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ACQUISITION DES SIGNAUX DES CAPTEURS
DU VELO ASSISTE
PROTOCOLE EXPERIMENTAL
ACQUISITION DES SIGNAUX BRUTS DU VELO ASSISTEEXPE-ACQ-VAE
ACQUISITION DES SIGNAUX BRUTS DU VELO ASSISTEEdition 1 - 30/01/2018
Lycée Jules Ferry - 06400 Cannes [email protected] 1/7
A. PREPARATION MATERIELLE
A.1. Matériel nécessaire : Cette expérimentation nécessite :
• un cordon série Sub-D• un connecteur Sub-D à visser• un mini breadboard• un boîtier d’acquisition NI-USB 6008 ou 6009• 6 résistances de valeur identique et quelques fils...
A.2. Préparation
Les signaux issus des capteurs du vélo sont accessibles via la prise D-SUB 15 située à l’arrière du boîtier d’acquisition du vélo :
Il va falloir acheminer ces signaux vers l’ordinateur, en adaptant leur tension pour la rendre compatible avec les limitations du boîtier. La chaîne de mesure est donc schématisée ci-dessous :
Adaptation de tension Acquisition TraitementSignaux issus
du vélo
A.2.1. Récupération des signaux issus du boîtier du vélo
1. Connecter le câble série Sub-D à l’arrière du boîtier d’acquisition du vélo
2. Relier ce câble au connecteur à visser, sur lequel le numéro des broches est identifié.
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A.2.2. Adaptation des signaux à mesurer et câblage de la carte d’acquisition
La liste des signaux transitant dans la liaison série est fournie en annexe, avec leur brochage et leur gain.
On cherche ici à visualiser l’intensité moteur (Broche 1), la tension moteur (Broche 3) et la vitesse moteur (Broche 5).
Chacune de ces mesures est délivrée sous la forme d’une tension 0-10V. Or le boîtier d’acquisition NI-USB que vous allez exploiter n’accepte qu’une tension 0-5V. Il va donc falloir abaisser la tension à l’aide d’un pont diviseur de tension, et ce pour chacun des 3 signaux.
Le principe du diviseur de tension est rappelé ci-contre. En
particulier, si R1 = R2 alors VS =Ve2
Effectuer le câblage suivant :
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Broche 1 : Im
Broche 3 : Um Broche 5 : Nm
Broc
he 1
4 :
Mas
se
Il est impératif, afin de rendre l’acquisition compatible avec l’application Labview, que :
• le signal de courant (Broche 3) soit relié à l’entrée analogique différentielle AI0 du boîtier NI-USB
• le signal de la tension (Broche 1) soit relié à l’entrée analogique différentielle AI1
• le signal de la fréquence (Broche 5) soit relié à l’entrée analogique différentielle AI2
B. PREPARATION LOGICIELLE
B.1. Configuration de l’application
Ouvrir le logiciel «Labview», puis le fichier VAE3.vi :
Signaux Im et Um
Spectre de fréquence Im et Um
Signal Nm
Signaux superposés Im et Um
Paramétrage de l’acquisition
Configuration de l’analyse fréquentielle
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B.1.1. Configuration de l’acquisition
Il faut définir les voies analogiques sur lesquels sont reliés les signaux à mesurer. Par défaut, la voie proposée est dev1/ai0.
La liste déroulante permet de sélectionner le numéro correct du boîtier NI-USB (dev1, dev2, ou autre...)
Compléter le paramétrage en indiquant que les voies 0 à 2 sont traitées simultanément : dev1/ai0:2
B.1.2. Configuration de l’échantillonnage
Cette configuration sensible permet de définir la fréquence d’acquisition des signaux.
La source est à laisser sur OnboardClock (cadencement généré par la carte)
La fréquence d’échantillonnage est à choisir, sachant que ce choix conditionne la surcharge du système. Avec 3 voies simultanées, commencer par une fréquence de 2 kHz, que vous pourrez éventuellement augmenter en fonction de la charge du système.
