"Intelligence" des pilotes auto

Une question purement théorique (quoi que, qui sait, je pourrais envoyer un CV en fonction de mon savoir faire..), je me demandais si les pilotes automatiques étaient devenus intelligent depuis que l'on sait faire de l'électronique de pointe pour pas cher...

La question m'est venue à la dernière nav, lorsque je me suis rendu compte par vent arrière que ma façon de barrer était certes efficace (à ceci près que ma rêverie me fait régulièrement dévier du cap), mais aussi à priori totalement illogique : je n'étais pas réactif, j'étais prédictif. J'y reviens ensuite.

Le matériel, je n'y connais pas grand chose, et à vrai dire, la plupart des voiliers sur lesquels j'ai été avaient pour point commun d'avoir un pilote, et de ne jamais l'utiliser. (bah, faut bien que je mérite ma gamelle en fin de journée)

Mais je me renseigne un peu, je découvre que les pilotes semblent avoir un peu amélioré le compas, et sont (parfois) super fiers d'avoir un compas gyroscopique. L'ultra top étant d'avoir des capteurs d'accélération. (comme un smartphone à 100€, yepee !). Déjà, cela ne fait pas trop "2015", au vu des techo, on se croirait encore à la veille du 21e siècle, ce qui ne présage pas du bon pour le reste, dont ils ne parlent pas.

D'où ma question : est-ce que les pilotes auto de voiliers (les trucs actuels, plutôt haut de gamme même, histoire d'avoir les derniers raffinements) sont intelligents ? Est-ce qu'ils comprennent qu'ils sont au vent arrière, et qu'il faut compenser les départs au lof avant qu'ils ne surviennent ? Est-ce qu'ils comprennent ce qu'est une houle croisée ? Est-ce qu'ils gèrent le passage d'une vague ?...
Ou est-ce qu'ils se contentent, même pour le dernier cri technologique, d'essayer connement d'aller tout droit en fonction de ce que leur raconte leur compas plus ou moins stabilisé ?

Je précise un peu : si on est réactif, quand on voit le bateau partir à droite (c'est à dire, avoir détecté que le bateau a déjà pivoté), on va mettre un coup de barre opposé pour le ramener... Mais on est forcément en retard, puisqu'en pratique, on a attendu qu'il parte à droite. J'ai l'impression que les constructeurs se battent pour avoir le moins de latence possible, le plus de précision, pour être très réactif ... Jusqu'à ce que la houle soit la plus fort.
Cela semble naturel, honnête et franc comme façon de faire. Logique même.

Cette question m'est venue alors que j'étais en train de barrer sans réfléchir, mais de façon efficace. Puis quand le cerveau est revenu de sa rêverie, il a remarqué que quand le bateau partait à droite, je poussais la barre à gauche (je virais à droite), et quand il partait à gauche, je virais à gauche. Ce qui semblerait complètement con. Pire, je compensais la pression sur les safrans, sous-entendu, ils étaient d'accord avec moi (en tout cas, cette fois ci, je ne dis pas qu'il faille toujours écouter la pression sur les safrans). En pratique, je n'étais plus réactif (sinon j'aurais fait l'inverse), j'étais prédictif, puisque je compensais par avance le prochain mouvement qui n'avait pas encore eu lieu. Et ca marchait, le bateau allait bien tout droit, sans embardées.
En réfléchissant un peu, ce n'était pas idiot :
les vagues étaient régulières, donc formaient une sinusoïdale régulière. Les mouvements (la position angulaire) du bateau formeraient une sinusoidale de même fréquence... Et on sait que la dérivée (la vitesse) est une sinusoidale avec 1/4 de cycle d'avance. Et l’accélération (dérivée de la vitesse) a donc 1 quart d'avance sur la vitesse, elle est donc totalement inverse à la position. Or, pivoter les safrans génère une accélération, et dans mon cas, une accélération inverse. Bref, ce n'était effectivement pas con, même si ce n'est pas logique.
On remarquera que cela ne marche pas s'il n'y a qu'une vague et rien derrière. Mais justement, l'expérience prouve qu'en mer, quand il y a une vague, il y en a une autre derrière...

Du coup, c'est ca : est-ce que les pilotes sont restés bêtement réactifs, et par ailleurs limités à tout plein de contraintes techniques (latence, puissances, monté en charge, jeux mécaniques, etc.), ou certains fabriquant de pilotes ont-ils créés des pilotes intelligents qui analyse l'état de la mer pour avoir un bon comportement ?

... Non, parce que s'ils ne l'ont pas déjà fait, il y a peut-être un super domaine d'intelligence artificiel à créer ! (et ce sera plus simple que de faire conduire des voitures toutes seules)

(pour les grincheux, je vous rassure, l'idée est de pouvoir renforcer la sécurité ponctuellement, en particulier dans le gros temps où le marin aimerait pouvoir se reposer, pas de balancer le marin par dessus bord pour le remplacer par un touriste-qui-ne-comprend-rien-à-la-voile, j'entends d'ici les piques)

L'équipage
23 oct. 2015
23 oct. 2015
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tous les pilotes d'aujourd'hui agissent en fonction de l'état de la mer et reagisent en concequence evidement plus ou moins selon leur perfectionnement ...

23 oct. 2015
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La question est intéressante, et elle trouvera certainement un jour une réponse.
En attendant, j'évite le plein vent arrière...

23 oct. 2015
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Je crois avoir lu (source ?) que les pilotes des VG étaient justement intelligents maintenant : il y a donc nécessité de les installer bien avant la course afin qu'ils "apprennent" à barrer le bateau. Ils se font avoir 2/3 fois sur un passage de vague puis réagissent de manière prédictive eux aussi...

Quelqu'un a une meilleure mémoire ?

23 oct. 2015
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La réponse est oui et non,
Les bons pilotes actuels sont des PID numériques, donc un facteur proportionnel, un facteur integrale (avec un 'e', c'est la fonction 'integrale'), et dérivée (Wiki dira tout à ceux qui veulent creuser).
Ensuite, tout dépend des capteurs qu'ils acceptent en amont. Le truc devenu 'de base', c'est le gyro. Certains acceptent ensuite accéléromètres. On est déjà plus dans le commun des mortels, mais plutôt dans le 60' IMOCA.
D'ailleurs, chercher sur le net les excellents articles de voiles et voiliers (Olivier Chapuis) intitulés 'les maîtres du vent' et 'l'arme fatale du Vendee Globe'. Tout y est.
Bonne lecture

23 oct. 2015
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1er article : olivierchapuis.blogs.voilesetvoiliers.com[...]vent-1/
Il y en a 5 je crois de mémoire.
C'était en 2009, c'est donc à peu prêt arrivé en version 'grand public' (averti tout de même .... Et avec bon budget ....)

23 oct. 2015
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Merci pour le lien. De mon côté, je n'arrive pas à retrouver mes infos sur les pilotes intelligents... Grrr...

23 oct. 2015
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Merci pour ces liens !
 
Ces articles semblent confirmer, au vu de la grosse expertise qui se retrouve derrière, que même dans les domaines très pointus de la régate internationale, les pilotes misent bien davantage sur la très haute précision technique que sur une réelle intelligence prédictive... Tout est fait pour avoir un signal net, très rapide, très clair ...
 
D'ailleurs, l'essentiel du sujet se concentre pour sur la direction du vent. Je ne sais pas à quel point c'est important de s'adapter instantanément à la direction du vent sur un imoca, mais sur un voilier de croisière, ce n'est pas 10° de plus ou de moins qui vont nous faire partir au tas. (bon, empanner, peut-être, et encore, faudrait naviguer sur la fausse panne, et cela ne vaut pas une retenue de bôme)
 
Du coup, j'ai l'impression que la compréhension des trains de vagues ne fait pas trop partie des prérogatives des pilotes. D'ailleurs, si c'était le cas, il n'y aurait pas besoin de réglage du gain, il se le réglerait tout seul en fonction de la houle.
 
En tout cas, je crois avoir bien compris ce que les pilotes savaient faire.

23 oct. 2015
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La gestion des vagues, c'est le boulot du gyroscope (et accéléromètre et autres ...). Quand le pilote fonctionne en mode vent, il faut soigner la lecture du vent, et là c'est un vrai problème. Si le bateau tape dans une vague, la girouette peut prendre 40° d'angle. Il faut filtrer tout cela pour éviter un brusque mouvement du pilote.
Les IMOCA (et autres) vont tellement vite, qu'il faut des calculateurs super puissant pour avaler toutes les données (on arrive, sur les très bons pilotes 'grand public' actuels à 25 traitements / seconde au lieu de 5 il y a quelques années), éventuellement les filtrer en fonction des conditions de nav, pour les utiliser et générer une consigne à donner à l'effecteur.
Pas simple du tout, sachant qu'il faut des consommations electriques raisonnables.
Le sujet est passionnant. Je conseille de regarder aussi sur le site NKE ce qui se fait au top.

Pour ce qui est des commandes prédictives, il existe des choses. Ca a été à la mode il y a qq années, et j'ai l'impression qu'ils en sont un peu revenu. Je peux me tromper. Si un spécialiste (coureur, préparateur le 60' ..) pouvait nous éclairer .........

En tout cas, on voit beaucoup de vidéos en ce moment de 60' a fond dans la brise (banque d'images pour la transat de dimanche), et à chaque fois, je me dis que le pilote fait un sacré boulot.

