Rapport Banc de Puissance

5/17/2018 Rapport Banc de Puissance - slidepdf.com

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Rapport de projet :

HEIDARI Yaser

BLONDY GuillaumeTuteur du projet : M. Mikolajczyk

Master 1 de l’IUP Mécatronique de Clermont Ferrand



Projet 2007-2008 Banc de puissance- 1 -

Sommaire :

Introduction ………………………………………………………...……3

I. Analyse du fait et à faire du projetA) Etude de l’existant………………………………………………..4B) Critique de l’existant……………………………….…………….4C) L’organisation du travail…………………………….…………...6

II. Mise au point et correction de l’existantA) Réparation des roulements du banc……………………………...9

B) Mise en place du capteur et son circuit d’alimentationa) Installation du capteur sur le banc…..…………………...9

b) Réception du signal…………………….………...…….10

C) Utilisation d’un encodeur incrémental………………………….13D) Système de transmission………………………………………..14

III. Acquisition des donnéesA) Installation de la carte d’acquisition……………………………18B) Qu’est-ce que LabVIEW ?...........................................................18

C) Acquisition d’un signal à l’aide de LabVIEW………………….20

IV. Conception d’IHM d’après le cahier des chargesA) Calcul du rapport de transmission………………………………24B) Intégration des résultats dans le programme et l’IHM …………26

Conclusion.……………………………………………………….…..…28

Annexes…………………………………………………….……..….….29

Tables des illustrations……………………………………………...…...34




Remerciements :

Tout d’abord nous tenons à remercier ici toutes les personnes qui nousont aidés pour réaliser notre projet.

En premier lieu, notre tuteur de projet Mr Mikolajczyk pour sesconseils et la disponibilité dont il a fait preuve a notre égard.

Puis, Mr Dumas pour sa disponibilité et pour nous avoir conseillés surles solutions mécaniques et technologiques à développer pour faire aboutirnotre projet.

Nous tenons à remercier aussi différents interlocuteurs avec lesquelles

nous avons travaillés :Mr Allison, chercheur au LASMEA pour avoir eu la gentillesse de

tester le capteur optique et nous avoir aiguillés sur l’élaboration de soncircuit de fonctionnement.

Mr Fréville, ingénieur chercheur au CEMAGREF pour l’aide qu’ilnous a apportée au niveau de l’utilisation du logiciel LabVIEW.

Nous souhaitons aussi remercier les techniciens de l’atelier pour leursavoir-faire et leur disponibilité.




Introduction :

Les étudiants de l’IUP GSI de Clermont Ferrand participent àdifférents projets techniques permettant une meilleure approche de la vieprofessionnelle. Parmi ces projets nous pouvons citer l’élaboration d’unvéhicule participant au trophée Marathon Shell. Elle consiste à concevoir levéhicule qui pourra parcourir la plus grande distance avec un litre decarburant. L’enjeu de cet événement est de favoriser l’innovationtechnologique en matière de maîtrise d’énergie, contribuant ainsi à unemeilleure protection de l’environnement. L’épreuve regroupe chaque annéede très nombreuses équipes d’étudiants ou d’élèves des lycées technique detous pays.

Etant donné que ce projet peut contribuer à l’image et au savoir-faire

des étudiants de l’IUP de Clermont Ferrand, plusieurs sous projets ont étécréés afin de pouvoir améliorer les performances du véhicule éco MarathonShell de l’IUP. Par exemple : la création d’une carte électronique pour piloterl’injection, l’adaptation d’un dérailleur à moyeu intégré pour un meilleurdémarrage et la réalisation d’un système permettant une meilleure régulationde l’injecteur. Ce dernier a abouti à la réalisation d’un banc de puissance.

La régulation de l’injection étant en relation directe avec la puissancedu véhicule et sa consommation en carburant, il est impératif de connaître lapuissance fournit pour différentes régulations de l’injection.

Un banc de puissance est une technologie très répandue au niveauindustriel permettant de mesurer la puissance de véhicule. Des systèmes trèsperformants peuvent s’adapter aux différents véhicules. Pour simplifier lacréation d’un banc de puissance au niveau technique et économique, il a étédécidé de créer un banc de puissance personnalisé au véhicule existant.

