que je m'agace quand je vois des vidéos qui montrent le truc en fonctionnement et rien d'autre.

[ramasoft]

Je pense que le mieux serait d'en appeler à Claude et je lui ai demandé:


Dans ce cas, ce qui compte n'est plus la précision angulaire mais la précision linéaire en hauteur au niveau de la voie de sortie. En HO, un décalage de rail de plus de 0,3 à 0,5 mm suffit à provoquer des déraillements, surtout avec les boudins de roue fins.
Conversion angle → hauteur
Le déplacement dépend du diamètre de la roue (pignon de chaîne ou poulie) qui entraîne les cabines. Prenons par exemple un pignon de 30 mm de diamètre, soit environ 94 mm de chaîne par tour :
Position de l'encodeur Pas Déplacement vertical par pas
Axe de sortie, 10 fentes 36° ~9,4 mm : inutilisable
Axe de sortie, quadrature 9° ~2,4 mm : insuffisant
Axe moteur, 10 fentes 0,071° ~0,02 mm théorique

Il faut donc compter côté moteur. Mais le vrai problème sera ailleurs : sur une chaîne ou une courroie, l'erreur s'accumule au fil des tours (allongement, jeu, glissement). Compter des impulsions depuis un point de départ finira par dériver.

L'approche la plus fiable : une référence par cabine
1. Un repère par cabine : un drapeau sur chaque cabine passe dans une fourche optique placée exactement au niveau de la voie de sortie. C'est ce capteur qui décide de l'arrêt final, pas le comptage. La précision ne dépend alors plus de la chaîne.
2. Le comptage d'impulsions (encodeur côté moteur) sert à savoir quelle cabine approche et à ralentir avant le repère. Le moteur arrive lentement et s'arrête net au signal de la fourche.
3. Un centrage mécanique final, que je recommande fortement : un pion conique, une encoche en V ou un petit verrou actionné par servo vient caler la cabine pile en face de la voie. C'est ce que font la plupart des ascenseurs à trains du commerce. Même avec 1 mm d'erreur à l'arrêt, le verrou corrige.
Avec ce principe, l'encodeur à 10 fentes sur l'axe de sortie peut même suffire pour l'approche, et c'est la fourche plus le verrou qui garantissent la précision.

Autres points à prévoir
• Horizontalité des cabines : un vrai paternoster a d'ailleurs généralement beaucoup de cabines sur la boucle, pas deux. Chaque cabine est accrochée à deux chaînes décalées (un point avant, un point arrière) pour rester horizontale, y compris dans les virages en haut et en bas. Une cabine suspendue par un seul pivot va se balancer, et les trains rouleront.
• Butoirs aux deux extrémités de chaque étagère, et idéalement une détection d'occupation (détection de courant) pour interdire le mouvement si un train est à cheval entre la cabine et la voie.
• Alimentation des voies : seule la cabine alignée doit être alimentée, via des contacts frotteurs ou des lames au niveau de la sortie. Les autres cabines restent hors tension, ce qui évite aussi les mouvements intempestifs en DCC.
• Irréversibilité : vérifie que le réducteur 1:505 bloque bien la charge moteur coupé. Avec un engrenage à vis sans fin, c'est généralement le cas. Comme un paternoster est à peu près équilibré, l'effort reste de toute façon faible.

Si tu me donnes le diamètre du pignon d'entraînement, le pas entre étagères et le nombre de cabines, je peux te calculer les valeurs précises et esquisser la logique de commande pour l'Arduino.

[likiki]

C'est sur que si je ne met pas le bon lien ...

Voir le moteur ici

Sur les vidéos, ils utilise un moteur de machine à laver, de multiples engrenages pour réduire la vitesse et 4 capteurs infra rouge.
2 au centre pour les arrêts monté et descente et 2 a chaque extrémités pour le début de ralentissement jusqu'a une vitesse très lente avant le top d'arrêt. A régler c'est pas facile.

[nounours44]

Il n'y aura qu'une rame par nacelle, sinon le déséquilibre serait trop important pour un fonctionnement correct.

D'où l'intérêt de prévoir un PN qui n'oscille pas dans les phases de rotation.
À ce propos, ma cervelle d'ours a produit une 3é idée, si ça t'intéresse.

Il faut donc que les chaines soient maintenues tendus.

Si tu as un vélo, je ne peux que te conseiller un truc : tends la chaine au max.
Tu vas vite comprendre les problèmes que ça pose.
Si tu veux que ton PN tourne, il faut absolument que la chaine ait du jeu.
Mais il ne faut surtout pas mettre 2 galets tendeurs.
Là, c'est clairement construire un système chaotique.
Si tu envisages un galet tendeur, il faut n'en mettre qu'un seul.