23 oct. 2015
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Je ne pense pas que la houle soit suffisament reguliere pour en deduire les moments ou il faut corriger.
Le parrametre le plus importants est le vent apparent, ensuite il faut caller la barre sur un angle moyen autour duquel on fera le moins de correction possible. Ce n'est pas de l'intelligence le pilote ne prend pas d'initiative (heureusement) par rapport a son algorithme de calcul.
Je suis en train de construire un pilote commandé par une tablette via BT, et je me pose la question de comment integrer l'accelerometre dans l'algorithme classique.
Ces capteurs sont tres sensible et je pense que tout simplement ils compensent l'acceleration perçue d'un coté en barrant sur l'autre bord par un algorithme adaptif, c'est a dire qu'il cherche constament a reduire son erreur.

23 oct. 2015
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Tous les pilotes, et en particulier le meilleur : NKE, sont de type PID (source thèse universitaire, mais je ne la retrouve plus). Le gyro agit seulement sur la dérivée, et l'intégrale est très limitée. C'est le gain qui barre.
Effectivement, plus on monte en gamme plus on augmente la fréquence de fonctionnement : le GPS passe de 1 à 20 Hz, l'anémomètre passe de 1 à 0.1°, etc.... On est donc toujours dans le "correctif" et non dans le "prédictif". Il y a beaucoup d'infos sur le site de NKE comme le souligne Herver.
La thèse que je ne retrouve plus, avait posé les bases d'un algo à réseau de neurones (ou Petry ? je ne sais plus) pour arriver à un système prédictif. Un agent chargé du vent, un autre de la houle, un autre de la gîte, etc.... l'ensemble agissant sur la barre, mais de façon pondérée. La somme des agents devant donner une action cohérente. Les essais réels sur un voilier prêté au thésard étaient encourageants, mais je ne crois pas qu'il ait eu les moyens de poursuivre.
Il y avait une interview très intéressante d'un coureur de courses au large, Mich Dej je crois, sur son ressenti en tant que barreur par rapport au pilote. Le sentiment général qui en ressortait était que le pilote était aveugle: il ne voyait pas la mer, et n'en tenait pas compte. Par contre, évidemment, il avait l'avantage d'être infatigable et avec des performances constantes....
Signalons quand même que le meilleur du domaine, NKE, est français. Enfin, le meilleur, je n'en sais rien. Disons que c'est celui qui est le plus utilisé par les marins de courses au large. Mais vu qu'ils sont pour la plupart français...
Mais je pense que ce domaine souffre de la taille du marché. Combien de pilotes NKE vendent-ils par an ? 1 000 ? même à 5 000 € le pilote c'est bien peu pour employer une équipe d'ingénieurs R&D à 100 k€ / an (coût entreprise). Il faudrait financer une équipe d'une dizaine de personnes pour avoir de réelles avancées... ça fait 1 M€ / an. :-\
Donc la R&D s'en ressent. C'est pourquoi on se trimballe encore des fluxgate des années 80 dans nos pilotes, alors qu'un capteur 9 axes ne coûtent qu'une poignée de dollars ! MPU9250 Invensens pour ne citer que lui... 15 € de mémoire. Après, il faut mettre le soft derrière. C'est une autre paire de manches, à laquelle je suis en train de m'atteler, d'ailleurs. J'en ai marre des écarts de +/-30° de ST2000+ quand il y a une houle courte et une bonne brise. Pas sûr que j'arrive à faire mieux, mais je vais essayer.

Et sinon, je confirme, c'est un sujet passionnant ! :-)

23 oct. 2015
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PID = Proportionnel, Intégral, Dérivée. Un correcteur très classique beaucoup utilisé dans l'industrie

23 oct. 2015
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"capteur 9 axes", c'est pas ce qui a dans les Ray Evolution ?

23 oct. 2015
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surement.
9 axes = 3 x 3 axes, ceux du gyro, acceléro et magnéto.
Le coût est dérisoire, mais ce qui coûte cher c'est la matière grise et l'industrialisation / certification derrière. C'est normal que ce soit si cher, enfin, travaillant dans l'industrie, cela ne m'étonne guère.

26 oct. 2015
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12 axes en réalité.

12 fév. 2021
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Avec les axes X, Y et Z pour les 3 senseurs, je ne vois que 9 axes.
Quels sont les 3 supplémentaires ?

23 oct. 2015
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Oui, et dans les Garmin Reactor aussi

23 oct. 2015
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Hep ! Blacknav, c'est pas ca : tel.archives-ouvertes.fr[...]ocument
C'est du lourd, mais je crois que ça va faire la lecture de la semaine.
Si j'avais eu ce sujet pendant mes études d'automatique, je crois que j'en aurai fait mon job...

23 oct. 2015
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Bingo ! tu l'as trouvé ! :-)
Je l'ai dévoré... par contre, la partie " Extensions alg´ebriques des
r´eseaux de Petri" est très rébarbative. J'avoue avoir sauté quelques pages....

Voir pages 223 pour les interviews. Elle est passionnante cette thèse.

23 oct. 2015
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Quand on tape le nom du thésard dans Google, on voit qu'il maître de conf, et ses publications : haltools-new.inria.fr[...]bli.php

S'il pouvait nous faire une petite ' causerie', ce serait passionnant...

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A vous entendre tous parler: quelle technique!!!!! Vous avez tous au moins bac + 15 .... Wahhou, je suis sur le cul.
Mon First 345 est équipé d'une çentrale Nke avec pilote gyro sur mèche et vérin hydraulique! Pas très facile à régler la bête mais ensuite quel bonheur: un vrai équipier infatigable et dans les cas pointus genre vent arrière dans la houle, le mode vent réel fait des miracles.
Le problème est qu'on se fait vite à ces petites bêtes-là. Quand on navigue sur une unité equipé "basique", on est tout triste et on se coltine des heures de barre chiantes

24 oct. 2015
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Pour la fiabilité, la simplicité, l'efficacité un régulateur d'allure est une très bonne solution (mais pas pour les bateaux de course actuels).
Les principes des asservissements sont simples.
(Ne pas se laisser mpressionner par les matheux qui adorent se faire mousser avec de belles équations. Comprendre est le plus important que tout. On part d'une idée, après on met éventuellement en musique!

24 oct. 2015
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un régulateur d'allure agit uniquement en proportionnel (le "P") par rapport au vent apparent.
Il n'est donc pas capable de doser le coup de barre en fonction de la vitesse de la barre (le D) ni de corriger une erreur constante (le I).
Cela dit, tu as raison, pour beaucoup de bateau, c'est suffisant. Et puis je trouve cela beau comme système. Quelques poulies et bout de ficelles, et hop ça marche.
Le problème se pose pour les bateaux capables d'accélérer assez fortement. A ce moment là, le vent apparent va se modifier et le régulateur fera abattre le bateau. C'est pour cela que l'on n'en voit plus sur les bateaux de course depuis une vingtaine d'années.
Voir le site windpilot.com. Il y a une longue démonstration expliquant pourquoi le régulateur d'allure n'est pas adapté à tous les bateaux. Même s'il l'est pour la plupart des bateaux communs.

23 oct. 2015
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un truc qui agit directement avec le vent et la mer...plus facile a cerner... :pouce:

24 oct. 2015
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Il y a longtemps que je demande qu'on nous invente un vrai programme a mettre dans un ordinateur ou voire un smartphone pour commander un vérin ou un moteur. Pour un spécialiste ça ne doit pas poser beaucoup de problèmes non ?

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Réponse à Kaj
Pour connaître personnellement un responsable chez Nke, saches que l'option "vent réel" sur leur pilote facturée 800€ leur a coûté 2ans de salaire d'un ingénieur . Le problème dans le nautisme est que les éléments sont souvent de la haute technologie fabriqué en toute petite série. Ce qui explique souvent les prix exorbitant. Alors ton programme sur un ordi coûtera le même prix car ce n'est pas le support qui compte. Ces programmes sont très compliqués car il faut mettre en place des paramètres variables pour s'adapter à chaque carène: un 60 pieds open ne réagit pas pareil que nos bateaux de croisière. Quand je vois la complexité du mode d'emploi de mon pilote avec les menus, les sous-menus etc.... Mais quand c'est bien réglé, c'est rassurant de pouvoir compter dessus

24 oct. 2015
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"Le problème dans le nautisme est que les éléments sont souvent de la haute technologie fabriqué en toute petite série."
=> exact ! Et c'est ce qui freine l'innovation. D'ailleurs, au début je voulais faire un pilote avec juste une tablette, reliée en BT avec une unité de puissance de commande de vérin. Il y a déjà pas mal de choses dans une tablette : magnéto, gyro, GPS. Suffisamment pour pouvoir faire un pilote équivalent en termes de performances à un pilote de barre franche. En plus l'environnement de dev Apple ou Android mâche pas mal le boulot en donnant directement le cap magnétique, par exemple. Mais il y avait un problème majeur : si quelqu'un prend la tablette en mains, alors le pilot se serait mis à faire n'importe quoi ! dangereux... :-\

On sera sans doute étonné des 2 ans pour implémenter le mode vent réel. Personnellement, cela ne m'étonne pas. Effectivement, le vent réel, ce n'est que le vent apparent moins le vecteur vitesse. Mais cela n'est qu'une première approximation. Pour avoir le vent réel au plus proche de la réalité, ce qui est surement nécessaire pour les bètes de course pilotées par NKE, il faut aussi prendre en compte les mouvements pendulaires de la girouette tout en haut du mât carbone de 30 mètres. Quand une vague soulève l'arrière du bateau d'1 mètre, la giouette tout là haut se déplace de plusieurs mètres. Et elle mesure ce vent apparent là, en plus de celui généré par le déplacement du bateau... Sans compter la gîte qui doit influencer également la mesure sur la linéarité de la girouette. Bref, rien que pour faire la conception mathématique de tout cela, c'est déjà un bon boulot. Ensuite il faut l'implémenter, le mettre au point et le valider. Bref, 2 ans, c'est correct. Et si on rejoint mon estimation : 2 x 100 k = 200 k. Si c'est vendu 800 €, il faut en vendre 250 fois l'option, juste pour l'amortir ! pas sûr que ce soit faisable sur un an.