Figure 1: véhicule Eco Marathon Shell de l'IUP




I. Analyse du fait et à faire du projet

Le projet de banc de puissance avait déjà était entamé par des anciens

étudiants en mécatronique de l’IUP GSI, Messieurs M. Precigout et P. DosReis. Nous avons commencé par prendre connaissance de l’objectif duprojet, et du travail effectué afin de mieux cerner les tâches à accomplir.

A) Etude de l’existant

Le système existant était un banc de réception de la roue motrice duvéhicule. Ceci permet de transmettre la rotation de la roue motrice à un axesur lequel un système d’encodage optique devrait être installé.

Figure 2 : Banc de puissance conçu par les anciens étudiants

Malgré l’absence du capteur et donc de son signal, un programme detraitement de signal a été créé sous MatLab, ayant comme fonction de fairedisparaître des bruits inclus dans le signal du capteur. Ceci ayant pour butd’obtenir des créneaux plus ou moins réguliers et francs. Un signal créneau

contenant des bruits a été créé grâce à l’outil Simulink du logiciel MatLabpour simuler le signal de la roue codeuse prévu.




B) Critique de l’existant

Le banc semble convenable pour recevoir la roue motrice du véhicule,

sauf un problème de montage de roulement créant un couple résistantimportant. Ce défaut empêche des mesures de couple du véhicule à bassevitesse (voir 2-a).

Une grande partie du projet a été consacré au dimensionnement descaractéristiques de l’axe du banc. L’axe de réception du mouvement de laroue motrice a été conçu de telle manière à avoir le même moment d’inertieque la roue motrice du véhicule afin de pouvoir simplifier expression ducouple dû à l’axe du banc. Ceci aurait pu être évité grâce à une méthodeexpérimentale beaucoup plus simple que nous avons adoptée.

Voilà le raisonnement qui a été suivit par les anciens étudiants :

2 2

m r roue axe

roue axe

m r roue m r roue

d d C C J J

dt dt

Or J J

d d C C J C C J

dt dt

θ θ

θ θ

− = +

⇒ =

− = ⇒ = +

Ce raisonnement est faux puisque le décalage de l’axe du banc parrapport à l’axe de la roue n’a pas était pris en compte.

Figure 3: décalage axe roue par rapport axe banc

Comme nous pouvons voir sur les figures 2 et 3, il existe un décalageentre l’axe de la roue motrice du véhicule et l’axe de transmission du banc.Ceci entraîne des changements dans le raisonnement :




2

2

2

2

2

2

1

1

axem r roue axe

roue

axem r roue

roue

axem r roue

roue

d d C C J J

dt dt

d C C J

dt

d C C J

dt

θ θ θ

θ

θ θ

θ

θ θ

θ

− = + ×

− = +

⇒ = + +

La seule inconnue reste désormais le couple résistant du système roue-banc (voir 4-a).

Quant au capteur optique, permettant de récupérer un signal créneau 0à 5 volts pour ensuite en déduire la vitesse de la roue, son circuit

d’alimentation a été conçu mais il n’a pas été testé.

Une carte d’acquisition de chez National Instruments, NI PCI-6229, aété acheté et fixé sur un ordinateur. Cependant elle n’a pas était installée.Après vérification du document technique elle semble être convenable pourle projet (voir annexe 1). Elle est accompagnée d’une palette intermédiaire,CB-68LP, ayant 68 bornes d’entrées et sorties.

Le logiciel prévu à l’acquisition des données et création d’InterfaceHomme Machine (IHM), est la version 8.2 de LabVIEW. Ce logiciel de

programmation est dédié à la programmation industrielle et il a été développépar National Instruments. Il est donc naturellement compatible avec la carted’acquisition PCI-6229 conçue par la même compagnie.

A la suite de ce bilan des taches effectuées et de celles restant àaccomplir, nous avons mis en place une organisation permettant unemeilleure répartition du travail ainsi qu’une gestion temporelle optimisée.




C) L’organisation du travail

Le projet a été effectué sur une durée de cinquante heures qui

correspond à 13 séances de 4heures.Le développement de ce projet s’articule autour de six axes

principaux :• Etude de l’existant• Acquisition du signal issue du capteur• Utilisation d’une carte d’acquisition• Création de l’IHM sous LabVIEW• Détermination de la vitesse et du couple du véhicule

• Rédaction du rapport de projet

Pour bien souligner l’importance de chacune de ces taches par rapportà l’ensemble du projet, un diagramme circulaire a été réalisé :

Durée requise dans le déroulement du projet en %

10%

29%

15%

39%

5% 2%

Étude de l'existant

Acquisition du signal issu ducapteurUtilisation d’une carte d’acquisition

Création de l’IHM sous LabVIEW

Détermination de la vitesse et duCouple du véhiculeRédaction du rapport




II. Mise au point et correction de l’existant

A) Réparation des roulements du banc

Après quelques tests, nous avons remarqué que les axes du bancdéveloppaient un couple résistant trop élevé. Le mouvement de rotation desaxes n’était pas fluide.

