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. Mesurer les grandeurs électriques.
  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
 

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Note évolutive du TP : $(--) /(20)$

TP : Mesurer les grandeurs électriques.

1. Introduction

Le Bionic Bird n’est pas un drone comme les autres, ne cherchez pas les hélices, il n’en a simplement pas. En effet, cet appareil s’inspire du battement des ailes des oiseaux pour s’envoler. Cette science s’appelle le biomimétisme, elle consiste, pour faire simple, à observer les phénomènes mécaniques et biologiques de la nature pour trouver des solutions techniques, applicables à des objets de construction humaine. Cette technologie appliquée à un drone permet d’obtenir un engin volant insolite et totalement silencieux. Le drone se pilote à l’aide d’un smartphone et une application dédiée compatible Android et iOS.

Inventé par la start-up française XTIM BIONIC BIRD, Bionic Bird est porté par son créateur, Edwin Van Ruymbeke, le petit fils de l’inventeur de l’oiseau à élastique et son associé Marc Zeller.

Sources neozone.org

2. Objectif

L'objectif de ce TP est de mesurer, puis simuler les grandeurs électriques du drone Bionic Bird et de les comparer au diagramme des exigences.

3. Prise en main du système

  • Allumer le drone, la led bleue devrait se mettre à clignoter.
  • Vérifier que le Bluetooth de la tablette est activé.
  • Exécuter l'application FlyingApp sur le Smartphone, et connectez-vous à votre oiseau. Si l'appairage se fait correctement, La led bleue ne devrait plus clignoter.

  • Choisir le mode de pilotage indiqué par l'icône ci-contre : icone pilotage main

  • Placer "Cruise Contrôl" sur "ON", déplacer le curseur vers le haut pour que la vitesse de battement des ailes soit à 10%.

    icone pilotage main

    • Appeler le professeur pour faire valider le fonctionnement du drone (V1).

4. Performance attendue

diagramme des exigences
Figure 1 : diagramme des exigences

Relever dans le diagramme des exigences, la tension nominale de la batterie Ubat et sa capacité utile Qbat. (Voir Figure 1)

Appeler le professeur pour faire valider votre résultat (V2).

5. Mesure de tension

5.1 Performance mesurée

Pour mesure une tension, on utilise un voltmètre ou plus souvent un multimètre.

multimètre

Le voltmètre permet de mesurer une différence de potentiel. Il possède une borne de couleur noire  COM  (moins) et une autre de couleur rouge  V  (plus).

Il se branche en dérivation (ou parallèle) avec l'élément dont on veut connaître la tension.

Il peut mesurer une tension continue (VDC/=) ou alternative (VAC/~) selon le mode choisi en appuyant sur le bouton

  • Brancher les 2 bornes V et GND du Multimètre sur les 2 bornes Ubat et GND du drone afin de mesurer la tension de la batterie selon le schéma de câblage suivant :

  • Vérifier que le multimètre est bien Configuré en voltmètre continu (VDC).
  • Faire une mesure de la tension Ubat1 lorsque l'oiseau ne bat pas des ailes.
  • Faire une mesure de la tension Ubat2 lorsque l'oiseau bat des ailes à la vitesse maximale.
  • Comparer vos mesures à la tension nominale attendue.

5.2 Performance simulée

  • Télécharger le fichier suivant : meta.msim
  • Ouvrir ce modèle multiphysique avec Maplesim.
  • Placer une sonde en faisant un clic gauche sur le fil supérieur reliant la batterie au moteur la tension Ubat. Renommer Probe1 en Ubat.

  • Faire un clic gauche de la souris sur l'arrière plan du modèle (zone blanche) afin d'accéder aux paramétes du modèle.
  • Modifier le taux de charge de la batterie à 100 % (T_charge = 100), ainsi que Qbat (capacité de la batterie exprimée en Ah).
  • Rechercher dans le diagramme des exigences (Figure 1) la durée en vol à puissance maximale.
  • Renseigner ce temps de simulation et lancer la simulation en cliquant sur la flèche bleue.
  • Enregister le graphique en faisant un clic droit sur ce celui-ci et le sauvegarder au format jpeg.
  • Relever la tension nominale Ubat au début du cycle et comparer cette valeur à la tension Ubat nominale attendue.

Faire valider votre résultat par le professeur (V3).

6. Mesure du courant à la puissance maximale.

6.1 intensité attendue

On donne la relation suivante : $Ibat = "Qbat" / t$

  • Ibat en ampères,
  • Qbat capacité de la batterie en Ah,
  • t temps du vol à la puissance maximale à convertir en heures.

Calculer l'intensité Ibat attendue.

Pour faire une équation il faut l'encadrer par les signes dollars, exemple : $Ibat=(Qbat)/t$

Faire valider vos résultats par le professeur (V4).

6.2 Mesure du courant absorbé par le drone

  • Eteindre complètement le drone (interrupteur M/A).
  • Débrancher le fil qui relie les deux bornes Ibat et connecter les bornes 10A et GND du multimètre à la place, selon le schéma de câblage ci-dessous.

  • Configurer le multimètre en mode ampèremètre continu (ADC) en appuyant sur le bouton .

Appeler le professeur avant de remettre sous tension.

Relever le courant moyen affiché sur l'ampèremètre et comparer-le au courant attendu.

Appeler le professeur pour faire valider votre mesure (V5).

6.3 Simulation du courant absorbé par le drone.

En sélectionnant la sonde Ubat par un simple clic, décocher la tension et cocher le courant. Renommer Ubat en Ibat, puis relancer une nouvelle simulation.

  • Enregister le graphique au format jepg.

    • Relever le courant moyen fourni par la batterie et conclure.

    Appeler le professeur pour faire valider la simulation et la conclusion (V6).

    Fond : Texte : Tables :