A noter que j'ai vu sur une photo que François Gabart utilise du matériel "B&G" pour la transat Jacques Vabre.

12 fév. 2021
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j'aime bien ce discours sur le vent réel c'est calculé sur la route fond ,pas celle de surface
donc par courant traversier ,le pilote "intelligent" en mode vent a du soucis à se faire .avez vous pensé à un nouveau métier ,psy pour pilote intelligent ?
alain mdr 😸

12 fév. 2021
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Peut être que tu devrais relire mon message, en détails. Il est vieux de 6 ans, mais je suis toujours ingénieur en systèmes embarqués temps réel, et oui, prendre en compte les mouvements d’un mât de 30 mètres pour débruiter les informations de la girouette, c’est un gros travail. Le codage ne représente que 30% de la charge de travail d’un logiciel industriel.
D’ailleurs, nke calcule le vent réel avec leur gps haute fréquence, c’est expliqué sur leur site. Je ne parle pas de vitesse surface dans mon vieux poste, alors j’ai du mal à comprendre ta remarque Fritz.

24 oct. 2015
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Très vrai tout cela, d'autant plus que l'option vent réel est à 499 EUR (ce qui est déjà fort cher pour le plaisancier moyen). => www.argo650.com[...]015.pdf

Faire de la R&D à un cout, et pour une 'petite' boîte, jouer avec les gros n'est pas facile du tout.

25 oct. 2015
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bon ! alors il faut revenir au régulateur d'allure, pas si mal que ça si on n'a pas un bateau trop réactif.

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Mon point de vue:
Je pense qu'en navigation côtière et dans les cailloux, un très bon pilote (malheureusement très cher) est nécessaire, sauf à barrer en permanence.
Au large, un régulateur d'allure semble être une bonne alternative.
Après, toutes les discussions sont ouvertes: on peut naviguer à la
Moitessier ( ce qui ne l'a pas empêché de se mettre 2 fois sur les cailloux si ma mémoire est exact).
Personnellement, je préfère être sur un bateau bien equipé. À partir du moment que l'on a décidé de pratiquer la voile, je pense qu'il faut accepter l'idée que c'est une passion onéreuse et qu'il faut assumer. Je ne suis pas riche, mais pour moi, c'est une raison de vivre et non un simple passe-temps.

25 oct. 2015
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Moitessier s'est mis 2 fois sur les cailloux parce qu'il s'est endormi. Le meilleur pilote (avec toutes les options...), ne t'évitera pas les ennuis si tu dors comme une souche près de la terre... :scie:

04 déc. 2015
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Dans mon souvenir, Moitessier s'est mis 2 fois dans les cailloux parce qu'il ne savait pas où il était. Plusieurs jours auparavant, les conditions l'avaient empêché de faire un point sextan correct. De nos jours, le GPS supprime un tel problème.

25 oct. 2015
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Avec un ami on a ramené un Pogo 1050 de Ste Marine à Zeebrugge

Le pilote est tellement bon qu'on ne prenait la barre que parce qu'on s'ennuyait

Les nouveaux NKE fonctionnent en mode cap (habituel) et vent

De nuit sous spi, j'étais sous la capote bien protégé du vent et je regardais les étoiles et j'ai admiré le lever du soleil dans la manche

Il m'a dit que sa meilleure vitesse a été de 18,8Kn sous assymétrique entre Ste Marine ety Gijon et sous pilote

Son NKE "apprend la mer et barre mieux que nous

25 oct. 2015
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Pour moi, il faudrait que les pilotes prennent en compte la gîte du bateau. Dans une rafale, le bateau n'a pas encore changé de cap que je suis déjà en train de tirer la barre pour empêcher le lofe. En vent arrière vous remarquerez que c'est globalement la même chose, que ce soit une vague ou le vent qui fait gîter le bateau.

25 oct. 2015
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Tous les pilotes modernes avec des capteurs 9 axes, pas que nke mais aussi Raymarine ou Garmin, tiennent compte de la gîte.

25 oct. 2015
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Tu as une source d'information à citer ? Les capteurs 9 axes ne sont utilisés à ma connaissance que pour :
1 - remplacer le fluxgate par le magnétomètre
2 - affiner la réactivité de l'information cap avec le gyroscope.
Quel serait l'impact sur un algorythme de l'information "gîte" ?

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Bonjour Barceque
Je pense que tu n'as jamais navigué avec un gyro Nke... Les départs au lof sont rattrapés. La réactivité est impressionnante.
J'ai eu l'occasion de faire Belle-ile / Yeu sous spi en route directe: aucune correction de trajectoire en 50 MN et une ligne droite parfaite sur la carte électronique.
Je pense qu'il est difficile de faire mieux. Un pilote comme ça barre mieux qu'un humain lambda, surtout fatigué.
Et pour répondre à Rns: le pilote n'empêche pas la veille qui est INDISPENSABLE, aussi bien près des côtes qu'au large.
A bord, nous naviguons sous pilote a 90%, mais il y a toujours quelqu'un dans le cokpit

25 oct. 2015
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Mon ST 2000 ayant rendu l'âme, mon choix s'est porté sur le Raymarine EV 100. J'étais un peu sceptique sur sa capacité à réagir en "3D" calculateur intelligent soi-disant ?
ladesirade4.blogspot.fr[...]he.html
En tout cas, c'est le jour et la nuit à toutes les allures et état de la mer, plus rapide, plus costaud et plus d'embardées intempestives (plus cher aussi).
Je ne fais que de la ballade côtière et mon bateau n'atteint pas les 25 nds c'est peut-être pour cela que le pilote me convient !!!...

25 oct. 2015
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Je fais le topo sur un Raymarine EV400 vs. SPX30. J'ai les deux à bord. Voici un retour d'expérience après 18 mois d'EV400 en grande croisière sur un Lagoon 440:
sailingsalamander.blogspot.com[...]ue.html

26 oct. 2015
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Pourquoi ne pas faire un appel à la communauté pour créer ou plutot modifier/améliorer un logiciel libre pour le pilote (je pense par exemple, à OpenCPN....)
La rage des petits drones a apporté plusieurs auto-pilotes pour ces drones sur le marché. Ce sont de petits boitiers légers et bon marchés (60 -120 Euro) qui possèdent accelerometres, gyros, magnétomètres, pression barométrique et même souvent un GPS. Le logiciel à bord (qui est souvent libre "open source") fuse les données et permet de multiples autres fonctions (par exemple ArduPilot). Les données sont transmises sous le format MAVLink et les données les plus importantes peuvent être traduites au format NMEA ...

26 oct. 2015
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Bravo l'ami ! Je crois que c'est une suggestion intelligente, en tous les cas, elle me plaît bien et correspond à la question que je posais plus haut. Il faudrait creuser en ce sens là je crois.

26 oct. 2015
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J'ai émis une suggestion similaire (sous mon autre pseudo) sur le forum de OpenCPN sous la rubrique "Feature Requests", mais elle reste sans réponse jusqu'à présent.
Malheureusement, je n'ai pas de connaissances en matière de programmation pour m'atteler à cette tâche .....

26 oct. 2015
1

Un pilote automatique a des contraintes de temps réel fortes. Je ne pense pas que l'implémenter dans un plugin d'Open CPN soit une bonne idée.
Par contre, créer un plugin pour l'IHM du pilote dans Open CPN, avec un coeur temps réel dans un micro-contrôleur, là, oui, ce serait mieux.

26 oct. 2015
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Un auto-pilote de drone réagit très rapidement sans quoi un drone serrait vite à terre, en morceaux (faible poids, dont faible inertie, donc très sensible au moindre soufle de vent, d'ou une nécessité de temps de réaction très rapide, surtout lorsque le drone vole près du sol entre des obstacles qui engendrent, en plus, des turbulences dans l'air)

Un auto-pilote de drone come ArduPilot pourrait commander un auto-pilote de bateau directement si on ajoute, dans son propre logiciele, la transformation du format interne de la commande vers le format de l'auto pilote du bateau p.e. NMEA. Il est probalement possible aussi de transformer un des signaux PPM de l'auto-pilote "drone" en un signal lisible par l'auto-pilote du bateau.

Un PC/tablette est cependant nécessaire pour donner la course à suivre, les WPs, les changement de cap à faire ou autres commandes (principalement changer les paramètres des PIDs du logiciel de l'auto pilote "drone" en fonction de l'état de la mer et des caractéristiques/réponse du bateau). Pour cela, par exemple, on pourrait utiliser une modification d'un logiciele comme "Mission Planner" (également open source) pour commander l'ArduPilot.

26 oct. 2015
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correction ...
"Il est probalement possible aussi de transformer un des signaux PPM de l'auto-pilote "drone" en un signal lisible par l'auto-pilote du bateau. "

Il faudrait dire :"... de transformer le signal PPM adéquoit de l'autpilote "drone" en un signal qui commande directement le moteur de l'auto-pilote du bateau, sans passer par le logiciel de ce dernier. "

26 oct. 2015
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Comme BlackNav, je ne vois pas confier la barre à un PC...