Le couple résistant étant beaucoup plus important que dans laconfiguration réelle d’utilisation du véhicule de Marathon Shell. Alors lesrésultats des mesures du couple du véhicule seront faussés. Il fallait doncremédier à ce problème.

Etant donné que les roulements du banc étaient de bonne qualité, nous

avons déduit que le problème venait de l’alignement des roulements.Effectivement le châssis du banc avait été fabriqué de manière peu précise.Les plans sur lesquels reposaient les roulements, ainsi que les axes des visutilisées pour fixer les roulements sur le châssis n’étaient pas parallèles.

Grâce aux techniciens de l’atelier, ce problème a pu être très viteréparé.

B) Mise en place du capteur et de son circuit d’alimentation

a) Installation du capteur sur le banc

La première étape de notre projet est d’adapter le capteur optique surle banc. Pour cela, un support avait déjà été créé sur le banc par le projetantérieur. Il est doté d’un trou pour fixer le capteur à l’aide d’une pointe.

Dans un souci de sécurité pour le capteur, nous avons conçu un cacheprotecteur sous Catia (voir Figure 4).

Figure 4: Cache de protection du capteur optique




Ainsi cette pièce permet de protéger le capteur contre les chocs, unerainure permettant le passage des fils de connexion. De plus le cache est dotéd’un trou pour assurer la fixation entre le support, le capteur et le cache (VoirFigure 5).

Figure 5: Capteur optique sur son support et la cache

b) Réception du signal

Pour pouvoir déterminer la vitesse et le couple du véhicule, il faut êtrecapable de déterminer le nombre de tours que fait la roue. En effet, si l'on

peut déterminer cette valeur alors on pourra remonter à la vitesse grâce aurapport de transmission du système mécanique.

L'axe du banc est doté sur la moitié de sa surface d'une bande blancheréfléchissante et sur l'autre partie d'une bande noire opaque. On utilise unoptocoupleur (capteur optique) pour l'acquisition du signal. (Voir Figure 6)

Figure 6: Réflexion de l'infrarouge par des bandes réfléchissantes




En effet, ce capteur est doté d'une diode électroluminescente et d'unphototransistor. (Voir Figure 7)

Figure 7 : Composants électroniques du capteur optique

Lorsque passe une bande réfléchissante devant la diode, celle-ci émetdes photons qui permettent la création d'un courant de base au niveau dutransistor ce qui permet a celui ci de se saturer. Le signal obtenu en sortie ducollecteur est donc égal au signal d'alimentation du phototransistor. Si unebande opaque passe devant le capteur la diode n'émet aucun photon; letransistor est donc bloqué et il se comporte comme un fil et le signal obtenuest égal à 0 (relié à la masse).

Cette méthode permet donc d'obtenir un signal créneau (voir Figure 8)

qui est envoyé a l'aide d'une carte d'acquisition sur un ordinateur et quipermet par traitement grâce au logiciel LabVIEW de déterminer lescaractéristiques du véhicule.

Figure 8 : Signal créneau obtenu en sortie du capteur optique




Cependant, pour que le capteur fonctionne correctement il faut d'abordpolariser les deux éléments qui le composent.

Les deux résistances permettent le fonctionnement du capteur. Il fautdonc les dimensionner : (voir figure 9)

Figure 9 : Schéma électronique de polarisation du capteur optique

Calcul de R1 :

Nous utilisons une source de tension « Vcc » de 12V pour alimenter ladiode. D'après la documentation technique la tension seuil « Vs » de celle ciest de 1,6V et le courant nécessaire de fonctionnement de la diode « i » est de20 mA.

En appliquant la loi des tensions dans une branche, on obtient:

1cc sV V R i= + ×

D’où : 1

( )cc sV V R

i

−=

A.N : 1

(12 1.6)520

0.02 R

−= = Ω

Calcul de R2 :

Nous utilisons une source de tension « Vcc » de 5V pour alimenter la

diode. D'après la documentation technique la tension seuil de saturation duphototransistor « Vcesat » est de 0,4V et le courant collecteur nécessaire« Ic » est de 1 mA.

