Réalisation de circuits imprimés IUT4

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Réalisation de circuits imprimés – IUT4 – 2004/2006 – 11 – Projet 3 - VILOGGER / Enregistrement de données sur le kart électrique Projet : IUT4 Info : [DIV488] Révision : 1 du 16 janvier 2006 Fig. 3.1. Maquette (images-maquettes\vilogger-22.jpg). 3.1 Liste des documents - Prix du montage. - Schéma électronique. - Circuit imprimé coté cuivre. - Circuit imprimé coté composants. - Implantation des composants. - Documentations.

  • présentation de la carte d'acquisition

  • vilogger

  • réception de la carte

  • désignation des composants tableau

  • moinsvmot

  • câblage sur le kart

  • composant

  • gains des capteurs de tension hvin

  • moinsvmot vbat


Publié le : dimanche 1 janvier 2006
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Réalisation de circuits imprimés – IUT4 – 2004/2006
Projet 3  VILOGGER / Enregistrement de données sur le kart électrique
Projet Info Révision
: IUT4 : [DIV488] : 1 du 16 janvier 2006
Fig. 3.1. Maquette (imagesmaquettes\vilogger22.jpg).
3.1 Liste des documents  Prix du montage.  Schéma électronique.  Circuit imprimé coté cuivre.  Circuit imprimé coté composants.  Implantation des composants.  Documentations.
– 11 –
Thierry LEQUEU – Janvier 2006 – [DATA076] – Fichier : PROJETSIUT4.DOC
3.2
3.3
Désignation des composants Tableau 3.1. Liste de composants (projetsiut4.xls / ALIM2574).
12345678910
QuantitéRéférenceDésignation10C1,C2,C3,C4,C6,C8,C9,C11,C13,C14100nF4C5,C7,C10,C12100uF 25V1JP1TENSION2JP5,JP2HAS2001JP3ALIM1JP4VILOGGER4L1,L2,L3,L4100uH4R1,R2,R3,R439k6R5,R6,R7,R8,R9,R103.3k2VIS2,VIS1VISSERIE
Allure du montage
EmpreinteCK06RADIAL08WEID804PL1WEID3WEID8RADIAL08RC04LRC04LM3
Fig. 3.2. Bornier CANDEM 3 points (imagescomposants\bornier1.jpg).
– 12 –
Jeudi 12 janvier 2006 Jeudi 12 janvier 2006 Dimanche 15 janvier 2006
1315h = 2 heures
2 heures 2 heures 14 heures sur 4 jours
Vendredi 20 janvier 2006 Samedi 21 janvier 2006
Lundi 16 janvier 2006
Mardi 10 janvier 2006
4 heures + 4 heures
1 heure
Réalisation de circuits imprimés – IUT4 – 2004/2006
3.5
Gains des capteurs de tension
Durée
– 13 –
1 heure 1 heure 8 heures sur 3 jours 2 heures
HVinVout1Vout2Vout3000010,180,8540,8590,85119,61,64451,6551,64030,232,5372,5532,52941,53,4843,5053,47350,124,20854,2344,195560,965,1215,1525,105Pentes :0,084000330,084507760,08373841/Pentes :11,904711811,833229411,9419493R1 =434343R2 =3,93,93,9Gain =0,083155650,083155650,083155651/Gain =12,02564112,02564112,025641Fig. 3.3. Bornier CANDEM 3 points (imagescomposants\bornier1.jpg).
15h18h = 3 heures