26 oct. 2015
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Un PC avec Windows 10 ce ne sera pas possible il plante trop souvent, mais une tablette c'est parfaitement possible.

26 oct. 201526 oct. 2015
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Puisque ce fil est de haut vol :

tel.archives-ouvertes.fr[...]ocument

J'ajoute que Marc est un vrai marin, il a collecté les données de sa thèse lors d'une mini transat.

26 oct. 2015
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Ok apparament ca a l'air interressant mais ca ne se lit pas en 5 minutes.

03 déc. 2015
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Le dernier né de NKE integre un mode 'surf' !!
Juste sorti, ici: www.nke-marine-electronics.fr[...]cessor/

04 déc. 2015
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2 commentaires sur ce qui s’est dit plus haut:
1. laisser OpenCPN gérer le pilote est le meilleur moyen de se retrouver sur les cailloux. Pour l'instant, entre OpenCPN et le pilote, il y a un bout de soft incontournable (windows ou Apple ou Android) qui n'est pas conçu pour gérer du temps reel. Mais je suis impatient d'avoir un feedback sur le bricolage tablette-vérin. Merci de poster les photos AVANT l’essai en mer.
2. un drone a une masse et une autonomie beaucoup plus petites qu'un bateau. D'autre part, essayez de faire voler un drone par un force 8, et si ça marche, vous ajoutez la composante mer qui va avec, par exemple en mettant des capteurs déportés sur un radeau. Mais puisqu'on fait la comparaison, pourquoi ne pas acheter un voilier radiocommandé et rester à terre...

04 déc. 2015
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Masse, autonomie d'un drone ... Il ne faut pas penser "drone" (jouet)
Les autopilotes de drone sont très sofistiqués.
Les capteurs internes (une centrale inertielle, GPS, baromètre), des entrées et sorties analogiques et digitales pour plusieurs capteurs additionnels et servos ou moteurs, plus un processeur et de la mémoire pour faire tourner le logiciel … pour 100 euros . . . Un tel pilot peut commander le moteur d’un gouvernail sans passer par un PC/tablette (ni même par le calculateur d’un autopilote car il le remplace par quelque chose de bien mieux)
Les logiciels libres (open source) sont dérivés sous plusieurs formes (multicoptères, avions, planeurs, bateaux, véhicules terriens). Une bonne partie des logiciels est formée par des boucles feed-back (désolé, je ne trouve pas le bon mot français) de type proportionnel-intégration-dérivation (PID) dont les paramètres peuvent être facilement changés pour prendre en compte inertie (masse) du bateau et l’état de la mer … Le logiciel peut également développer pour corriger les données du vent (ref NKE). Il faut bien sure avoir un PC ou une tablette pour modifier le logiciel et ses paramètres mais une fois réglé, le PC/Tablette n’est utilisé que pour introduire le données de navigation (waypoints, zone à ne pas traverser, etc . . ). Les entrées digitales peuvent être utilisées pour les commandes immédiates par simples boutons-poussoirs (mettre le pilote en fonction/en attente, ajouter +/- 1°, +/- 10° …).

En somme, si quelques programmeurs bénévoles s’y lancent, un logiciel libre peut être (relativement) facilement modifié pour obtenir un pilot qui pourrait être comparé au NKE (à une toute autre échelle de prix).

04 déc. 2015
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"des boucles feed-back (désolé, je ne trouve pas le bon mot français)"

En français : une boucle de contre-réaction

04 déc. 2015
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Pas de neurones disponibles avant 2017. Et je ne connais pas de langage orienté temps réel / industriel.
Mais on peut commencer le process, faire des POC, ...

04 déc. 2015
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Merci pour la leçon de français! Je me rend aussi compte que j'aurait dû utiliser le mot « déclinés » au lieu de « dérivés »

04 déc. 2015
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Pour feedback c'est rétrocontrôle

05 déc. 2015
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Hello,
Pour ceux que ça intéresse, j'ai bien avancé dans mon projet. J'ai fini l'implémentation sur la carte Arduino Mega, passé le GPS en 20Hz, et terminé l'implémentation du PID en mode cap magnétique par l'IMU 9 axes et également le mode GPS en utilisant le cap du GPS haute fréquence.
Pour l'instant, j'ai implémenté l'IHM de contr?ole en C++/Qt sur PC, pour la phase de mise au point.
J'ai également trouvé le vérin chez un constructeur allemand : caractéristiques mécaniques de couple et vitesse angulaire ramenées à la mèche de safran comparable à un vérin LS hydraulique, contacteurs de fin de course, capteur de position analogique pour l'asservissement de l'angle de barre, étanche IP65. C'est un peu cher, dans les 500 €, mais je pense que ça vaut le coup !
Reste à faire : trouver le contr?oleur moteur 2 quadrants pour l'interface de puissance du vérin, réaliser l'asservissement de position du vérin, et mettre tout cela dans le bateau pour tester ! (au printemps...)
@+

05 déc. 2015
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Bravo, tiens nous au courant, le trouve ce genre de développement très intéressant ...

05 déc. 2015
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Hydraulique ou électrique, le vérin ?

05 déc. 2015
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Bonsoir,
sites.google.com[...]pnilote
J'ai a peu pres le même projet.

05 déc. 2015
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La carte MD03 (ref 0661-1 chez Selectronic) permet en pont en H 50V 20A. Elle est compacte (113x50) avec radiateurs et très bien réalisée. Plusieurs mode de programmation (doc sur internet).

05 déc. 2015
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électrique, le but est de pouvoir remplacer mon ST2000+ en pilote de barre franche. Je bricolerai donc un système mécaniquement compatible.

05 déc. 2015
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En essai ou pour le fun, ou en dépannage, pour contrôler la puissance moteur, ou en dépannage on peut très bien utiliser quelques diodes et 2 relais auto. Bien que les mosfets aient beaucoup de vertus, en prévoir de rechange. L'étage de puissance reste un point faible, surtout s'il reçoit un ordre idiot.

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Personne ne travaille sur une unité de vision 3D des vagues ? J'imagine bien une unité que l'on installe au dessus du balcon avant et qui analyse les trains de vagues.. cela permettrait de mettre un peu de sauce "prédictive" dans les pilotes.. et cela serait une "killing app'" surtout si cela fonctionne la nuit...

06 déc. 2015
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Prédictive, c'est vite dit, surtout de nuit.
Très souvent alors que le train de vague semble régulier, on reçoit soudain et de façon aléatoire une vague beaucoup plus forte (cela est aussi vrai sur de très grandes distances observé par satellite), .

06 déc. 2015
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@first class12: pour ce qui est de la vision 3D des vagues, je crois que l'on en est encore loin. Je vois pas mal d'applications industrielles de vision, et en gros, les capteurs sont soit ponctuels (un spot), soit une 'bande' de lumière pour travailler au défilement (tri de produits qui défilent sur des tapis ou ce genre de choses), soit enfin une image complète, mais dans ce cas pour une analyse plutôt statique (reconnaissance faciale ou autre).
Ici, il faudrait faire une analyse 360° de la surface de la mer, avec une lumière changeante, dans un environnement perturbé et contraignant, et ce à une fréquence élevée. On y est pas, mais qui sait ce que l'on pourra faire dans 5 ou 10 ans ?...
Là encore, est ce que les développements des drones ne vont pas bousculer les choses?

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On y est, en série, en automobile avec les dispositifs de reconnaissance de panneaux et ceux qui identifient une personne ou un autre véhicule/vélo/etc pour la gestion des feux à LED.

Une utilisation automobile, c'est rapidement de la très grande série et donc une chute verticale des coûts.

Je pense qu'un dispositif capable de déterminer à 200 km/h dans un environnement encombré que le "machin" visible est un cycliste et de commander une extinction des LED correspondantes à l'angle occupé par le cycliste avant même que l'éclairage soit une gêne pour lui, devrait être en mesure de distinguer une vague.

06 déc. 2015
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Exact Nemo, je n'avais pas pensé à la vraie rupture techno en cours dans l'automobile. Oui, la ca bouge beaucoup. Bon, tout le monde n'a pas les moyens de Google pour développer. Mais ça va devenir 'abordable' d'ici peu...

06 déc. 2015
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Ca ne sert a rien de voir venir, on ne doit pas corriger avant la vague. Un barreur manuel corrige juste avec la sensation de monter descendre. D'autre part un bon barreur corrige peut. Pour cela il y a des algorithmes tres performants et finalement assez simple.

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euuuuh, je crois que cela dépend un peu d'où tu navigues.. je sens perso une grosse différence entre une navigation de jour ou on anticipe la houle croisée que la nuit où l'on va en aveugle et on se fait saisir. Je pense que pour moi, ma petite NiKiE serait très contente d'avoir ce genre de cadeau..

13 jan. 2016
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Up pour Blacknav, tu en es ou de ton développement ?

13 jan. 2016
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Question connexe : Qu'entends t-on par "pilote adaptatif", qui apprend ?
Quelles marques / modèles disposent de cette technologie ?

14 jan. 2016
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les pilotes utilisés par les coureurs intègrent pas mal de paramètres
force et direction du vent ,cap à suivre ,vitesse du bato ,angle de barre
avec un accéléromètre il ne prédisent pas l'avenir ,il suffit de leur adjoindre une boule de cristal ,mais ils sont extrèmement réactifs
leurs algorithmes intégrent les mouvement du bato et ils agissent en conséquence .
mais ceux là ils coûtent les deux bras et un oeil
alain

14 jan. 2016
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Et 8 choses de la vie ...