En appliquant la loi des tensions dans une branche, on obtient :

2cc cesat cV V R I = + ×

D’où : 2

( )cc cesat

c

V V R

I

−=

A.N : 2 (5 0.4) 46000.001

R −= = Ω




Cependant n'ayant pas réussi à obtenir un signal en sortie du capteur,nous avons pris la décision de changer de méthode pour acquérir ce signal.Dans cette optique, un codeur incrémental a été utilisé.

C) Utilisation d’un encodeur incrémental

Principe : est basé sur la transmission d’une lumière émise par unediode électroluminescente. Cette dernière est transmise à travers un disquegradué avec des fentes radiales. Un phototransistor reçoit cette lumière et sesature et se bloque à la cadence du défilement des graduations.

Figure 10 : Schéma de fonctionnement de l’encodeur incrémental

Ses impulsions sont comptabilisées de façon à donner une informationconcernant la position (nombre d'impulsions délivrées depuis une positiond'origine) ou /et une information concernant la vitesse (nombre d'impulsionspar unité de temps).

Le codeur utilisé est un produit de la gamme de chez KUBLER (85810 XXXX XXXX).

Il est à arbre sortant et à une résolution de 25 impulsions par tours.(Voir Figure 11 et documentation technique en annexe 4 et 4 bis)

Figure 11 : Photo du codeur de chez KUBLER




Il possède cinq fils de connexion :

1= masse (fil noir)2= alimentation (10 à 30V) (fil rouge)

3= voie A (signal en sortie du capteur) (fil marron)(Les autres fils ne sont pas utilisés par la gamme que nous axonschoisi)

Figure 12 : Fiche de connexion de l'encodeur

Le capteur étant choisi il faut maintenant trouver un moyen del’adapter au banc de puissance.

D) Système de transmission

Le premier problème auquel nous avons été confronté fut de trouverun mécanisme pour adapter le codeur au banc de puissance. Plusieurssolutions ont été étudiées :

• Accouplement direct sur l'axe du banc :

Deux contraintes empêchent la réalisation de ce mécanisme :- l'axe du banc n'est pas assez long pour monter l'arbre du codeur- cette solution demande un centrage très précis entre les deux arbres

ce qui risquent de poser des problèmes à cause du montage des paliers.Pour ces différentes raisons, cette solution a été abandonnée.

• Système de poulie/courroie :

Le codeur est posé sur un coté perpendiculaire à l'axe du banc. Il fautdonc trouver un système pour lui donner le mouvement de rotation de l'axe.On utilise donc des poulies montées sur l'arbre sortant du codeur et sur l'axedu banc que l'on relie avec une courroie. (Voir figure 13)




Figure 13 : Photo de l'adaptation de l’encodeur au banc de puissance

Étant donné que nous n'avons pas de contraintes de couple àtransmettre par ce mécanisme (seul le transfert du mouvement importe), lechoix des différents composants a été conduit en fonction de l'encombrementdont nous disposions et des caractéristiques géométrique de l’encodeur et dubanc.

Les caractéristiques des poulies retenues comme solution sont lessuivantes :

La poulie montée sur l’axe du banc est de type dentée à moyeuxpleins, de pas 5,08 mm pour une courroie de largeur 9,525 mm.

Diamètre extérieur : 64,7 mmDiamètre intérieur : 8 mmNombre de dents 40Référence : 40-XL037

La poulie montée sur l’encodeur est une poulie dentée à moyeuxpleins, de pas 5,08 mm pour une courroie de largeur 9,525 mm.

Diamètre extérieur : 33,4 mmDiamètre intérieur : 6 mm

Nombre de dents : 20Référence : 20-XL037




Pour déterminer la longueur de la courroie, une représentationgraphique a été utilisée afin d’en déduire approximativement la longueurconvenable au système :

Figure 14 : Détermination de la longueur de la courroie

( )

( )

_ _ 2

_ _ _ _ _ _

32.35 16.70 2 90

334

courroie poulie banc poulie encodeur

courroie

courroie

L r r l

l longueur de la tengeante aux deux cercles

L

L mm

π

π

= × + + ×

=

= × + + ×

⇒ =

On choisi donc une courroie dentée XL de pas 5,08 mm et de longueur

406,4 mm.Nombre de dents : 160Référence : 160-XL037

Pour les différentes poulies, nous avons fait réalisé des modificationspar l'atelier de fabrication de l'IUP pour les adapter aux diamètres de l'arbredu codeur et celui du banc.




