Rapport Banc De Test Pour Scooter Électrique

t.

Ce projet est lié avec un autre, celui de réaliser un interfaçage de la charge programmable avec Labview(1). Ce dernier sera utile pour envoyer un couple de consignes à notre charge programmable.

Tout d’abord, je vais présenter le contexte du projet en parlant des objectifs, du matériel et du planning que je me suis fixé pour réaliser ce banc de test.

J’exposerai ensuite, les différentes étapes de la conception de la charge programmable, à savoir : le cahier des charges, le choix des composants et la conception du schéma et du PCB(2) à l’aide d’Altium Designer.

Pour terminer, je détaillerai l’avancement du projet ainsi que les différents résultats obtenus, pour les comparer aux résultats attendus.

1. Présentation du contexte

Pour commencer, je vais faire une présentation du contexte, en parlant des objectifs du projet, du matériel et du planning pour mettre en œuvre le projet.

Voyons tout d’abord les objectifs de ce projet.

1) Objectif du projet

L’objectif principal du projet est de réaliser un banc de test pour scooter électrique.

Un banc de test est un système physique qui permet de mettre un produit dans des conditions d’utilisation paramétrable et contrôlée afin d’observer et mesurer son comportement.

Ici, on doit tester le comportement d’un scooter électrique. On veut mesurer la tension, le courant et/ou la température du moteur du scooter électrique. Pour cela, la roue arrière du scooter va être positionnée sur le banc de test.

Le fonctionnement de la charge programmable est assez complexe.

Le but est d’imposer un couple résistant(3) au scooter. On pourra alors simuler des obstacles, des montées et des descentes et voir comment le moteur se comporte.

Pour imposer ce couple résistant, on crée une carte hacheur(4) qui va nous fournir différents couples résistants en fonction de ce que l’on veut simuler.

Le moteur à courant continu du scooter va entraîner le moteur à courant continu de notre carte (utilisée en mode génératrice), cela va entraîner une tension, dont on pourra calculer le courant.

On place alors un capteur de courant qui va nous donner sa valeur exacte. On pourra alors, grâce à l’asservissement, trouver l’erreur et déterminer s’il faut ou pas ouvrir le transistor afin de faire augmenter ou diminuer le courant en fonction du couple résistant que l’on veut obtenir.

Généralisation du projet :

Figure 1

Comme on peut voir, on a un système de test qui va envoyer une valeur de consigne de type numérique (grâce à Labview) à notre charge programmable. Grâce à l’asservissement(5), on va pouvoir trouver l’erreur (différence entre valeur de consigne et valeur mesurée). Cette erreur déterminera le couple résistant qui sera envoyé au banc de test, sur la roue arrière du scooter.

En fonction de l’erreur, le couple résistant sera différent, c’est cela qui nous permet de simuler différents types de route.

A la fin, le banc de test va renvoyer les données mesurées au système de test pour pouvoir les analyser.

Après avoir vu les objectifs du projet, nous allons décrire la liste du matériel nécessaire et les différents logiciels utilisés pour réaliser le travail.

2) Matériel

Le banc de test est réalisé par les GMP.

La valeur de consigne est donnée par un autre groupe de GE2 sous Labview.

Le matériel de ce projet nous est fourni par L’IUT, en particulier les composants nécessaires à la réalisation de la carte, dont on verra les détails plus loin.

Les pattes des composants(6) nécessaires sous Altium Designer (Protel), pour réaliser la carte correctement, nous on été fournies par notre tuteur (transistor, capteur de courant, etc.)

La carte à été simulée avec Matlab (logiciel servant à réaliser des simulations de circuit pour faire toute sorte de calcul). Dès le début du projet notre tuteur nous a aidés, pour nous permettre de comprendre le fonctionnement du circuit et de l’asservissement.

La carte a été ensuite simulée avec Protel (logiciel utilisé pour la fabrication de carte électronique). On a d’abord crée le schéma et ensuite fait un PCB pour pouvoir imprimer la carte et la souder afin de la tester.

Apres avoir vu les différents logiciels utilisés pour réaliser la carte électronique nécessaire, nous allons vous montrer le planning sous forme de diagramme de Gantt pour réaliser le projet.

3) Planning Prévisionnel

Figure 2

Pour réaliser ce projet, nous avons travaillé pendant 16 semaines.

Au début, 3 semaines on été nécessaires à la compréhension du sujet, pour comprendre le but du travail, le cahier de charges, la charge programmable, etc.

Ensuite, il a fallut choisir les composants pour notre carte électronique.

Après tout cela, on a pu commencer à faire le schéma de la carte sous Protel.

Le plus compliqué a été de réaliser ensuite le routage de la carte, ce que nous avons fait avec l’aide de notre professeur.

Après 13 semaines, on a fini la carte. Il ne nous restait plus qu’à la tester, ce qui s’avérait être une tâche pas si évidente. Il fallait vérifier que tous les composants fonctionnent correctement et que la valeur choisie pour chacun d’entre eux (potentiomètre, résistance) soit correcte.

On a donc vu le projet et parlé des objectifs et du planning entre autres. Maintenant, je vais aborder la mise en œuvre et je vais approfondir les explications sur la réalisation de la carte.

2. Mise en Œuvre

Dans cette partie, je vais parler du but de la carte et des actions à réaliser pour qu’elle fonctionne correctement avec le banc de test.

On verra en particulier la conception de la carte en parlant des choix des composants et sa réalisation avec Protel.

1) But de la carte

Le but du projet est d’imposer un couple résistant au scooter grâce à la carte électronique que l’on doit concevoir.

Comment ça marche ?

La machine à courant continu du moteur va entraîner la machine à courant continu de notre carte (utilisée en mode génératrice), cela va entraîner une tension aux bornes de la MCC. Connaissant cette tension, on peut alors calculer le courant (I= U/R), connaissant ce courant, on peut connaître son couple (C=K*I).

On compare cette valeur de couple à la valeur de consigne, on obtient une erreur que l’on traite à l’aide de l’asservissement et notamment un correcteur d’hystérésis qui va permettre de réguler la fréquence d’ouverture et de fermeture du transistor.

Quand on ouvre le transistor, le courant passe dans la résistance et le courant diminue. Quand on ferme le transistor, le courant ne passe plus dans la résistance, il augmente, et le couple aussi.

Une fois le but de la carte définie, on va étudier les fonctions à réaliser pour cette charge programmable à l’aide d’un schéma fonctionnel.

2) Fonctions à réaliser

Pour exécuter ce projet, il faut réaliser plusieurs fonctions générales:

-réaliser une carte hacheur un quadrant.

-envoyer un couple résistant au scooter.

-corriger l’erreur (différence entre valeur de consigne et valeur mesurée).

-faire fonctionner le banc de test afin de voir comment répond le scooter.

Mais la carte doit réaliser aussi d’autres fonctions