SCIENCES DE L'INGENIEUR

Niveau : Première générale, enseignement de spécialité SI

 
  1. L'électricité et ses risques
  2. Les lois de l'électricité
  3. Analyse fonctionnelle d'un robot
  4. Codage de l'information
  5. Acquisition de l'information : Les capteurs
  6. Communiquer
  7. Alimenter les systèmes
  8. Distribuer l'énergie électrique
  9. formulaire
 
  1. Les puissances de 10
  2. Utilisation de la calculatrice
  3. Ecrire des équations en LaTeX
  4. Lampe autonome
  5. Energie et autonomie
  6. Représentation de l'information
  7. Acquisition de l'information
  8. Communiquer : projecteur scénique
  9. Alimenter : Centrale hydroélectrique
 
  1. Eclairage de vélo
  2. Afficher une information lumineuse
  3. Projet Blob de Thomas Pesquet
  4. Fournir l’énergie électrique au V.A.E
  5. Tapis de course interactif
  6. Etude des capteurs du Robot
  7. Thermomètre numérique
  8. Décoder un mot mystère
  9. Programmer en langage python
 

D
É
C
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TP : ELAIRAGE DE VELO

Note du compte rendu :

Note des validations :

1. Objectifs

Vérifier les performances d'un éclairage arrière d’un vélo à piles boutons définies par le cahier des charges tableau 1.

Dans le cadre de la conception de systèmes, dans un bureau d'études, une approche A.M.S permet de concevoir un objet technique (l'éclairage dans notre cas) et valider les exigences du cahier des charges établies en relation avec le client (A.M.S : Attendu, Mesuré et Simulé).

Avant de lancer la production du prototype, les ingénieurs utilisent des logiciels de simulation qui permettront de déterminer les écarts entre le cahier des charges (Attendu) et la simulation

Lorsque les écarts entre la simulation et le cahier des charges sont validées, on fabrique un prototype sur lequel on pourra effectuer les mesures et quantifier les erreurs par rapport au cahier des charges et/ou les simulations

Si le prototype est conforme, il sera présenté au client et fabriqué à grande échelle, si le client valide ses performances

Cahier des charges simplifié
Source lumineuse1 LED rouge
AlimentationPiles 2 x LR44
Autonomie>10h
Témoin d'usure des pilesOui
Poids<20g

Tableau 1

2. Simulation

Le modèle électrique simulé par les ingénieurs est le suivant :

2.1. Simulation de l'alimentation électrique

Attendu : 2 piles LR-44

  • Rechercher sur Internet la tension d'une pile LR-44 :

  • Simuler la tension des 2 piles associées en série :

    • symbole
    électrique
    d'une pile

    Exécuter le logiciel Multisim et reproduire le modèle électrique suivant :

  • Renseigner la tension en volts de chaque pile.

  • Cliquez sur le bouton pour lancer la simulation et relever la tension aux bornes des deux piles LR44

    • Relever la tension simulée éclairage éteint puis éclairage allumé (appuyer sur la barre d'espace du clavier, pour fermer l'interrupteur)

    • Tension simulée éclairage éteint : Vsimet =
    • Tension simulée éclairage allumé : Vsimal =

    2.2. Simulation de l'intensité du courant :

  • Lancer la simulation afin de relever le courant ILED1 et vérifiez que ce courant est inférieur à 50 mA, courant maximal préconisé par le constructeur

    • Faire valider vos simulations par le professeur

    3. Mesures

    3.1. Mesure de la tension des piles

    Pour mesurer la tension, utiliser le multimètre en position voltmètre.

    1. Placer le multimètre sur la position VDC (Volts),
    2. Brancher les sondes sur le voltmètre (1) et (2),
    3. Actionner l'interrupteur à glissière (3) pour allumer ou éteindre l'éclairage.

    Relever les tensions aux bornes des piles lorsque :

    • Tension mesurée éclairage éteint : Vmeset =
    • Tension mesurée éclairage allumé : Vmesal =

    3.2. Ecarts :

    Les écarts peuvent être calculés en effectuant une simple soustraction ou en pourcentage. Dans ce dernier cas, pour calculer l'erreur relative delta, on applique la relation suivante :


    $delta=(GRANDE~VALEUR-petite~va\l\eur)/(GRANDE~VALEUR)times100$

    Calculer les deux écarts relatifs:

    • δ1 : écart entre la tension simulée et celle mesurée, éclairage éteint,
    • δ2 : écart entre la tension simulée et celle mesurée, éclairage allumé.
    • Conclure sur la fiabilité du modèle électrique, sachant que l'écart ne devrait pas dépasser ±5%.
    Calcul de l'écart entre la simulation et la mesure lorsque l'éclairage est éteint :

	$delta1=(Vsim_(et)-Vmes_(et))/(Vsim_(et))*100$
			
	$delta1=(?-?)/(?)*100$

	$delta1 = ? %$

Calcul de l'écart entre la simulation et la mesure lorsque l'éclairage est allumé :

	$delta2 = ?$

Conclusion :

    3.3. Mesure du courant circulant dans la LED1

    On ne peut pas mesurer le courant sans modifier le circuit imprimé, mais on peut mesurer la tension aux bornes de la résistance R1, calculer le courant en appliquant la loi d'Ohm, sachant que R1=43Ω

    Rappel de la loi d'Ohm :

    $U=R \times I$

    Placer les pontes de touches du voltmètre en dérivation avec la résistance R1, comme illustré ci-dessous :

    Relever la tension mesurée, calculer l'intensité du courant I en appliquant la loi d'Ohm. Enfin calculer l'écart entre la Mesure et la Simulation:

    $Umes_(R1)=$

    Faire valider vos mesures par le professeur

    4. Résistance interne des piles

    On a remarqué précédemment que la tension des piles (ou des batteries) chute lorsqu’on allume l’éclairage.

    Pour avoir un modèle plus fiable de la pile (en pointillés ci-dessous), on rajoute une résistance interne en série avec les piles comme suit :

    La tension aux bornes de la résistance interne Rint est la différence entre Vmesal et Vmeset.

    Connaissant le courant mesuré, calculer la résistance interne des piles en appliquant la loi d’Ohm.

    $U_(Ri\nt)=?$

    Modifier le schéma de simulation en ajoutant la résistance interne avec sa valeur, modifier la tension V1 afin qu'elle corresponde à la valeur mesurée (led éteinte), puis relever les nouvelles valeurs de tension et courant simulés : LED allumée. Enfin conclure sur la fiabilité du nouveau modèle en recalculant les nouveaux écarts (led allumée).

    $Vsim_(et)=

    Faire valider vos simulations par le professeur

    Fond : Texte : Tables :