La dernière étape fut de concevoir une pièce pour supporter le codeurincrémental. Un système d'équerre a été choisi et conçu sous Catia enutilisant l'option « generative sheet métal » qui permet de réaliser des piècesen utilisant des tôles pliées ce qui se rapproche de la fabrication réelle de lapièce (voir Figure 15).

Figure 15 : Equerre de support de l'encodeur

Cependant à cause d'une erreur d'utilisation du codeur, celui-ci a étéendommagé et a du être remplacé.

Néanmoins, nous avons créé notre interface graphique de calcul descaractéristiques du véhicule à l'aide du logiciel LabVIEW, à partir de lagénération d'un signal simulé par un générateur basse fréquence.




III. Acquisition des données

A) Installation de la carte d’acquisition

La carte d’acquisition NI PCI-6229 étant fixé sur la carte mère del’ordinateur, il fallait qu’elle soit installée avant de pouvoir faire uneacquisition de données.

National Instruments fournit un logiciel permettant l’installation despériphériques. Ce logiciel est le « Measurement & Automation Explorer ».

Grâce à ce logiciel une nouvelle périphérique, configurée sur la carted’acquisition PCI-6229 a pu être mise en place (voir annexe 2).

B) Qu’est-ce que LabVIEW ?

Le langage de programmation graphique, appelé LabVIEW pour« Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench » est unenvironnement de programmation particulièrement adapté à la mesure, autest, à l’instrumentation et à l’automatisation. Ce langage a été développé parla société National Instruments à partir de 1983.

LabVIEW est un des premiers langages de programmation graphiquedestinés au développement d’applications d’instrumentation. Couplé à descartes d’entrées/sorties, il permet de gérer des flux d’informations

numériques ou analogiques et de créer ou de simuler des instruments demesures.

Le temps nécessaire à l’assemblage d’un système de mesure ou decontrôle/commande est en général négligeable par rapport à celui nécessaireà sa programmation dans un langage classique (C, Pascal, Ada, etc.). Lesinterfaces développées avec ces langages, sont le plus souvent obscures etincompréhensibles.




Les utilisateurs disposent avec LabVIEW d’un outil intégréd’acquisition, d’analyse et de présentation des données, une solution quientraîne un gain notable de productivité.

Dans le langage de programmation du LabVIEW, les lignes de codessont remplacées par des cases de différentes représentations appelées des VIpour « Visual Instrument ».

Il faut savoir qu’avec LabVIEW, lors d’une création de programme,l’utilisateur a deux fenêtres à sa disposition. La fenêtre de « Diagramme »(ou « Block Diagram » en anglais) sur laquelle l’utilisateur modèle son

programme regroupe les VIs, les structures logiques, les convertisseurs, etc.La deuxième fenêtre est la « Face Avant » (ou « Front Panel » en anglais) quicomme son nom l’indique, est la fenêtre sur laquelle l’utilisateur conçoitl’IHM en utilisant des boutons de commande, des indicateurs numériques ougraphiques,etc..

Les outils mentionnés dans les deux fenêtres de programmation deLabVIEW, sont disponibles sur une palette qui apparaît en appuyant sur le

bouton droit de la souris.




C) Acquisition d’un signal à l’aide de LabVIEW

Ayant eu des problèmes au niveau de l’alimentation du capteur

optique nous avons alors utilisé un générateur de fréquence pour simuler lesignal du capteur, afin de pouvoir concevoir le programmed’acquisition de données.

Le signal généré par le générateur de fréquence est envoyésur les bornes 68 et 34 de la palette CB-68LP qui est relié à lacarte PCI-6229.

Pour faire apparaître la variable analogique d’entrée, le VI(Visual Instrument) « DAQ Assistant » a été utilisé. Ce VI doitêtre configuré avant tout pour permettre l’obtention d’un signal.En double cliquant sur le VI, une fenêtre de paramétrage de DAQAssistant s’ouvre (voir Figure 16).

Figure 16 : fenêtre de paramétrage du VI "DAQ Assistant"




Sur cette fenêtre l’utilisateur précise les voies utilisées (Tension0),ainsi que les bornes utilisées sur la palette.