15 jan. 2016
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Salut,
C'est sympa de s'intéresser à mes travaux ! :-)

J'ai fait mes premiers tests en embarqué, mais en voiture. Tout fonctionne bien, mais c'est facile, rien n'est piloté pour l'instant... Le but est de voir comment se comportait l'IMU 9 axes et le GPS haute fréquence dans un véhicule qui bouge.
Eh c'est bluffant. Le magnéto capte bien le cap, malgré la cage de faraday de la voiture. L'acceléro permet bien de corriger l'orientation de la boîte : le cap est trouvé peu importe l'orientation du capteur. Bref, comme un tel portable.
Le GPS haute fréquence est également très réactif. Je l'ai réglé à 20 Hz pour le micro-contrôleur. Et je récupère les infos à peu près à 10 Hz sur le PC distant. A peu près, parce que j'ai implémenté un système non temps réel de question-réponse entre le PC et le micro-contrôleur, pour pouvoir y mettre un système de watch dog simple. L'avantage est de limiter la charge CPU au minimum dans l'embarqué.

J'ai sourcé trois vérins industriels, en faisant une comparaison des principaux pilotes auto existant sur le marché. J'en ai trouvé trois.

Prochaines étapes :
- ajouter un lecteur SD à l'embarqué pour pouvoir logger les infos à 20Hz directement dans l'embarqué.
- ajouter une liaison Wifi pour remplacer la liaison RS232 qui va vers le PC.
- implémenter l'étage de puissance pour l'asservissement du vérin.

...Et faire des tests pour de vrai ! :-)

Pour rebondir sur l'aspect "prédiction" : j'imagine qu'il est possible de prévoir une houle régulière à partir de l'analyse des flux du gyro. Un phénomène oscillant (houle par l'arrière) peut-être modélisée avec une FFT, par exemple. J'ai hâte de pouvoir faire des essais en mer pour voir ce que ça donne.

Pour l'instant, j'ai implémenté un PID. Le but est quand même d'avoir un pilote fonctionel alors avant d'essayer de modéliser quoi que ce soit, je pense qu'améliorer le PID par un "autotune-PID" permettrait déjà d'adapter les coefficients P, I, D en fonction de la dynamique du bateau : lent, rapide, etc...

Après, il y aura le mode vent à faire. Encore pas mal de boulot ! :-)

15 jan. 2016
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Et bien BRAVO, c'est quand même pas rien ...
Très intéressant.

Les pilotes actuels du marché sont aussi en PID. Bien sur on peut penser y ajouter du prédictif, etc, etc mais ca ne semble pas sur le marché. Par contre les nouveaux modes du dernier NKE (mode surf et mode rafale), je ne sais pas trop comment ça intervient dans la boucle de CR.

Bon, on te suis, alimente nous en info. Bon courage !

15 jan. 2016
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J'ouvre un fil pour ne pas polluer celui-ci, sujet connexe.
www.hisse-et-oh.com[...]mea0183

19 fév. 2016
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Aller, un petit up pour avoir des nouvelles de Blacknav...

21 fév. 2016
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Salut,

Au final, je vais finir par ouvrir un blog ! ^_^
J'ai avancé : j'ai trouvé le vérin et je suis en train de mettre en place le Wifi.
Le vérin :
Pour trouver le bon vérin, j'ai fait une comparaison des pilotes sur le marché, en ratissant large : ST2000, TP32, mais aussi les

vérins pour pilote in-board l Lecomble&Schmidt, Raymarine, etc...
En prenant les caractéristiques indiquées dans les notices, j'ai calculé pour chacun ce qui importe réellement au final : le couple

en N.m et la vitesse angulaire en °/s, ramenés à la mèche de safran. Les différences sont importantes comme on peut s'y attendre.

Ci-dessous, le résultat de mes calculs, qui permet de comparer les performances mécaniques. A prendre avec des pincettes, car je me

suis peut-être trompé dans mes calculs d'une part, et les données sont issues de manuels utilisateur ou de revendeurs sur internet.
Ma référence est le ST2000, car c'est le pilote que j'utilise, et c'est lui que je vais observer pour voir si j'arrive à faire

mieux ! :-)
Dans la liste ci-dessous, je donne les vitesses angulaires en (°/s) puis le couple exercé sur la mèche de safran en (N.m).

barre franche :
ST2000 : 7 / 345
TP 32 : 7 / 391
SPX5 (maintenant EV100) : 10 / 293
inboard :
Raymarine T1 : 6.4 / 737
Lecomble & Schmidt ST16 : 4 / 855
Jefa : ? / 1000
(je n'ai pas trouvé de données de vitesse pour Jefa)

On voit grosso-modo, que les pilotes de barre franche semblent plus rapides que les in-board, mais que ces derniers sont deux à

trois fois plus puissants. Il est admis que les pilotes in-board sont plus performants que les pilotes de barre franche. Il

semblerait donc que le critère du couple soit prépondérant sur celui de la vitesse.
Partant de ces chiffres, je me suis mis en quête d'un vérin électrique industriel, avec la contrainte qu'il soit mécaniquement

compatible avec les fixations de mon actuel TP2000. J'ai envie de pouvoir faire du plug&play : mon bricolage VS TP2000, et passer

de l'un à l'autre en 10 secondes.

Le vérin que j'ai finalement trouvé (et j'ai galéré...) vient d'un fabricant allemand : DriveSystemEurope. Comparé à mon ST2000, il

sera un peu moins rapide : 6.5°/s contre 7°/s, mais beaucoup plus puissant 250 kg de poussée, contre 77 kg pour le ST2000. Ramené à

la mèche de safran, mon vérin allemand devrait avoir les même caractéristiques qu'un Lecomble & Schmidt ST16, mais 50% plus rapide.

En effet, le vérin allemand va permettre de faire du 6.6 °/s avec un couple de 890 N.m (4°/s et 855 N.m pour ST26). Je me pose

quand même la question de la solidité de l'accouplement mécanique sur la barre franche. Je crains que la petite tête d'homme sur la

barre franche ne supporte la poussée dans des conditions difficiles. C'est un risque.
De plus, ce vérin est muni de deux capteurs de fin de course et surtout d'un codeur analogique absolu qui me permettra de connaitre

la position de la tige et donc de l'angle de barre. Enfin, il est étanche IP65, ce qui veut dire d'après Wikipedia :
"totalement protégé contre les poussières" et "Protégé contre les jets d'eau de toutes directions à la lance (buse de 6,3 mm,

distance 2,5 m à 3 m, débit 12,5 l/min ±5%).". Je l'ai commandé, maintenant il faut attendre 8 semaines !

Pour patienter, je me suis attelé à l'interface Wifi. Pour l'instant, je communique avec le microcontrôleur via une liaison RS232. Et je suis en train d'intégrer ESP8266 pour remplacer le fil par une liaison Wifi. Ca commence à fonctionner, mais il faut encore que j'encapsule mon protocole dans les commandes AT comprises par l'ESP8266.

Voila, où j'en suis. Maintenant, il me faut attendre le vérin...

21 fév. 2016
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Il n'y a pas l'info que tu cherches sur les JEFA ?
www.jefa.com[...]ear.htm
et
www.jefa.com[...]dd1.htm
Pour accélérer les vérins (ceux qui ont du couple à revendre), ne suffit-il pas de réduire la distance / le rayon avec l'axe du safran ?

22 fév. 2016
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Salut BlackNav
Chuis pas matheux, pourtant c'est ainsi que j'ai compris les graphiques.
Sur l'axe horizontal, le couple,
sur l'axe vertical gauche, le temps de butée à butée (250mm de rayon pour le LD-12)
sur l'axe vertical droit, la consommation en Ampère.

22 fév. 2016
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:-)
Et d'un tarif intéressant, d'autant que tu peux les avoir avec un "capteur d'angle" intégré.
Je pense que l'actionneur de mon pilote sera (moyen terme) un LD100

22 fév. 2016
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Salut,
Je n'ai pas trouvé de notion de vitesse dans la doc de Jefa. Si tu en trouves cela m'intéresse !
Et tu as raison, pour augmenter la vitesse angulaire, il suffit de diminuer le rayon, à vitesse tangentielle constante. Ma contrainte est que je ne veux pas modifier les points de fixation dans le cockpit et sur la barre, pour pouvoir faire une comparaison directe avec mon brave ST2000.

22 fév. 2016
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Bien vu !
Donc pour le LD100, ça fait du 4°/s et 980 N.m de couple. Soient des performances très proches du Lecomble & Schmidt ST16 (4°/s et 855 N.m), et supérieures au Raymarine T1. Ca rejoint les impressions d'utilisateurs glanées à droite à gauche sur H&O et autres forums.
Pour moi, le LD100 est une pure merveille.

21 fév. 2016
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Que de compétences nécessaires pour faire tout ça .... Bravo, veinard.

21 fév. 2016
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Très beau travail Blacknav. Je suis admiratif de la persévérance qu'il faut pour ca.
Pour ce qui est du couple, j'aurai dit (sans avoir creusé la question) qu'il faut plus de couple pour un bateau plus lourd et/ou en fonction de l'endroit où le verin agit sur la barre. La vitesse par contre semble être un critère important puisqu'elle agit directement sur le temps de réaction de l'asservissement (?). J'ai étudié tout cela pour modéliser des systèmes et développer des asservissements, mais c'était il y a très longtemps. Je reste donc à l'état d'observateur...
tu nous feras voir tout ca? Un blog pourquoi pas,...... Oui je sais, ça fait ca en plus .......

