projet si bordage d’une voile d’un char à voile radiocommandé

PROJET SIBordage d’une

voile d’un char à voile

radiocommandé

SOMMAIRE

• Présentation du projet

• Conception préliminaire

• Conception détaillée

• Conclusion

Présentation du projet

• Spécifications du projet

• Cahier des charges

• Répartition des tâches

Spécifications du projet

• Utilisation du char à voile = force exercée par le vent sur la voile

• La voile doit dans tous les cas rester manœuvrable par l’utilisateur

• Border la voile = utilisation d’un servomoteur = consommation d’énergie

Le servomoteur est-il assez puissant pour

pouvoir border la voile avec un vent de force

4 ?

Comment peut-on démultiplier l’action

du servomoteur ?

Cahier des chargesFONCTIONS DE

SERVICECRITERES NIVEAUX

FP Permettre à un utilisateur de border la voile d’un char à voile radiocommandé

Vitesse du vent

Mini : 20 km/h

Maxi : 28 km/h

FC1 La voile doit être manœuvrable par le servomoteur

Surface de la voile

800 cm2 maxi

FC2 Etre aisément utilisable par l’utilisateur

Radio commande

Portée : 200 m maxi

Cahier des charges

FONCTIONS DE SERVICE

CRITERES NIVEAUX

FC3 Utiliser les caractéristiques des servomoteurs Futaba S3003

Couple 4.1 daN.cm maxi

Vitesse 0.19 s/60° maxi

FC4 Utiliser l’énergie disponible : 4 piles

Tension 6 Volts continu

Courant 2500 mAh

Répartition des tâchesSPECIFICATION / PLANIFICATION

Découverte des spécifications du projetRépartition des tâches au sein du groupe de travailPlanification temporelle du projet

CONCEPTION PRELIMINAIRE

Recherches documentaires sur les servomoteurscalcul de la force créée par le ventChoisir un logiciel de simulation

Répartition des tâchesCONCEPTION DETAILLEE

Mettre en place le protocole de mesure de la vitesse du ventComparer les résultats attendus entre les performances du servomoteur et l'effort mesuréMise en place du capteur d'effort

PROTOTYPAGE / REALISATION

Validation des caractéristiques de la transmission modifiéeTester et valider les modifications apportées

SOMMAIRE

• Présentation du projet

•Conception préliminaire

• Conception détaillée

• Conclusion

Conception préliminaire

• Recherche sur les servomoteurs

• Calcul de la force créée par le vent sur la voile

Recherche sur les servomoteurs

• Organe de commande

• Constitué d’un moteur CC + potentiomètre + engrenages renfermés dans un seul boitier

• Commander à distance un mécanisme

Recherche sur les servomoteurs

• Capable de maintenir une position grâce au potentiomètre

• Pratique pour connaitre sa position• Contraint à un angle maximum de

rotation• 1024 positions possibles : 0 =

gauche ; 612 = centre ; 1023 = droite• Précision dans les « mouvements »

Calcul de la force créée par le vent sur

la voile• Voile du char membrane plane• Force sur une membrane plane :

F = 0.5 * Cx * p * S * v2

• Cx, p = coefficients• S = surface de la voile• V = vitesse du vent

Surface de la voile

• Découper la voile selon un quadrillage• Compter le nombre de carreaux (1 carreau = 25 cm2 )• S = 0,51 m2

Calcul de la force créée par le vent sur

la voile F = 0.5 * Cx * p * S * v2

• Cx = coeff de pénétration dans l’air = 1 pour surfaces planes

• P = masse volumique du fluide = 1,25 pour l’air à 20°C

• S = surface = 0,51 m2

• V = vitesse du vent (de 20 à 28 km/h)

Calcul de la force créée par le vent sur

la voileVitesse du

vent {km/h}Vitesse du vent {m/s}

Force du vent sur la voile {N}

20 5.6 1021 5.8 10.722 6.1 11.923 6.4 1324 6.7 14.325 6.9 15.226 7.2 16.527 7.5 17.928 7.8 19.4

SOMMAIRE

• Présentation du projet

• Conception préliminaire

•Conception détaillée

• Conclusion

Conception détaillée

• Protocole de mesure de la vitesse du vent

• Mise en place du capteur d’effort

Protocole de mesure de la vitesse du vent

Objectif Mesurer la vitesse du vent

Phénomène étudié La variation de la vitesse du vent

Paramètre observé La vitesse de rotation des hélices en fonction de la vitesse du vent

Outils pour la mesure Anémomètre à hélices, air comprimé

Procédure - Placer l’anémomètre face au vent (à la sortie d’air comprimée)

- Augmenter le débit jusqu’à atteindre la vitesse du vent souhaitée (20 km/h ≤ Vvent ≤ 28 km/h force 4

Protocole de mesure de la vitesse du vent

Mise en place du capteur d’effort

• Mesures en Kg

• Simple d’utilisation

• 1 N = 1 kg.m.s-2

Mise en place du capteur d’effort

• Entre le servomoteur et la voile

• Vent = air comprimé

• Diffuser le vent

SOMMAIRE• Présentation du projet

• Conception préliminaire

• Conception détaillée

•Conclusion

Conclusion• Non-obtention des résultats désirés• Capteur trop lourd, vent trop faible = pas

de mesures• Agrandir la poulie = démultiplier l’effort du

servomoteur = limiter la consommation d’énergie

• Améliorer un système restitution des connaissances autonomie découverte des attentes du métier d’ingénieur