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Prototype ROBOT RICA IV étude du moteur a courant continu, de la commande du moteur et carte capteur


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Bonjour et merci d'avance pour votre aide et vos corrections Je coince sur certaines questions du sujet

 

 Partie A :

On donne :

r= nr / nmot    rapport de réduction : r,  fréquence de rotation du moteur (tr.s) : nmot ,   fréquence de rotation des roues (tr.s) : nr

v = R x Omegar   vitesse angulaire de rotation des roues (rad.s) : Omegar, vitesse du robot (m.s) : v , rayon des roues (m) : R

Le diamètre des roues est de 94 mm

n = 60 %   rendement du motoréducteur 

Partie A : Etude du moteur a courant continu

Q1: Parmi les motoréducteurs donnés dans le tableau ci-dessus, sélectionner le type de motoréducteur en justifiant votre choix.

Le type de motoréducteur que je choisi et le MR 752 52 1/144 car ses celui-ci qui à les caractéristiques les plus proches de celle donné ci-dessus.

Q2: Faire le tracé de la caractéristique mécanique T=f(n) du motoréducteur MR 752 52 1/144 sous une tension continu de 24 V sur le document réponse N°1 page 10

Regarder pièce jointe

Q3: Sur le document réponse N°1 page 10, déterminer graphiquement la valeur de la fréquence de rotation n1 du motoréducteur pour un moment du couple utile Tu = 4.00 N.m. 

J'ai trouvé 9 tr.min

Regarder pièce jointe

Q4: En déduire la puissance utile Pu du motoréducteur.                                     Je sais que w est égale a 20 tr.min soit 2,09 rad.s mais j'arrive pas a trouver ce 20 tr.min.

Pu = C x w = Tu x w = 4 x 2,09 = 8,2 W

Q5 : Calculer en tr.min la vitesse de rotation de moteur nmot.

Si r= nr / nmot  alors nmot = r x nr = 1/144 x 17 = 0,11 tr.min  ou peut laisser nen tr.min car ou veut un résultat en tr.min

Q6 : Vérifier que la puissance absorbé Pa par la motoréducteur est alors de 13,6 W.

Si n = Pu / Pa alors Pa = Pu / n = 8,2 / 0,6 = 13,66 W 

Q7 : Calculer la vitesse v du robot pour la fréquence de rotation n1 et vérifier quelle est comprise entre 0,090 m.s et 0,100 m.s.

v = R x Omegar  = 0,047 x 2,09 = 0,098 m.s  encore le problème du 20 tr.min

Partie B : Etude de la commande du moteur

Q8 : Remplir le taleau sur le document réponse N°2 page 11, en donnant le nom des composants qui conduisent. 

Regarder pièce jointe  B = bloqué , S = saturé

Q.9 : Faire le tracé de la tension u(t) aux bornes du moteur sur le document réponse N°2 page 11.

regarder pièce jointe 

Q10 : Déterminer la valeur du rapport cyclique a grâce au document réponse N°2 page 11.

a = tau / T = 3 / 4 = 0,75 

Q11 : Justifier, avec ou sans calcul, que la valeur moyenne <u> de la tension u(t) est positive ou négative et en déduire le sens de marche (avant ou arrière) du robot.

?

Q12 : Déterminer les valeurs limites du rapport cyclique a pour lesquelles le robot fait marche arrière.

?

Q13 : Grâce aux signaux de commande, on peut faire varier le rapport cyclique a de 0 à 1. Indiquer quel est l'intérêt de faire varier le rapport cyclique.

Partie C : Etude de la carte capteur

Q14 : Indiquer le type du phototransistor TS.

Phototransistor au silicum TS

Q15 : D'après le tracé ic =f(d), déterminer la distance optimale de détection.

Je pense que la distance et de 7 mm

Q16 : Donner le nom du montage réalisé par ALI 1. Donner la relations entre vs1 et vce

?

Q17 : Déterminer en justifiant la relation entre les deux courant i1 et ic.

i1 = ic - R

Q18 : Lorsque le transistor est saturé, le courant collecteur ic doit être compris entre 0,21 mA et 3 mA et la tension vcesat = 0,3 V. Déterminer parmi les résistances données ci-dessous ci- dessous, celle qu'il convient de choisir comme résistance R1 pour un fonctionnement correct.