22 fév. 2016
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Merci ! :-)
voila une question intéressante : la notion du déplacement du bateau pour les pilotes. Je pense qu'il s'agit d'une approximation commerciale pour permettre une sélection approximative. Seules importent les notions de couple et de vitesse. Un voilier de 15t avec un safran très compensé ne sera pas plus difficile à barrer qu'un bateau de 2t avec aucune compensation.
Lecomble & Schmitt en parle très bien là :
www.ls-france.com[...]couple/
...et on voit que la notion de déplacement du navire n'intervient pas.

22 fév. 2016
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tel.archives-ouvertes.fr[...]ocument
la thèse sur les pilotes autos faite à brest

22 fév. 2016
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Merci, superbe document, bien écrit en plus

13 mai 201616 juin 2020
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Bonjour tous,
j'ai trouvé ce fil de discussion lors de mes recherches pour fabriquer un remplaçant pour mon vieil Autohelm 2000 analogique. Il date du XXème siècle et fonctionne toujours grâce à mon fer à souder mais a besoin d'attentions particulières pour fonctionner.

Je me suis lancé dans l'aventure Arduino. Reste à finaliser par des tests en mer mais je suis confiant. La greffe du vérin d'origine a pris et il reste à ajuster les coefficients de la formule de calcul de commande (proportionnel-dérivé...).

pour les curieux, le code, le plan de câblage et le programme de visualisation sur Mac/PC (avec Processing) sont téléchargeables sur GitHub : github.com[...]p/yaaap

Bonne préparation pour cet été...

15 nov. 2017
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Salut,

Je remonte ce fil pour ceux que ça intéresse. J'ai pas mal progressé depuis !
Le pilote commence à fonctionner. Mais je vais changer de capteur 9 axes pour passer à un module MPU-9250 qui coûte beaucoup beaucoup moins cher, et est plus efficace que le module que j'utilise acutellement. Je l'ai reçu, il faut que je l'intègre maintenant.

La liaison Wifi fonctionne bien. Je implémenté une trame NMEA avec toutes les infos pour le debug et je génère aussi du flux NMEA standard à partir des infos des capteurs intégrés. Ca fonctionne bien sur iSailor. Du coup j'ai aussi implémenté un mulitplexeur NMEA, qui permettra de connecter une girouette et le flux NMEA de l'AIS pour tout avoir en Wifi.

J'ai ajouté à tout cela un capteur de courant et un baromètre. Le capteur de courant pour servir de détection de butée mécanique et éviter de tout exploser en faisant forcer le vérin. Le baromètre pour générer une trame NMEA standard et implémenter un "détecteur de tempête" (détecter une baisse brutale du baro et déclencher une alarme).

A faire pendant les longues soirées d'hiver :
- intégrer le nouveau capteur 9 axes.
- refaire des essais en mer
- ajouter un lecteur de carte SD pour avoir la fonction boîte noire
- ajouter des modules d'interface RS422 pour gérer des flux NMEA en entrée et en sortie.

L'idée au final est de faire un "boat brain".

15 nov. 2017
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Je récupère l'idée du capteur de courant !

15 nov. 2017
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c'est extrèmement intéressant ..
quand est'il de l'ecu qui fournit un courant proportionnel à la vitesse de déplacement du vérin en fonctions des données fournies par le capteur d'angle de barre ,le flushgate et le compas magnétique
et ceci pour ajuster la vitesse de correction et le couple nécessaire
au déplacement du safran ?????
avec le même pilote et le même vérin ,la réactivité et la consommation
seront différentes suivant le bato qui en est équipé .
sur mon boat j'ai un vérin robertson prévu pour un voilier jusqu'a 14m
et 12t mini .avec un ghp12 garmin
le mien ne fait que 9m et 5.5t en charge

finalement je me rend compte qu'il fonctionne mieux que le 4000w que j'avais avant et consomme moins .
.
les données de vitesse et de poussées sont les maxi que peut fournir le vérin si on l'alimente directement avec une batterie ce qui n'est pas le cas du calculateur .
alain

29 nov. 2017
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Très bien ce forum !
Je retiens pour l'instant Black Nav et gatonegro pour ARDUINO.
J'ai un Sun legend avec un pilote ST 3000 et vérin Lecomble et Schmitt ST 16.
Je vais aller voir à quoi ressemble un Ardu Pilot.
Joël

11 mai 2018
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Bonjour !
Je fais un UP sur le forum pour avoir des nouvelles de ton pilote Blacknav !
Depuis pas mal de temps je fabrique moi aussi un pilote automatique pour mon bateau, le but étant de limiter les coûts au maximum.
J'en suis à 150€ et du point de vue électrique et mécanique tout fonctionne ! Actuellement je bloque sur le réglage du PID, avez vous surmonté cette difficulté ?
Quelle est la fréquence d'échantillonnage de ton programme ?

Willy

11 mai 2018
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Salut
Pour le reglage d'un PID, la methode de Ziegler et Nichols a fait ses preuves.
Voir par exemple : fr.wikipedia.org[...]Nichols
Donnes nous des infos sur ton développement ...

11 mai 2018
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Moi je vous tire mon chapeau les gars :pouce:

15 mai 2018
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Bonjour à tous !
J'ai composé un petit prototype ARDUINO avec une boussole HMC 5883, un ecran LCD 4 X 20 et le choix du cap voulu par potentiometre. l'écart entre la consigne et le cap réel actionne un servo moteur et ça marche !
Mais le montage par fils seulement connectés est un peu instable, aussi je suis en train de tout souder.
a plus !

15 mai 2018
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Salut Liza !
Tu peux nous donner plus de détails sur ton montage ? Quel genre de servomoteur utilise tu et quel traitement appliques tu à l erreur ? (PID ? Ou simplement proportionnel ?)
Sur quel bateau l as tu testé ?

Bonne journée,
Willy

15 mai 2018
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merci pour ce fil

pour répondre concrétement à la question initiale, je sors de 13 ans en dufour 34 perf avec un pilote st 6000 pour maintenant un pogo 30 avec gyro nke.

si on parle de largue avec 1.5 à 2 m de houle courte dans 20 à 25 knts de vents

le dufour ne faisait que subir et accentuait le roulis et le zig zag sous pilote.
impossible de le laisser barrer avec de la toile à des vitesses entre 7 et 9 knts

le pogo dévalle la vague entre 8 et 12 knts au planing, place le bateau et gère le cap bien mieux que je ne sais le faire après 6 mois
pendant ce temps, je suis à l'intérieur, tranquille, ça marche tout seul une fois les voiles correctement réglées.

donc, OUI et il n'y a pas photo

précision, je n'ai pas encore le mode vent réel, me suis fait quelques frayeurs à l'abatée en mode vent apparent que je réserve exclusivement au près désormais et utilise pour l'instant le mode cap dans la situation décrite ci dessus

18 mai 2018
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Bon, pour ceux que ça intéresse, voila où j'en suis :

je n'ai pas travaillé dessus depuis un bon moment. Et au fil du temps, j'ai ajouté des fonctions : interface wifi, baromètre, GPS haute fréquence, mesure de courant, etc...
Concernant le PID, j'ai un vrai phénomène d'instabilité, enfin je pense. J'ai une belle courbe de résonance... Mon algo de PID prend en entrée le cap du bateau, corrigé par le capteur 9 axes. J'ai donc une lib qui fait l'hybridation des 3 capteurs (magnéto, accéléro, gyro) pour sortir un cap précis et réactif. Ensuite, l'algorithme calcule l'erreur par rapport à la consigne et applique dessus les coefficients P, I et D, avec les notions d'intégrale et dérivée associées. La grandeur de sortie qui en résulte est alors envoyée à l'étage de puissance qui commande le vérin sur la barre franche. Mais c'est très très instable. J'ai essayé d'appliquer différentes méthodes de réglage, mais ce n'est pas convaincant. J'ai fait mes premiers essais sur un plan d'eau calme, au moteur, sans les voiles. Ça fonctionne à peu près, le pilote tient à peu près son cap, mais cela reste très instable. Et en tout cas, très en-deça des performances de mon ST2000.
Je me suis mis à potasser un peu plus et j'ai relu la thèse sur les pilotes auto dont le lien est donné dans le fil. J'ai aussi passé pas mal de temps sur le site NKE qui contient beaucoup d'information.
Il ressort un élément fondamental qui m'avait échappé : la grandeur de sortie de l'algorithme ne doit pas être la vitesse de sortie du vérin, mais la position du vérin. Quand il y a une erreur de X degrés, on pousse la barre pour donner un angle Y au safran (coefficient P). S'il il ne se passe rien, ou bien si ce n'est pas suffisant au bout d'un certain temps, on va pousser un peu plus (coefficient I). Et enfin quand le bateau revient sur son cap, on va ramener la barre dans l'axe, en ralentissant au fur et à mesure que le bateau revient (coefficient D). C'est bien comme cela qu'un barreur agit.
J'ai donc décidé de casser mon algo, pour essayer de calculer une estimation de la position de la barre en fonction des temps de commande du vérin. Je pose comme hypothèse que l'on enclenche le pilote avec un angle de barre à 0°. J'ai la doc technique du constructeur qui m'indique les vitesses de sortie de tige. Avec l'horloge temps réel de l'Arduino, il "suffit" alors de faire l'intégrale des temps de commande pour avoir une position du vérin. Et c'est cette position calculée qui doit être la sortie de l'algorithme du PID.
Et cela explique pourquoi le capteur d'angle de barre est si important sur les pilotes du commerce : cela permet au calculateur de passer d'un mode "position de la barre estimée" qui reste une estimation imprécise vu l'inertie mécanique par rapport à la précision d'une horloge temps réel, à une "position de la barre mesurée" qui est plus fiable et représente la réalité fidèlement. L'algorithme de conservation du cap est donc bien plus efficace dans le cas d'un fonctionnement avec capteur !

