IMA5 2019/2020 P05 : Différence entre versions
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Version du 27 septembre 2019 à 13:28
Sommaire
Présentation générale
- Nom du projet : Étude d'un système mécatronique piloté par Arduino
- Membre du projet : Hugo Delbroucq
- Superviseurs du projet : Mr Florian Chevalier
- Résumé :À partir d'un assortiment robotique comprenant un motoréducteur et différentes roues et engrenages, le but de ce projet est de proposer un moyen de contrôler le fonctionnement d'un système mécatronique comme un véhicule électrique. Le travail consiste à piloter le moteur électrique à partir d'un Arduino en régulant par exemple la vitesse, à partir d'une consigne et des données des différents capteurs du système. Le développement d'un banc de test contrôlé de manière indépendante, avec mesure de vitesse et contrôle du couple appliqué sur les roues du véhicule permettra d'en évaluer complètement les performances.
Description
Objectifs
Le but de ce projet est de proposer une méthode à travers un banc de caractérisation afin d'identifier les différentes propriétés électriques et mécaniques d'un système mécatronique. Ce projet va se dérouler en effectuant les étapes suivantes :
- Concevoir le système mécatronique avec le matériel fournit par l'encadrant
- Concevoir le banc de caractérisation
- Analyser les différentes valeurs obtenues du système
- Proposer différents modes de contrôle de ce véhicule et les implémenter à l'aide d'une carte arduino
- Faire une carte de type PCB afin de contrôler le véhicule au lieu d'utiliser une carte arduino
- Ajouter une alimentation de type panneau solaire et définir un mode d'utilisation énergétique, puis ajouter ce mode dans la carte de commande.
Préparation du projet
Cahier des charges
Choix techniques : matériel et logiciel
| Matériel à disposition : | ||||
|---|---|---|---|---|
| Description | Fournisseur | Nombre | Lien | Photo |
| Assortiment robotique 917D14 | GoTronic | 1 | assortiment robotic | 
|
| Carte de puissance | GoTronic | 1 | ||
| Board Arduino | GoTronic | 1 | ||
| BreadBoard | 1 | |||
| Câbles Dupont | 30 | |||
| Cellule Solaire | GoTronic | 1 | [1] | |
| Matériel nécessaire au projet | |||||
|---|---|---|---|---|---|
| Description | Fournisseur | Nombre | Prix | Numéro Fabricant | Lien externe |
| Contrôleur moteur | Mouser | 1 | L293B | [2] | |
| ATMEGA328P-AU | [https://] | ||||
| Quartz 16MHz | Farnell | 1 | 2308720 | [3] | |
| header 1*5 | Mouser | 1 | CES-105-01-TS | [4] | |
| pin header 2x3 icsp | Mouser | 1 | [5] | ||
| pin header 1x2 alim | 1 | [6] | |||
| Quartz 16MHz | [https://] | ||||
| Quartz 16MHz | [https://] | ||||
Liste des tâches à effectuer
Calendrier prévisionnel
Réalisation du Projet
Feuille d'heures
| Tâche | Heures S1 | Heures S2 | Heures S3 | Heures S4 | Heures S5 | Heures S6 | Heures S7 | Heures S8 | Heures S9 | Heures S10 | Heures S11 | Heures S12 | Heures S13 | Total |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Rédaction du wiki | ||||||||||||||
| Prise en main du sujet | ||||||||||||||
| Commande de matériel | ||||||||||||||
| Documentation | ||||||||||||||
| Rédaction de schémas | ||||||||||||||
| Tests | ||||||||||||||
| Carte | ||||||||||||||
| Total |
Introduction
Cahier des charges
Semaine 1
Identification du moteur présent dans le kit
D'après la datasheet le moteur que nous allons utiliser est un moteur à courant continu avec un mode opérationnel allant de 1.5V à 3V (0.2A à 0.8A) La table de réduction suivante est donnée en fonction de différents rapports de réduction :
| Table de réduction (tour par min) : | ||
|---|---|---|
| Rapport de réduction | 1,5V | 3V |
| 4 : 1 | 1850 | 3700 |
| 16 : 1 | 462 | 925 |
| 64 : 1 | 115 | 231 |
| 256 : 1 | 29 | 57 |
| 1024 : 1 | 7 | 14 |
| 4096 : 1 | 2 | 4 |
Néanmoins, on peut lire sur le site GoTronic les caractéristiques suivantes :11700 tour/min pour un rapport de 1 : 1 (contrairement à ce que laisse supposer la table de réduction fournie avec le kit) (lien du moteur) Il faudra donc vérifier ses caractéristiques. Afin de vérifier cette table, nous allons maintenant coupler (avec un rapport de réduction 1 : 1 une roue à ce moteur. Cette méthode pourra être ensuite réutilisé pour la création du banc de caractérisation. 3 méthodes sont possibles dans l’immédiat :
- 1. Calculer le rayon de la roue puis calculer la distance parcourue par celle ci en une minute afin de retrouver par calcul le nombre de tour en une minute(nécessite de l'espace)
- 2. Utiliser un marqueur sur la roue et compter manuellement le nombre de tours par minutes (Plus simple mais moins précis)
- 3. Utiliser un stroboscope, lorsque la roue paraîtra immobile, la fréquence du stroboscope et la fréquence de rotation de la roue seront alors en correspondance, ce qui permettra de calculer le nombre de tours par min de la roue (solution optimale)
Détermination des paramètres du système à étudier
Nous allons maintenant retourner sur l'étape principale de notre sujet, établir la méthode de caractérisation. Afin de réaliser le banc de caractérisation, il est nécessaire de définir les différentes caractéristiques à caractériser.
Semaine 2
Cette semaine a pour objectifs de réaliser le plan de travail pour les prochains mois ainsi que la commande de matériel. La séparation des tâches sera présente en début du wiki.
Carte de commande
Pour rappel, le système à piloter et à tester est un véhicule électrique à 4 roues. Le moteur est un moteur à courant continu (MCC). Afin de pouvoir faire la commande des composants, j'ai réalisé un schéma rapide de la potentielle carte qui aura surement plusieurs modifications au fil des prochaines semaines. Fichier:IMA5P4A1920 V1.pdf Il restera notamment à prendre en compte les composants actifs dans la liste de matériel pour la possible recharge de la batterie à l'aide d'une cellule photovoltaïque.
Semaine 3
Semaine 4
Semaine 5
Semaine 6
Conclusion
Documentation
Archives