56 Ohm / 100 Ohm / 2,2 kOhm / 10 kOhm / 120 kOhm / 820 kOhm / 4,7 MOhm

J'ai choisi 100 Ohm car I = U / R = 24 / 100 Ohm = 0,24 mA

Q19 : Comment varie la tension vs1 lorsqu'une dent s'approche du capteur ? Justifier 

?

Q20 : Donner le mode de fonctionnement de ALI 2 en justifiant votre choix.

?

Q21 : Calculer la tension v2- .

?

Q22 : Démontrer que v2+ = (0,69 x vs1) +( 0,31 x vs2 ).

?

Q23 : D'après la caractéristique de transfert Vs2 =f(Vs1 ) donnée dans le document réponse N°3 page 12, donner les valeurs des 2 seuils de basculement (seuil bas SB et seuil haut SH).

?

Q24 : Vérifier les valeurs des seuils d'après les questions Q21 et Q22.

?

Q25 : Le tracé de vs1(t) étant donné, tracer vs2(t) sur la figure 1 du document réponse N°3 page 12, en vous aidant de la caractéristique de transfert.

?

Q26 : Indiquer sur la figure 2 du document réponse N°3 page 12, les intervalles dans lesquels il y a passage d'une dent devant le capteur. Noter O pour oui dans le cas d'une réflexion optimale et N pour N dans le cas contraire.

?

 

 

 

 

 

 

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Modifié par Denis CAMUS
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  • Denis CAMUS changed the title to Prototype ROBOT RICA IV étude du moteur a courant continu, de la commande du moteur et carte capteur

Bonjour, Merci beaucoup pour la remise en forme 

Mon raisonnement est-il juste ? Je ne comprends pas comment trouver le 20 tr.min avec 4N.m. Je peux certifier que c'est 20 car en faisant Pa/n = 13,6/0,6 = 8,16 = 8,2 W

Pouvez vous me guider s'il y a d'autres erreurs pour que j'arrive à comprendre et trouver la solution ? Merci encore

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Il y a 1 heure, olafelix a dit :

Bonjour, Merci beaucoup pour la remise en forme 

Mon raisonnement est-il juste ? Je ne comprends pas comment trouver le 20 tr.min avec 4N.m. Je peux certifier que c'est 20 car en faisant Pa/n = 13,6/0,6 = 8,16 = 8,2 W

Pouvez vous me guider s'il y a d'autres erreurs pour que j'arrive à comprendre et trouver la solution ? Merci encore

Bonjour,

 

Q1
Choix du MR 752 52 1/144

Q2 et Q3
Voir dessin  (19,5 tr/min à 4 Nm)

0tau.png

Q1
Choix du MR 752 52 1/144

Q2 et Q3
Voir dessin  (19,5 tr/min à 4 Nm)

https://zupimages.net/up/21/14/0tau.png

Q4:
vr = 19,5 tr/min
vr = 2,04 rad/s
T = 4 Nm
Pu = 4 * 2,04 = 8,2 W

Q5
nmot = 114 * 19,5 = 2223 tr/min

Q6
Pa = Pu/rendement
Pa = 8,2/0,6 = 13,7 W --> OK

Q7
vr = 19,5 tr/min
V robot = 19,5/60 * Pi * 94.10^-3
V robot = 0,096 m/s
 

Q4:
vr = 19,5 tr/min
vr = 2,04 rad/s
T = 4 Nm
Pu = 4 * 2,04 = 8,2 W

Q5
nmot = 114 * 19,5 = 2223 tr/min

Q6
Pa = Pu/rendement
Pa = 8,2/0,6 = 13,7 W --> OK

Q7
vr = 19,5 tr/min
V robot = 19,5/60 * Pi * 94.10^-3
V robot = 0,096 m/s

 

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Rebonjour,

En complément à ma réponse précédente.

Si tu continues à employer des unités farfelues comme le tr.min ou le m.s, tu vas te faire "boxer" par ton prof.

Le tr.min n'est en cas une unité de vitesse de rotation, la notation correcte est soit : tr/min, soit  \(tr.min^{-1}\)

tout comme le m.s n'est en aucun cas une unité de vitesse, la notation correcte est soit : m/s soit \(m.s^{-1}\)

Et ceci n'est pas une remarque anodine.