Une fois ceci fait, il faut configurer la gamme du signal analogiqued’entrée et les paramètres d’échantillonnage, sur l’onglet « Tâche express »de la fenêtre du paramétrage du VI « DAQ Assistant » (voir figure 17).

Figure 17 : VI DAQ Assistant, onglet "Tâche Express"

Le signal envoyé par l’encodeur est une tension créneau de 0 à 5volts,d’où la configuration de la gamme du signal d’entrée.

Plusieurs teste ont permis de connaître les limites du VI « DAQAssistant ». Le VI ne fonctionne que pour des signaux d’entrées avec unefréquence supérieure à 20Hz. Ceci n’est pas un frein à la mesure, car pour

toutes les technologies envisagées, cette valeur reste assez faible pour ne pasgêner les mesures.



Projet 2007-2008 Banc de puissance

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Figure 17 : la fenêtre Diagramme contenant le programme final




Pour que ce VI fonctionne, il va falloir le mettre dans une « bouclewhile », avec comme condition d’arrêt un « bouton d’arrêt » (voir Figure 17).

En rajoutant un convertisseur « signal/valeurs réelles » et un« indicateur graphique », voilà ce qu’on obtient sur la face avant :

Figure 18: Signal créneau généré par le générateur de fréquence et acquis par LabVIEW

L’information sortante du VI « DAQ Assistant », est sous forme d’unflux de signal. Elle doit être traitée afin de pouvoir en déduire la vitesse de laroue.

La méthode la plus commune et simple est d’obtenir la fréquence dusignal et puis faire le rapport avec la vitesse.

Le deuxième VI du programme (deuxième VI en partant de la droite),« Mesures temporelles et mesures de transition », permet de choisir commesortie la fréquence (voir annexe 3). Le résultat est donc la fréquence dusignal de l’encodeur.

Il reste à intégrer le rapport entre la fréquence des impulsions et lavitesse de la roue dû au système de transmission mécanique.




IV. Conception d’IHM d’après le cahier des charges

A) Calcul du rapport de transmission

Entre le moteur et la fréquence des impulsions du signal de l’encodeurplusieurs éléments mécaniques interviennent (voir diagramme cyclique). Ilsconstituent une chaîne. Grâce à des relations mathématiques, nous pouvonsrelier les caractéristiques de chaque maillon de cette chaîne au suivant.

Couple moteurVitesse de la

roue

Fréquence desimpulsions

Vitesse derotation de l’axede transmission

du banc

Vitesse derotation de l’axe

de l’encodeur




La relation liant le couple moteur à la vitesse de la roue est cellementionnée dans la partie I-B:

2

21 axe

m r roueroue

d C C J

dt

θ θ

θ

= + +

Le rapport de vitesse entre la roue et l’axe peut être remplacée par le

rapport de leur rayon, et la vitesse de rotation de la roue grâce à la fréquencedes impulsions de l’encodeur.

2 2

2 20.0156axe axe

roue rou

r

r

θ

θ = =

Le moment d’inertie de la roue motrice du véhicule a été calculé par

les anciens étudiants en charge du projet, grâce à Catia.20.142 .roue

J kg m= Par contre le couple résistant n’a pas une expression littérale. Il va

falloir mesurer sa valeur. Une méthode simple et efficace est d’installer levéhicule sur le banc et d’accrocher des masses sur la roue du véhicule, à unrayon connu jusqu’à ce que la masse fasse tourner la roue du véhicule. Lamultiplication entre la masse engendrant la rotation de la roue et le rayonauquel elle a été accrochée donnera la valeur du couple résistant.

Nous avons mené cette expérience et le résultat est le suivant :

2.4 .r C N m=

0.125axe axe

roue roue

r

r

θ

θ = =

_

_ 2grande poulieencodeur

roue petite poulie

Z

Z

θ

θ = =

60

_ _ '

25 /

encodeur

f

k

k résolution de l encodeur

k impulsions tr

θ ×

=

=

=




Grâce à ces relations nous pouvons en déduire la vitesse de la rouemotrice du véhicule en fonction de la fréquence des impulsions del’encodeur :

_

_

60 petite poulie axe

roue

grande poulie roue

f Z r N

k Z r

× × ×=

× ×

B) Intégration des résultats dans le programme et l’IHM

L’intégration des rapports mathématiques trouvés se fait trèsrapidement en utilisant des simples opérateurs mathématiques dans la fenêtredu diagramme.

