Cette semaine on a réalisé un ban de test pour clef dynamométrique. Pour cela on a utilisé un Yocto-Bridge avec capteur de couple statique.
Une clef dynamométrique est une clef qui permet de mesurer le couple de serrage appliqué. Cet outil permet d'éviter le sous-serrage (qui peut entraîner des pièces desserrées) ou le surserrage (qui peut endommager les filetages ou les pièces).
On les retrouve fréquemment dans la mécanique de vélo, où de nombreuses pièces sont en carbone ou en aluminium. Le prix de ces clefs est très variable et varie en fonction de la plage de mesure et du type de technologie utilisée.
Quelques clefs dynamométriques
En théorie, ces clefs doivent être recalibrées chaque année ou après 5000 cycles. Dans la pratique, très peu de mécaniciens de vélos font cette calibration. La mécanique du vélo étant relativement simple, on cherche généralement un ordre de grandeur plutôt qu’une précision absolue. Du reste la plupart des clefs dynamométriques sont graduées grossièrement.
Comme certains employés de Yoctopuce sont férus de vélo, on a quand même regardé comment faire un banc de test pour contrôler ces clefs dynamométriques et vérifier si ces clefs ne se sont pas déréglées avec les années.
Fabrication du banc de test
Pour fabriquer ce banc de test, nous avons utilisé un capteur de couple statique et un Yocto-Bridge.
Le capteur de couple statique
Un capteur de couple statique repose sur une cellule de charge pour évaluer le couple exercé. Contrairement à une balance qui mesure une pression, cette cellule détecte la torsion appliquée sur l’axe du capteur. Son principe est similaire à celui d’une cellule de charge classique, mais au lieu d’indiquer une force en grammes, elle fournit une mesure de couple exprimée en Newtons-mètres (Nm).
Nous avons choisi un capteur de couple bon marché qui est capable de mesurer un couple de maximum 50 Nm dans le sens sur serrage.
Nous avons fabriqué un adaptateur qui permet de fixer un boulon sur l'extrémité du capteur. Nous avons réalisé cet adaptateur à partir d'une chute de métal sur laquelle nous avons soudé un écrou M6 avec une tête hexagonale de 10mm. Ce faux boulon est fixé à l'aide de 2 boulons M5.
L'autre extrémité du capteur de couple est vissée sur un tube carré qui permettra de fixer l'installation dans un étau ou sur une table.
Une fois tout monté, on peut fixer notre banc de test sur étau ou sur une table à l'aide d'un serre-joint et simuler le serrage du faux boulon avec les clefs.
Le banc de test monté
Configuration du Yocto-Bridge
Il reste à brancher le capteur au Yocto-Bridge et à configurer ce dernier. Dans notre cas le branchement est trivial, car le capteur de couple utilise le code couleur standard pour les cellules de charge. Comme ces couleurs sont marquées au dos du Yocto-Bridge, il suffit donc de brancher chaque fil sur le bornier correspondant.
Le fils rouge sur le bouton rouge...
Avant de vérifier nos clefs dynamométriques, il faut configurer le Yocto-Bridge avec les paramètres du capteur de couple. Pour ce faire, il faut utiliser VirtualHub et accéder au panneau de configuration du Yocto-Bridge.
Il faut passer le module en "Generic sensor" et activer l'excitation AC pour que Yocto-Bridge commence à interagir avec le capteur. Pour les autres paramètres, on utilise les specs du capteur de couple:
- Signal range : 0...2mV/V
- Mapped value for 0mV/V: 0 Nm
- Mapped value for 0mV/V: 50 Nm
- Unit: Nm
Les paramètres de configuration du Yocto-Bridge
Une fois ces paramètres sauvegardés, le Yocto-Bridge va mesurer le couple appliqué sur le boulon. On peut vérifier que les valeurs sont lues correctement dans l'interface de VirtualHub ou utiliser n'importe quel autre logiciel qui fonctionne avec nos senseurs.
Dans notre cas nous avons utilisé notre logiciel Yocto-Visualisation qui permet de grapher n’importe quel senseur Yoctopuce.
Par exemple voilà le graphique d'un déclenchement d'une clef dynamométrique réglée à 8 Nm.
Le graphique d'une mesure d'un déclenchement à 8 Nm
Conclusion
Ce banc de test permet de vérifier des clés dynamométriques de manière simple et économique. Le capteur bon marché que nous avons utilisé est suffisant pour notre usage, mais il ne remplace pas une véritable calibration faite par un institut de mesure. Ce banc de test permet de vérifier que les clés fonctionnent correctement et surtout de les comparer entre elles.