Sur mon vérin, j'ai un capteur analogique qui indique la position de la tige. Je pourrai en faire l'acquisition avec l'Arduino plutôt que d'essayer de calculer la position de la tige par la somme des temps de commande. Mais je voulais être sur le même pied d'égalité que le ST 2000 pour le battre.... ;-) cela dit, ils ont peut-être mis un capteur qui compte les tours du moteur. Faudrait que je l'ouvre pour en avoir le coeur net !

Voila donc où j'en suis. Malheureusement, du fait de problèmes perso, je n'ai pas pu retravailler dessus depuis quelques mois. Mais je vais m'y replonger, car il fait aussi multiplexeur NMEA et je voudrai le relier à mon AIS pour qu'il m'envoie les trames NMEA AIS sur iPad.

...et en attendant, je me suis procuré un très beau régulateur d'allure (Beaufort, modèle Castor). Une merveille de low-tech !

Bref, il faut continuer à faire vivre ce post "intelligence des pilotes auto". Le premier qui arrive à tenir un cap au près dans le clapot à gagné ! :-)

18 mai 2018
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Bravo Blacknav, je trouve ça passionnant. Effectivement, si la commande est sur la position, quand tu pilotait en vitesse, tu introduisait la dérivée, et donc un facteur d'instabilité important.
Maintenant, avoir la position par calcul, n'est ce pas introduire bien beaucoup de parametres et d'incertitude? Une position obtenue par une règle de mesure absolue (genre règle inductosyn) serait bien plus fiable, non ?
En tout cas, accroches toi, c'est un très beau projet.

18 mai 2018
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Voisin de votre analyse dont se fait une correction à effectuer avec le gouvernail d'un mobile avec de l'inertie évoluant dans un fluide:
Pour sortir un avion d'une vrille déclenchée il faut immédiatement mettre la gouverne de direction (à fond dans ce cas particulier) du côté opposé à la rotation et maintenir cette position tant que la rotation n'est pas stoppée (temps assez court dans ce cas) que la correction se fasse avant de ramener la gouverne au neutre.
Il y a en effet un retard entre l'action et le résultat.
Pour avoir douté de cette nécessité d'attendre, car ce jour la vrille prenait du temps à s'arrêter, un bon voltigeur s'est tué

18 mai 2018
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BlackNav: tu connais peut-être déjà mais sinon regarde du côté de pypilot, développé par l'un des développeurs d'OpenCPN, y a peut-être moyen de mutualiser des développements... (pypilot.org)

18 mai 2018
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Salut Blacknav, ta réponse est passionnante car elle correspond exactement aux problèmes que j ai rencontré avec mon pilote fait maison ! Je suis passé à la mesure de position de verin il y a deux semaines et ça a complètement réglé le problème d oscillations ! Cela dis mon pilote n arrive toujours pas à tenir longtemps un cap et dérive doucement au bout de 5 min... Je pense que ça vient du fait que je prends comme 0 pour la barre la position du vérin au moment où j enclenche le pilote donc avec une barre pas forcément droite ! La modification de code est minime, je vais tester ça ce week-end !
Je vous tiens au courant !
Merci à tous pour vos super contributions !
Willy

18 mai 2018
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Salut à tous !
Ah, une saine émulation commence... :-)
J'enrage que mon fidèle destrier soit au paddock (changement des bagues de safran...) sans quoi je me serai lancé dans la course dès ce week-end. Ça doit pas être si compliqué nomdidiou !

Resal : donne-nous des infos sur ton système : capteur de cap, CPU, vérin, etc... qu'est-ce que tu utilises ?

Stelian : je connaissais pas, mais je vais regarder cela, merci.

Herver et Outremer : merci !

18 mai 2018
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Mon système:

Côté méca j ai bricolé un vérin électrique avec un moteur continu 12v de récupération et une tige filetée, pour la position j utilise un capteur ultrasons qui mesure la distance jusqu'à la fin de course.

Côté élec mon étage de puissance c'est un pont en H avec deux relais et une batterie de voiture (qui fait toute l énergie à bord).
Comme contrôleur j utilise un arduino une avec un shield accéléromètre 9axes et un capteur infrarouge pour la télécommande !

Côté info après avoir beaucoup galéré à faire marcher tout les capteurs ensemble (infrarouge et ultrasons demandent tout les deux du vrai temps réel...) j ai un PID basique avec une erreur définie par l écart entre le cap consigne et le cap de l accéléromètre corrigé.

C est à peu près tout !
Ah si je me demandais si ça intéresserait des gens un pilote complètement open source et modifiable avec d éventuel kit ou avec des connaissances basiques ! Le miens me reviens pour l instant à 150€, on pourrait en faire profiter plus de gens !... Enfin si il se décide à fonctionner ! ????

18 mai 201818 mai 2018
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Bonjour les amis du pilote intelligent.
Je m'étonne que vous ayez besoin de connaitre la position de la barre. On ne cherche pas le milieu mais la position d'équilibre. Avec du trim si besoin. Surtout au près.
Les vieux pilotes analogiques n'avaient aucun capteur de ce genre.
Si ma version perd parfois momentanément le cap et manque de réactivité en clapot. Il tient la route par temps maniable. Il remplace l'ancien sans gps ni wifi ni nmea ;)

Les IMU se calibrent toujours au démarrage et au repos. C'est en général pris en charge par la bibliothèque FreeIMU ou autres. Pour ne pas dériver petit à petit comme certains le constatent, il faut sauter cette étape de calibrage accéléromètre au démarrage à bord d'un voilier qui bouge tout le temps et utiliser des valeurs mémorisées en EEPROM.

Tout cela est maintenant obsolète depuis qu'il faut tout réécrire pour des processeurs esp32 beaucoup plus puissants... Ce que je n'ai pas fait.

Voir aussi forum.arduino.cc[...]dex.php à propos de ma version (sources et plan de câblage sur github).

18 mai 201818 mai 2018
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Le mien marche depuis plusieurs saisons...(au moins 3 voire 4;) Une vidéo sous spi ici: photos.app.goo.gl[...]kldZ5x1

Cela ressemble sinon bien à ce qui a déjà été décrit ci-dessus
Arduino, capteur imu 9 axes (magnéto, accéléromètre et gyroscope)
Vérin Home made avec capteur de position par potentiomètre et rouages de démultiplication, vis à billes (plus efficace). La première version n'avait pas de capteur, juste une mesure du temps quand il était enclenché, cela marchait bien aussi

Mes développements récents ont porté sur le calibrage du magneto (enfin au point), un mode virement et tuning des paramètres du pid en live par une appli de téléphone (plus ergonomique que des boutons)

Mon algo (maison) me fait un taux de rafraîchissement de 400hz, ce qui est trop rapide par rapport aux réactions lentes du bateau (possibilité de moyenner pour avoir des fréquences plus lentes aussi)
Je trouve quand même que sur mon bateau qui est plutôt toilé et volage (+bastaques) quand les conditions se dégradent, ça reste moins efficace qu'un bon barreur.

J'ai l'impression que le pid souffre du retard de l'effet de la barre sur la correction (particulièrement visible à faible vitesse) et me demandais finalement si les solutions du commerce utilisaient pas justement des asservissement plus sioux...

L'arduino a trop peu de mémoire pour faire des approches plus statistiques mais si il a des pistes intéressantes, il existe d'autres puces plus puissantes pour tester ça

À suivre

19 mai 2018
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bonjour ,
je suis un ancien électronicien analogique ,comme le numérique je n'y comprends rien ,j'ai installé sur mon boat un garmin ghp 12 avec giro .
qui évidement barre bien mieux que moi surtout sur le long terme ..
j'ai donc le pilote garmin ,un capteur d'angle de barre autohelm et un vérin robertson ,j'ai galéré pas mal pour marier tout ça ensemble avec l'aide du sav garmin (je les remercie encore)
.
avant j'avais un 4000w avec capteur d'angle ..qui barrait à peu près
à toutes les allures sauf plein vent arrière ou il devenait dangereux .
le whisbone fait 8m de long et la voie 55m2 complètement débordée il y a plus de 20m d'écoute dehors
dès qu'il y a une petite rafale le canote loffe et le pilote contre mais pas assez vite donc il continue de contrer et le canote repart à l'abattée ,le pilote n'a pas le temps de revenir que le whisbone a empanné en balayant le pont avec l'écoute si elle attrape quelque chose c'est arraché ,j'ai galéré pour trouver un système de frein de bôme mais je n'ai rien trouvé ..
donc avec le nouveau pilote je garde tout dessus avec 15nds apparents vent arrière ce qui fait dans les 25nds de vent réels
et je n'empanne plus ..
alain

19 mai 2018
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Il n'y aucune différence conceptuelle entre un système bouclé analogique et le même traduit en numérique.
Les amplificateurs opérationnels analogiques permettaient à faible cout et

19 mai 2018
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Le concorde comportait de l'électronique numérique, et même des processeurs (80286)

19 mai 2018
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suite: à faible cout, à action immédiate sur les paramètres, de faire de très belles simulations. En 1960 Le simulateur de vol de "Caravelle" était purement analogique.
Il n'y avait pas ou peu de numérique sur Concorde
L'inconvénient de l'analogique est éventuellement l'imprécision relative et surtout la dérive inéluctable,
résolue par la transposition en numérique, depuis qu'on dispose d'échantillonneurs, de convertisseurs et de calculateurs accessibles à la hauteur du problème à traiter, tout le reste revenant au programme.
En 1970 le simulateur de Boing 727 était purement numérique.

