Gyropode « Elektor-Wheelie »

1. Sciences de l'ingénieur 2nde Lycée PGDG Transport, énergie et environnement Gyropode« Elektor-Wheelie » Suite 

2. Découverte des principes physiques utilisés pour la stabilisation d’un gyropde • Étude des composants assurant la transformation de l’énergie électrique en énergie mécanique sur le gyropode «ElektorWheelie» • Découverte des fonctions et composants électroniques utilisés sur le gyropode «ElektorWheelie» • Synthèse des travaux menés sous forme d’une présentation orale étayée par un diaporama Objectifs Suite 

3. Vous disposez : • d’un gyropode « ElektorWheelie » en état de fonctionnement Matériel à disposition • d’un gyropode « ElektorWheelie » ouvert • d’un moteur à courant continu et d’une alim. • de deux postes informatiques Suite 

4. Division de l’équipe en 2  Séance 1 Séance 2 Séance 3 Séance 4 Séance 5 Organisation Découverte sujet Découverte du système étudié Étude des capteurs et de l’électronique de traitement des données Étude de la motorisation et de l’électronique de commande des moteurs Préparation diaporamas Fusion diaporamas Préparation oral Présentation synthèse des travaux Cliquer sur les cadres ( et ) sur le planning pour accéder aux consignes relatives à chaque activité

5. Découverte du système étudié Suite 

6. Principe de stabilisation En montant sur le gyropode sans le mettre en service, on se rend compte qu’il est impossible de rester en équilibre Rechercher le principe de stabilisation d’un gyropode sur internet à l’aide d’un moteur de recherche ou en suivant ce lien Suite 

7. Mode d’utilisation Découvrir le mode d’utilisation de l’ElektorWheelie en consultant la dernière partie de la notice de montage Visionner également la vidéo de présentation Suite 

8. Test Essayer le système enprésence et sur instruction de votre enseignant Suite 

9. Vous avez terminé la phase de découverte du système Consignez vos résultats (notamment les éventuels croquis explicitant le principe de stabilisation d’un gyropode) puis cliquer sur le cadre ci-dessous pour revenir à la page « organisation » Retour 

10. Etude des capteurs et de l’électronique de traitement des données Suite 

11. Identification des capteurs La réaction automatique de l’ElektorWheelie permettant sa stabilisation est basée sur des informations en provenance de deux capteurs: Un gyroscope biaxial Un accéléromètre Visualiser ces capteurs sur le système Suite 

12. Fonction des capteurs Rechercher ce qu’est un gyroscope et un accéléromètre À partir de la notice de fonctionnement de l’ElektorWheelie, identifier les fonctions assurée par ces deux capteurs. Pour de plus amples informations, consulter les fiches descriptives du capteur gyroscopique et de l’accéléromètre utilisés À partir de la notice de fonctionnement de l’ElektorWheelie, comprendre pourquoi ces capteurs sont complémentaires et tous deux nécessaires à la stabilisation de l’ElektorWheelie Suite 

13. Identification du microcontrôleur L’exploitation des données transmises par les capteurs et la gestion du fonctionnement du système sont assurés par le microcontrôleur ATmega 32 Suite 

14. programmation du microcontrôleur Le programme du microcontrôleur a été rédigé en basic à l’aide du logiciel « Bascom AVR » Consulter le programme (visualisation PDF) Observer la structure du programme Analyser en détail la syntaxe de programmation d’un sous-programme simple (par exemple celui permettant d’informer l’utilisateur du niveau de charge des accumulateurs) Suite 

15. Vous avez terminé l’étude des capteurs et de l’électronique de traitement des données Consignez vos résultats puis cliquer sur le cadre ci-dessous pour revenir à la page « organisation » Retour 

16. Étude de la motorisation et l’électronique de commande des moteurs Suite 

17. Variation de vitesse d’un moteur à courant continu Le sens et la vitesse de rotation des moteurs de l’ElektorWheelie doivent être pilotés pour assurer la stabilité du système En utilisant l’alimentation stabilisée et le petit moteur à courant continu à disposition, déterminer expérimentalement sur quels paramètres il faut jouer pour inverser le sens de rotation d’un moteur à courant continu et modifier la vitesse de rotation Suite 

18. Commande en « MLI » des moteurs La notice de fonctionnement mentionne une commande en « MLI » des moteurs et l’utilisation d’un « pont en H » avec transistors « MOSFET » En consultant le document sur les moteurs à courant continu élaboré par l’académie de Caen, découvrir le principe de la commande MLI et la fonction d’un pont en H. A l’aide d’un moteur de recherche, découvrir ce qu’est un transistor MOSFET Suite 

19. Identification des composants de commande des moteurs Sur le schéma électronique figurant page 31 de la notice de fonctionnement, repérer les ponts en H, les « puces d’attaque de pont » ainsi que le microcontrôleur Sur le système visualiser les transistors MOSFET et le microcontrôleur Suite 

20. Détermination de la vitesse de déplacement de l’ElektorWheelie Le moteurs tournent à 375 tr/min sous 24V (cf. doc constructeur) Déterminer quelle serait la vitesse de déplacement de l’ElektorWheelie dans ces conditions Quelle doit être la valeur du rapport cyclique de la commande MLI pour que le système se déplace à la vitesse d’un piéton (5km/h) Suite 

21. Vous avez terminé l’étude de la motorisation et de l’électronique de commande des moteurs. Consignez vos résultats puis cliquer sur le cadre ci-dessous pour revenir à la page « organisation » Retour 

22. Préparation de la présentation de vos travaux Suite 

23. Prescriptions générales : • Vous devez préparer une prestation orale de l’ordre de 10 minutes destinée à présenter vos travaux à vos camarades. • Cette présentation s’appuiera sur un diaporama projeté sur écran. • Elle comprendra: • Une présentation du support d’étude • Une présentation des recherches, mesures et manipulations effectuées • Une présentation des résultats obtenus Suite 

24. Conseils méthodologiques : Le diaporama est un support pour votre prestation orale. Il vous permet d’apporter ce que vous ne pouvez exposer par la parole. En conséquence : • Prévoir : • Photos • Croquis • Formules • Résultas • Courbes • … • Éviter : • Textes Constituer simultanément à vos diapositives un document de type « texte » sur lequel figure de façon synthétique (ne pas rédiger) ce qui doit être dit lors de la projection de chaque diapositive Suite 

25. Prescriptions particulières : • Pour l’ElektorWheelie, votre présentation comportera notamment les éléments suivants : • Présentation du principe de fonctionnement du système • Présentation des composants et de la structure de l’électronique de commande • Présentation des composants et du fonctionnement de l’électronique de puissance Retour 