Le nombre d’échantillons définit la taille du «buffer» (zone tampon dans laquelle sont stockées les données dans l’ordinateur avant traitement). Laisser la valeur par défaut à 100.
NB : si on souhaite une fréquence d’acquisition élevée pour l’analyse d’un seul signal, il est possible de définir une seule voie d’acquisition (dev1/ai1 par exemple) et ensuite saisir une fréquence d’échantillonnage plus élevée pour soulager le système
B.1.3. Configuration de l’analyse fréquentielle
Laisser les paramètres proposés par défaut
B.1.4. Configuration des caractéristiques des capteurs
Il faut pour finir définir les caractéristiques des capteurs (gain et pont diviseur de tension) afin que le logiciel puisse convertir la tension 0-5 V de la carte d’acquisition en grandeur physique mesurée (tension moteur, courant moteur, vitesse de rotation moteur)
Par le menu «Fenêtre», demander à «Afficher le diagramme»
Pour chacune des 3 voies, mettre à jour les valeurs :
• des résistances R1 + R2 et R1 du diviseur de tension de la voie
• du gain du capteur correspondant (voir tableau en annexe)
R1 + R2
R1 Gain
Fermer ensuite la fenêtre du diagramme
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C. Exploitation de l’applicationLa procédure d’acquisition est la suivante :
1. Ouvrir l’application «Logiciel E-Bike» et préparer la simulation sans la déclencher
2. Parallèlement, Exécuter l’acquisition Labview :
3. Renseigner le nom et le chemin d’accès du fichier d’enregistrement des données
4. Lancer la simulation avec le logiciel E-Bike
5. Les signaux s’affichent alors en temps réel dans l’interface Labview. Pour arrêter l’acquisition, cliquer sur l’abandon de l’exécution
D. LECTURE D’UN FICHIER ENREGISTRÉOuvrir le fichier VAE3_simu.vi dans Labview.
Exécuter l’acquisition.
Renseigner le nom et le chemin d’accès du fichier à lire
L’application «rejoue» alors l’expérimentation
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E. Annexes
Société DMS - Département STI 106 avenue Tolosane – 31520 RAMONVILLE SAINT AGNE – � : + 33 (0)5 62 88 72 72 : + 33 (0)5 62 88 72 79
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Copyright DMS 2007
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VELO A ASSISTANCE ELECTRIQUE E-BIKE
Dossier Technique
Gains et brochage des grandeurs
Grandeurs Commentaires Gains Broches DB15
Intensité moteur Le fil d’alimentation d’une phase du moteur traverse un capteur à effet Hall LEM LTS 15-NP. - 0.153 V/A 1
Intensité batterie Le fil d’alimentation traverse un capteur à effet Hall LEM LTS 15-NP - 0.153 V/A 2
Tension moteur
L’alimentation du moteur est triphasée. Pour connaître la tension d’une phase il a été nécessaire de créer un neutre artificiel. La tension est convertie en image 0-5V
- 0.114 V/V 3
Tension batterie La tension est convertie en image 0-5V - 0.114 V/V 4
Vitesse moteur Elle est déduite de la fréquence d’alimentation du moteur synchrone ; On utilise un convertisseur fréquence tension
- 0.00011 V/tr/min 5
Vitesse roue
L’information est prise sur le capteur à fentes du trainer. Il délivre 4 impulsions par tour du rouleau. Un convertisseur-fréquence tension permet d’obtenir une tension image comprise entre 0 et 5V
0.041 V/Km/h 6
Couple pédale C’est la différence de tension dans les bobines alimentées par un signal carré qui est traité
0.0377 V/Nm
7
Effort roue
Le trainer est monté sur un support guidé par une liaison glissière élastique à lames de direction tangentielle à la roue. L’arrêt axial est assuré par un capteur de pesage SCAIME type AG10 qui délivre 20 mV pour 100 N. Cette tension est amplifiée pour obtenir une tension comprise entre 0 et 5 V. (Voir annexe ci dessous)
- 0.138 V/N 8
Signal canonique Signal canonique généré 9
Masse électrique Masse électrique 12,13,14
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