Au final l’utilisateur peut observer les courbes représentatives entemps réel de (voir annexe 5):

• la fréquence des impulsions de l’encodeur en Hz• la vitesse du véhicule en Km/h et sa valeur numérique en bas de

l’interface• l’accélération du véhicule en m/s² sa valeur numérique en bas de

l’interface• le couple moteur de la roue motrice du véhicule et sa valeur

numérique en bas de l’interface

L’objectif du projet était d’obtenir des courbes d’évolution des

grandeurs comme la vitesse et le couple de la roue motrice du véhicule. Cecia été possible à l’aide des indicateurs numériques et graphiques, permettant àl’utilisateur de suivre en temps réel les variations des grandeurs.




Conclusion :

A la fin de ce projet, la nouvelle version du banc de puissance,

permettra aux étudiants travaillant sur le projet Eco Marathon Shell de mieuxconnaître les caractéristique de leur véhicule et réguler l’injecteur de cedernier comme il le souhaite.

Il est d’ailleurs, possible d’apporter des modifications sur l’interfaceafin de rendre les résultats et les courbes, plus explicites et pratiques pour lesutilisateurs.

Ce projet nous a permis de vivre des expériences riches dans lesdomaines technique et gestuel, comme par exemple :

• Utilisation des capteurs optiques• Prise en main du logiciel LabVIEW• Vérifications des paramètres d’utilisation et d’alimentation des

appareils afin d’éviter l’endommagement de certains outils• Intégration des contraintes temporelles des commandes de

nouvelles pièces dans la gestion temporelle d’un projet




Annexes :

• Annexe 1 :……………………………………………...28 Fiche technique de la carte d’acquisition NI PCI-6229

• Annexe 2 :……………………………………………...29

La création d’un nouveau périphérique grâce au logiciel« Mesurement & Automation Explorer »

• Annexe 3 :……………………………………………...30

Configurer la sortie du VI en fréquence

• Annexe 4 :……………………………………………...31

Document technique de l’encodeur page 1

• Annexe 4 bis :………………………………………….32 Document technique de l’encodeur page 2

• Annexe 5 :……………………………………………...33 L’interface du logiciel pendant l’utilisation




Annexe1

Fiche technique de la carte d’acquisition NI PCI-6229




Annexe 2

La création d’un nouveau périphérique grâce au logiciel

« Mesurement & Automation Explorer »




Annexe 3

Configurer la sortie du VI en fréquence




Annexe 4





Annexe 4 bis




Projet 2007-2008 Banc de puissance

- 33 -

Annexe 5

L’interface du logiciel pendant l’utilisation




Tables des illustrations :

Figure 1: véhicule Eco Marathon Shell de l'IUP _____________________ 3

Figure 2 : Banc de puissance conçu par les anciens étudiants ___________ 4

Figure 3: décalage axe roue par rapport axe banc____________________ 5

Figure 4: Cache de protection du capteur optique ____________________ 8

Figure 5: Capteur optique sur son support et la cache_________________ 9

Figure 6: Réflexion de l'infrarouge par des bandes réfléchissantes _______ 9

Figure 7 : Composants électroniques du capteur optique______________ 10 Figure 8 : Signal créneau obtenu en sortie du capteur optique _________ 10

Figure 9 : Schéma électronique de polarisation du capteur optique______ 11

Figure 10 : Schéma de fonctionnement de l’encodeur incrémental ______ 12

Figure 11 : Photo du codeur de chez KUBLER _____________________ 12

Il possède cinq fils de connexion :________________________________ 13

Figure 12 : Fiche de connexion de l'encodeur ______________________ 13 Figure 13 : Photo de l'adaptation de l’encodeur au banc de puissance ___ 14

Figure 14 : Détermination de la longueur de la courroie______________ 15

Figure 15 : Equerre de support de l'encodeur ______________________ 16

Figure 16 : fenêtre de paramétrage du VI "DAQ Assistant"____________ 19

Figure 17 : VI DAQ Assistant, onglet "Tâche Express" _______________ 20

Figure 17 : la fenêtre Diagramme contenant le programme final _______ 21 Figure 18: Signal créneau généré par le générateur de fréquence et acquis

par LabVIEW _______________________________________________ 22

Documents

Rapport Banc de Puissance