Installation de VI Logger 2.0 + essais de configuration Matin : essais et mail du problème Après midi : réponse (DLL) + essais OK Sous TOTAL (software) : Routage de la carte de conditionnement Réalisation de la carte de conditionnement + câblage sur le kart + essais Essais d’acquisitions sur le kart en roulage Exploitations des données Sous TOTAL (hardware) :
3.4 Planning de développement Date Opération Rencontre du commercial National Instrument. 2527 octobre 2005 Présentation de la carte d’acquisition 8 voies USB.  Commande de la carte NI USB6008  Réception de la carte NI USB60008 Installation de Labview 8.0 sur le PC portable Mardi 10 janvier 2006 PCPGEII02 + Freeze + Internet
Thierry LEQUEU – Janvier 2006 – [DATA076] – Fichier : PROJETSIUT4.DOC
3.6
Premier essai sur le kart
Fig. 3.4. Vue d’ensemble du système d’acquisition (karting\20050116 VILOGGER\dsc00485b.jpg).
60
50
40
30
20
10
0 0
2 0
4 0
6 0
8 0
100
120
140
PlusVmot(Voltage) MoinsVmot(Voltage) Vbat(Voltage) VImot(Voltage) VIbat(Voltage)
160
Fig. 3.5. Mesure en statique du lundi 16 janvier 2006 (kartelec01.xls).
– 14 –
180
0,8
0,7
0,6
0,5
0,4
0,3
0,2
0,1
0 2 0 0
3.7
3.7.1
3.7.2
Réalisation de circuits imprimés – IUT4 – 2004/2006
Essais de roulage du kart du vendredi 20 janvier 2006
Câblage des mesures de tensions
Fig. 3.6. Schéma de câblage de janvier 2006 (dessins\kart1.drw).
Analog Input
AI0 AI1 AI2 AI3 AI4 AI5 AI6 AI7
Liste des essais 1 2 3 4
Carte VILOGGER Vout1 Vout2 Vout3 Vout4 Vout5 Vout6 c.c. n.c.
Grandeurs théorique PlusVmot MoinsVmot Vbat n.c. Imot Ibat
Heure de début 10h32 10h36 10h41 10h48
Grandeurs cablées Vbat MoinsVmot
Conditions 0à50m + roue libre Mesure de Imot max 0à60m 0à100m :Vmax
– 15 –
Gains
G1 = G2 = G3 = 50 50
Thierry LEQUEU – Janvier 2006 – [DATA076] – Fichier : PROJETSIUT4.DOC
3.7.3
Calculs de la résistance équivalente du moteur
v(t)
i(t)
R
L
Fig. 3.7.. Le moteur électrique Etek et son schéma équivalent. Essais numéro 2 Fichier Excel : \\20050120 VILOGGER \20_01_2006_10_36_200A.xls La valeur moyenne de la tension aux bornes du moteur vaut Vmot = 4,55 V. La valeur moyenne du courant dans le moteur vaut Imot = 207,6 A. La résistance d’induit équivalente vaut Rmot = 21,8 mO.
240,0 230,0 220,0 210,0 200,0 190,0 180,0 170,0 160,0 150,0 140,0 130,0 120,0 110,0 100,0 90,0 80,0 70,0 60,0 50,0 40,0 30,0 20,0 10,0 0,0 36:49,5
36:51,3
36:53,0
36:54,7
Imot (A) Vmot (V)
36:56,4
36:58,2
36:59,9
Fig. 3.8. Essais numéro 2 : kart à l’arrêt – Vmot et Imot.
– 16 –
E
37:01,6
6 5,75 5,5 5,25 5 4,75 4,5 4,25 4 3,75 3,5 3,25 3 2,75 2,5 2,25 2 1,75 1,5 1,25 1 0,75 0,5 0,25 0 37:03,4
Réalisation de circuits imprimés – IUT4 – 2004/2006
3.7.4 Calculs de la résistance équivalente des 4 batteries Pour t < 0, la tension des 14 batteries valait Vbat(t=0) = 50,87 V. Pour t = 0+, lorsque Ibat = 22,8 A, la tension instantanée vaut Vbat(t=0+) = 49,7 V, soit une chute de DV bat tension de ? Vbat = 50,87 – 49,7 = 1,17 V. La résistance équivalente vautR= =51,3 mO. bat I bat
