Réalisation

A. Electrotechnique

Tout le système électrotechnique a été réalisé en collaboration avec les BTS, à la fois au sein de leur lycée et dans les locaux des Mines.

Câblage des différents composants entre eux,
câblage des composants aux éléments du banc,
Disposition du maximum de composants électronique au sein d'une armoire sécurisée.

Ci-dessus, le schéma électrique des moteurs électriques

Ci dessus, le schéma électrique de l'armoire.

Ci- dessous, le modèle 3D de l'armoire.

Ci-contre, le résultat du montage de l'armoire électrique. On remarquera que les ventilateurs sont absents du montage final de l'armoire. Après concertation avec les BTS, nous avons décidé de ne pas les ajouter car les durées des tests sont assez courtes pour négliger l'échauffement des composants.

On ne voit pas les amplificateurs des capteurs d'efforts sur la photo, ils ont été montés ultérieurement à la prise de photo.

B. Vibrations du moteur

Dès les premiers tests sur le moteur thermique (démarrage et balayage en puissance), nous nous sommes rendus compte qu'il vibrait beaucoup. Un dispositif d'atténuation était donc nécessaire afin d'obtenir des mesures de couple correct par le capteur de force. Nous avons opté pour une stratégie en deux points : d'abord, utiliser des silent blocs (sortes de coussins de caoutchouc) que nous avons dimensionnés selon la vitesse de rotation et le poids du moteur, mais aussi un montage mécanique en balance.

Vue du dispositif d'atténuation des vibrations. On remarque dans la main de Louise le capteur d'efforts.

Nous avions imaginé dans un premier temps un montage en balancelle, mais après dessin sur Catia, nous avons décidé qu'un tel montage était trop compliqué et risquait de nous ralentir. Nous avons donc choisi d'utiliser des panneaux de bois souples, en installant une butée d'un côté, et le capteur de force de l'autre (en prenant en compte le sens de rotation du moteur).

Vue 3D du montage en balancelle

C. Acquisition et commande

Vue de l'interface graphique

L’interface Labview a pour but de commander les éléments du banc et de récolter les données issues des capteurs, les visualiser et les exploiter a posteriori.

Pour chaque élément, l’utilisateur peut imposer la commande manuellement ou sélectionner le mode automatique. Ce mode automatique sert pour la phase de simulation de vol pour laquelle le client nous a fourni un "plan de vol", c'est à dire l'état et/ou la puissance de chaque composant commandable à chaque seconde.

Conformément au cahier des charges, Labview utilisera le fichier de commande fourni par le client pour donner les instructions de puissance aux différents éléments du banc.

Le moteur pas à pas qui contrôle l’ouverture de la vanne du moteur thermique, est commandé en boucle fermée. Tant que la puissance souhaitée n’est pas atteinte, la vis sans fin continue de se déplacer. La vanne ne peut certainement continuer à s’ouvrir indéfiniment. Une fois que le capteur de fin de course se déclenche, la commande de la vanne est bloquée pour éviter la saturation. Cette saturation est due généralement à l'incrémentation continue du nombre de pas au delà de la limite maximale d’ouverture de la vanne. Ce nombre de pas peut alors tendre vers l’infini alors que la vanne est dans sa position maximale. Le retour en arrière pour refermer la vanne aura alors un temps de réponse énorme: le temps de revenir de l’infini par décrémentation jusqu’au valeurs réelles.

La commande l’embrayage consiste seulement en une commande booléenne.

Les moteurs électriques sont commandés par des signaux PWM.

Pour l’acquisition des données, on visualise grâce à l’interface Labview le couple du moteur thermique, le couple du frein, le courant, l’intensité, la vitesse de rotation.

On peut stocker dans un fichier toutes les données issues des capteurs pour les exploiter ensuite.

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