Et à mon avis, ce galet tendeur est inutile.
Surtout avec une stabilisation de la rotation, justement, qui stabilisera aussi la tension de la chaine !!! ... Outre le balancement des nacelles.

Une chaine qui a du jeu, ça ne veut pas dire une chaine imprécise, si ce jeu est lissé et constant.
La précision à l'arrêt au palier ne se gère pas au niveau de la tension de la chaine, mais au blocage du plateau à la bonne hauteur.
Du jeu sur la chaine n'empêche en aucune manière que le plateau soit à la bonne hauteur pour faire sortir ou entrer la rame.

Et il ne faut surtout pas faire dépendre le jeu de la chaine avec quelque chose qui n'a aucun rapport avec ça.
Ça vaut pour tout système : lister les fonctions qu'on cherche à obtenir, voir quelle solution répond à la fonction attendue, et seulement ensuite voir si une solution peut répondre à plusieurs besoins.

La tension de la chaine répond au besoin : faire tourner le PN.
Et à rien d'autre.

[nounours44]

Et Patrick a raison : il ne faut pas que le PN se mette en route si un train entre ou sort.

Les fonctions :
- faire tourner le PN
- arrêt buffet
sont clairement distinctes et doivent être gérées par des systèmes distincts.

En fait, quand un train doit entrer ou sortir, la réponse à la question :
le plateau de PN en approche est-il le bon à l'étage i du réseau ?
c'est largement suffisant.
Si la réponse est oui, le système de blocage d'un plateau s'active, le plateau arrive et est calé à la bonne hauteur, au nanomètre près si le réseau participe à une nano-compète, et ça sort comme une fleur ...

[likiki]

Il faut voir le poids permanent sur les chaines. C'est ce qui risque d'allonger les chaines.

Pour le reste c'est une histoire de capteur et de programmation.

[nounours44]

Pour le système de blocage d'un plateau, on peut s'inspirer du système montré dans cette vidéo :

Au lieu de baisser une barrière, le système peut parfaitement amener 2 cales obliques sous un plateau, et le plateau peut venir se poser dessus.
Avec une telle solution, un jeu conséquent mis sur la chaine n'est plus un défaut, mais une nécessité (si 2 rames doivent sortir simultanément à 2 étages différents du réseau).
Ou plutôt qu'un système de cames, qui va de nouveau intriquer 2 fonctions à priori indépendantes, une commande style commande d'aiguilles, pour chaque étage de sortie, sera probablement plus simple à gérer.

[likiki]

Hervé a mis un système de verrou actionné par un servo et cette idée me plais bien car elle bloque et centre en même temp la nacelle.

[herwat]

Hervé a mis un système de verrou actionné par un servo et cette idée me plais bien car elle bloque et centre en même temp la nacelle.

Bien que n’intervenant plus guère sur le forum pour des raisons diverses et variées et pas très en forme en ce moment, ( c’est le moins qu’on puisse dire ) , il suit quand même ce sujet avec intérêt et a sa petite idée sur la question .

Un bon dessin valant mieux que de long discours , voilà ce qu’il ferait :
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Captu26.JPG

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Captu27.JPG

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Les deux chaînes sont bien sûr synchronisées . Les plateaux resterons donc horizontaux sans risque de balancement . Enfin, pense-t-il . . .
Ces deux chaînes sont mues par deux moteurs Nema synchronisés . Il est écrit quelque part qu’il ne faut absolument pas utiliser 2 moteurs par sécurité . Mais ses deux ascenseurs sont équipés ainsi depuis plusieurs années sans aucun problème et la partie ascenseur de l’APT de Patrice est même équipée de 4 moteurs . . .
Effectivement, il utiliserait un système de verrou pour bien positionner le plateau .

Bon , après ce gros effort, je crois qu’il va retourner faire une petite sieste !

Bien sûr, tout cela n’est qu'ébauche et suggestion . . .

[C2Vues-BricoTrain]

La marmotte a essayé de mettre les mains dans le mécanisme d'un "Paternoster"..., ben, c'est pas gagné pour l'entretien !

Marmotte et le Paternoster-0.jpg

Voyez par vous-même :

Marmotte et le Paternoster-1.mp4

Marmotte et le Paternoster-2.mp4

[likiki]

haaaaa ! Cette marmotte.

Bonjour Hervé, le problème en faisant ce que tu dit est l'impossibilité de mettre une barre de liaison entre les deux entrainements.

C'est faisable avec des renvois d'angle, mais cela deviendrait vite une usine a gaz (quoi que, pour éviter d'en acheter a Poupoute ...).