Modifié par Black Jack
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Bonjour, merci beaucoup @Black Jack pour ta réponse.

Cependant pour la Q5 la formule : r = nr / nmot  or r = 1 / 144    nr = 17 tr.min écrie page 4 et 5

Sinon tout le reste est parfait 

Merci !

il y a 7 minutes, Black Jack a dit :

Rebonjour,

En complément à ma réponse précédente.

Si tu continues à employer des unités farfelues comme le tr.min ou le m.s, tu vas te faire "boxer" par ton prof.

Le tr.min n'est en cas une unité de vitesse de rotation, la notation correcte est soit : tr/min, soit  \(tr.min^{-1}\)

tout comme le m.s n'est en aucun cas une unité de vitesse, la notation correcte est soit : m/s soit \(m.s^{-1}\)

Et ceci n'est pas une remarque anodine.

Oui je suis désolé les unité son bien tr.min-1  et m.s-1

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il y a 12 minutes, olafelix a dit :

Bonjour, merci beaucoup @Black Jack pour ta réponse.

Cependant pour la Q5 la formule : r = nr / nmot  or r = 1 / 144    nr = 17 tr.min écrie page 4 et 5

Sinon tout le reste est parfait 

Merci !

Oui je suis désolé les unité son bien tr.min-1  et m.s-1

Je ne pense pas que le calcul pour Q5 doive se faire à 17 tr/min 

Il doit, pour moi se faire dans les conditions imposées dans les questions précédentes (soit avec le couple de 4 Nm ... et donc 19,5 tr/min tiré du diagramme)

Pour moi, cela se confirme dans la question 6, où on demande de vérifier la puissance dans les conditions des question sprécédentes ...

J'ai fait ce calcul avec 4 Nm , 19,5 tr/min et rendement 0,6 et on arrive bien à la puissance suggérée par l'énoncé.

 

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Bonjour,

Partie B

Q8 et Q9

9vbz.png

 

 

-----
Q10 et Q11
Sur une période de 9 ms , +24V pendant 6 ms et -24V pendant 3 ms

rapport cyclique = 6/9 = 2/3

tension moyenne : (24 * 6 - 24 * 3)/9 = + 8 volts --> marche avant.
-----
Q12

0 <= rapport cyclique < 1/2  : marche arrière
-----
Q13

Variation de la vitesse et sens de marche.

 

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Suite et fin

Q14

NPN
-----
Q15

7,5 mm
-----
Q16

Montage Suiveur
Vs1 = Vce
-----
Q17

I1 = Ic (car le courant I+ dans l'entrée de l'ampli ALI1 est nul (si l'ampli est considéré comme parfait)
-----
Q18

Ic = (24 - 0,3)/R1
0,21.10^-3 <= (23,7)/R1 <= 3.10^-3
8,86.10^-6 <= 1/R1 <= 1,266.10^-4
7900 <= R1 <= 112667

La résistance choisie sera la 10 kohm
-----
Q19

Vs1 diminue.
-----
Q21

V2- = Ualim * R6/(R5 + R6) = 24 * 0,4 = 9,73 V
-----
Q22

Millman : V2+ = (Vs1/R3 + Vs2/R4)/(1/R3 + 1/R4)
V2+ = (Vs1/1000 + Vs2/2200)/(1/1000 + 1/2200)
V2+ = (0,001.Vs1 + 4,545.10^-4.Vs2)/0,00145
V2+ = 0,69.Vs1 + 0,31.Vs2
-----
Q23

SB = 3,2 V
SH = 14 V
-----
Q24

Seuil de basculement pour V2+ = V2- donc pour :
0,69.Vs1 + 0,31.Vs2 = 9,73
0,69.Vs1 = 9,73 - 0,31.Vs2
Vs1 = 14,1 - 0,45.Vs2

Si ALI2 est parfait et saturé vers le haut, alors VS2 = 24 V ?, on a alors V1 = 3,3 V
Si ALI2 est parfait et saturé vers le bas, alors VS2 = 0 V ?, on a alors V1 = 14,1 V

... ce qui vérifie,aux arrondis près, les seuils trouvés en Q23
-----
Q25

Vs2(t) en rouge sur le dessin.

 

Sans titre.png

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