19 mai 2018
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Par rapport à ce retour, je suis quand même partagé ...
Je ne sais pas précisément comment fonctionne un PID, mais si je comprends bien, c'est une fonction instantanée de réponse en fonction des capteurs, incluant des paramètres constants définis par le réglage...
Si je comprends bien, un PID, pour un ensemble des signaux de capteur de valeurs données, renvoit toujours la même réponse en fonction des paramètres, quels que soit les états précédents : l'historique n'est pas un paramètre d'entrée.
En d'autres termes, il n'apprends pas.
Du plus, il n'est pas capable de décaler sa réponse. (si on suppose que les signaux d'entrées fournissent une sinusoide, alors le signal de sorti fourni aussi une sinusoide, et le décalage entre les deux est fixe - et serait même fixe par construction, hors paramètes)
Problème : la réponse idéale peut être sur un décalage variable selon les conditions.
En gros, ca reste du réactif.
De même, je trouve cela un peu dommage qu'il faille travailler sur la position de la barre plutôt que sur son déplacement : ca revient à travailler sur son déplacement sur un mode "tout ou rien". En gros, pas trop capable de moduler la vitesse des mouvements de barre. (mais pas sûr que ce soit utile, il est vrai)
Après, je comprends que ma vision puisse être excessive et ne puisse pas déboucher sur quoi que ce soit de concret/efficace/raisonnable, et qu'un PID bien configuré soit suffisant pour faire le job (avec potentiellement un apprentissage par renforcement pour faire progresser les paramètres)

19 mai 2018
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P: c'est un coefficient qui agit sur la différence entre le cap que tu veux suivre et le cap que suit le bateau. En gros, plus l'écart de cap est important, plus le coup de barre est important.

I : coefficient appliqué à la somme des erreurs enregistrées. En gros, si le coup de barre donné par P n'est pas suffisant au bout de "x" secondes, alors I va en remettre une louche. Il continuera d'en ajouter tant que l'écart de cap ne diminue pas.

D : coefficient appliqué à la vitesse de réduction de l'erreur. En gros, quand P a donné un coup de barre, et I a rajouté des louches pour que ça réagisse, alors D calme le jeu pour pas que la barre revienne trop vite et le bateau empanne et vire de bord.

Bon, n'oublions pas que le PID est un algorithme d'asservissement très utilisé, mais assez basique. Je pense que les pilotes modernes utilisent des algo bien plus complexes.

A noter qu'un régulateur d'allure n'utilise que P, et ça fonctionne bien, paraît-il (pas pu tester le mien encore).

20 mai 2018
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chapo les gars vous êtes d'une autre planète ,
j'en suis resté au tableau de carnot
et ce dont je suis sur c'est qu'en 2012 on a remplacé un 1 par un 0
alain :reflechi: :lavache:

20 mai 2018
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Euh Karnaugh?

21 mai 2018
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personne de percute ,ça m étonne il n'y a pourtant pas que des nains du cerveau ou des zéro.
alain :whaou: :heu:

20 mai 2018
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Un PID n'est peut être pas suffisant, De vieux souvenirs reviennent en tête, avec des asservissements avec anticipation. J'ai oublié pas mal de choses, mais il,y a de la littérature sur le sujet.
Le chapitre 9 de ceci peut éventuellement apporter des infos à ceux qui veulent bien se replonger dedans... sitelyceejdarc.org[...]NTS.pdf

24 mai 2018
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Pourquoi ne pas regarder du coté de ce qui se fait pour les drones? Ils utilisent les memes centrales a inertie, et fonctionnent sur des cartes arm compactes et pas cher.
Il y a peut etre quelque chose a piocher dans leurs algorithmes...

25 mai 2018
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Ben, la différence, c'est qu'un drone est extrêmement réactif, parce que ses moteurs sont puissants et qu'il est léger.
Par rapport à sa réactivité, on pourrait peut-être considérer qu'ils ne sont pas super stables non plus, mais c'est largement suffisant.
De plus, s'ils sont dans un milieu instable (l'air, ca bouge tout le temps, et pas qu'un peu), ils sont dans un milieu tout à fait imprédictible.
Alors qu'un pilote, s'il pouvait analyser le train d'onde, il pourrait savoir où il se trouve, et "voir" la vague arriver.
C'est cela mon message initial : je tournais la barre avant que la vague ne fasse changer le cap.

24 mai 2018
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même hardware et mêmes bibliothèques de gestion des capteurs... Mais un drone cherche une trajectoire stable en corrigeant l'assiette. Un voilier doit garder son cap sur un fluide mouvant. L'algorithme de correction est sensiblement différent. Ah si les sources de NKE ou Garmin étaient publiés...

24 mai 2018
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L'air, ca reste relativement un fluide en mouvement. J'ignore comment faire intervenir la densité du milieu, et l'inertie, mais ca me parait pas si éloigné...

24 mai 2018
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Double ration de frites au premier qui les poste ici !!!...

24 mai 201824 mai 2018
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while True:
if cap <> consigne:
agir ():

A la place de la deuxième part puis je avoir une côte de boeuf?

07 juil. 2018
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Salut tout le monde ! J'ai enfin pu faire mes essais et tout marche !... Au moteur sur une mer plate.... Bref pas encore au point ! Le problème vient de la donnée de cap qui n est pas fiable, des idées pour résoudre ce problème ?
Et comme c'est pas franchement le sujet de ce fil je propose à toutes les personnes intéressées de venir sur ce fil dédié: www.hisse-et-oh.com[...]a-force .

J y partagerais mes plans et mon code prochainement !
Bonne journée à tous !

10 fév. 2021
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je déterre ce fil avec un article sur les pilotes "intelligents" du VG
voilesetvoiliers.ouest-france.fr[...]c1492f8

Pour ceux qui veulent le même, c'est 15k€! ;-)

11 fév. 2021
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Super article, merci.
Je retiens les infos suivantes:
- ce super pilote utilise les mêmes vérins que ses concurrents. Tout se fait donc effectivemnet dans le soft
- 5 à 10 personnes et 6 ans de développement pour le pilote complet, partie physique et développement logiciel

11 fév. 2021
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Et surtout: le gain de vitesse est de 3 à 4%, soit autant que celui apporté par les foils, pour un coût 15 fois plus faible (500 k€ une paire de foils, 30 k€ le pilote de l'IMOCA).
En plus, une modification du paramétrage est moins cher que le remplacement des foils.

En plus, il y aurait la possibilité de faire des "évitements de l'élan" en cas de découverte d'obstacles sur la route à moins de 200 m.

12 fév. 2021
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Si le gain de vitesse était de 3 à 4%, les bateaux équipés par Madintec auraient mis 2 à 3 jours aux autres, or ils y a 8 bateaux qui sont arrivés en 19h.

12 fév. 2021
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Les systèmes météo n'ont jamais permis aux leaders de s'échapper vers l'avant... Dalin, Bestaven ont été en tête très très longtemps et pourtant ils finissent juste devant tout le monde. A chaque fois, ils se sont retrouvés devant des murs...
Les 3 à 4 % sont peut-être mesurés sur d'autres navigations ?

12 fév. 2021
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Les 3 ou 4% n'ont jamais été mesurés, il faudrait deux bateaux parfaitement identiques, avec les mêmes voiles et les mêmes réglages, navigant dans les mêmes conditions.

11 fév. 2021
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Et un autre élément intéressant, si je peux me permettre, est que le vérin semble moins travailler sur Madintec, ce qui semble améliorer la fiabilité.

12 fév. 2021
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Oui, j'imagine que c'est comme un barreur débutant, qui passe son temps à faire de grands mouvements de barre et se fatique, Vs un bon barreur qui fait surtout des petits mouvements. De sorte que le fait de mieux barrer entraîne qu'on se fatigue moins.

12 fév. 2021
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Hello
Enfin un fil intéressant...
@Blacknav: tu en es où dans ton développement ?

12 fév. 2021
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Au placard ! Je sature de l’électronique. J’ai acheté un régulateur d’allure à la place. :)
Pypilot fait des choses très semble-t-il.

12 fév. 202112 fév. 2021
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Aaaargh, tu ne voulais pas coder une ‘tite boucle d’asservissement par modèle inverse, histoire d’anticiper les réactions ? Ils embauchent chez NKE ...

12 fév. 2021
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Sans blague, j’ai postulé il y a 3-4 ans, j’ai eu un entretien, mais il n’embauchait pas à l’époque. Ça doit être assez passionnant !

12 fév. 2021
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J’en aurai bien fait mon boulot, mais maintenant c’est trop tard, j’ai décroché de ces développements. J’ai lu qu’ils cherchaient des tronches pour développer les futurs versions. Ils font aussi appel à des thésards...

12 fév. 2021
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Ils ont bien raison, Madintec a mis la barre haut, et quand on regarde leur équipe ce ne sont que thésards et docteurs !

12 fév. 2021
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C'est NKE qui a la pression.....

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