4,0
30,0
y = 0,0107x + 50,87 25,0
Ibat(A) 0,0 Vbat(Voltage) Vbat(Voltage) Linéaire (Ibat(A)) 15,0 Linéaire (Vbat(Voltage)) Linéaire (Vbat(Voltage)) 10,0
2,0
5,0
y = 0,118x + 49,704 2 R = 0,9209
0,0 0,0
2,0 4,0 Temps en s
y = 0,1255x + 22,788 2 R = 0,0218
6,0
Fig. 3.9. Essais numéro 2 : kart à l’arrêt – Vbat et Ibat.
8,0
51
50,5
50
49,5
49
48,5
48 10,0
3.7.5 Estimation de la vitesse et de la position du kart Après avoir corrigé l’offset du capteur du courant moteur, la valeur de Imot est utilisée pour estimé la valeur de la FEM du moteur par la relation : E=V-R×I (3.1) mot induit mot Le calcul de la vitesse linéaire du kart tient compte de la transmission et du rayon de la roue :
ìK=72tr / minV f ï ïDm»26 dents 28 2p0,25 3600 ÞV=E´72´ ´ ´ ´ =E´1,3572 í Da»2 100065 60 65 dents ï ï Dr»25 cm î La position du kart est estimée à partir de la relation :
(3.2)
dV t x= Þx=x+V(t)×dt (3.3) 0ò dt On considère que la vitesse est constante sur un intervalle de mesure (? T = 0,1 s). On peut écrire alors : x t=x t- DT+V t×DT (3.4)
– 17 –
14,0
Imot (A) Vitesse (km/h) Distance (m)
15,0 Temps en s
18,0
25,00
16,0
17,0
11,0
0 10,0
0,00 20,0
19,0
12,0
Essais N°1 sur 50 mètres
25
50
75
100
Imot (A) Vmot (V) E (V)
– 18 –
0 10,0
11,0
Thierry LEQUEU – Janvier 2006 – [DATA076] – Fichier : PROJETSIUT4.DOC
125
100
45,00
30,00
250
Fig. 3.11. Essais numéro 1 : accélération maximale sur 50 m – Imot, la vitesse et la position.
200
175
225
50
45
40
15
10
5
35
30
25
20
0 20,0
19,0
18,0
35,00
50,00
17,0
16,0
13,0
12,0
15,0 Temps en s
14,0
Fig. 3.10. Essais numéro 1 : accélération maximale sur 50 m – Vmot, Imot et la fem E.
150
225
250
175
200
50
25
125
3.7.6
75
150
13,0
20,00
15,00
40,00
5,00
10,00
– 19 –
Réalisation de circuits imprimés – IUT4 – 2004/2006
Essais N°3 sur 60 mètres
1,00
7,00
5,00 6,00 Temps en s
Imot (A) Distance (m) Vitesse (km/h)
9,00
Imot (A) Vmot (V) E (V)
2,00
3,00
4,00
1,00
2,00
250,00
225,00
0,00 0,00
150,00
125,00
200,00
175,00
50,00
25,00
100,00
75,00
Fig. 3.13. Essais numéro 1 : accélération maximale sur 60 m – Imot, la vitesse et la position.
0,00 0,00
225,00
250,00
125,00
150,00
175,00
200,00
25,00
50,00
75,00
100,00
3.7.7
4,00
3,00
9,00
10,00
8,00
0,00 11,00
5,50
49,50
55,00
38,50
44,00
Fig. 3.12. Essais numéro 1 : accélération maximale sur 60 m – Vmot, Imot et la fem E.
22,00
16,50
11,00
42,00
36,00
33,00
27,50
60,00
54,00
48,00
10,00
0,00 11,00
6,00
12,00
18,00
30,00
24,00
8,00
5,00 6,00 Temps en s
7,00
15,00
0,00 18,00
30,00
20,00
10,00
0,00 18,00
50,00
70,00
80,00
90,00
16,00
14,00
6,00
4,00
40,00
45,00
30,00
35,00
20,00
25,00
10,00
5,00
12,00
8,00 10,00 Temps en s
2,00
0,00 0,00
60,00
Imot (A) Vmot (V) E (V)
100,00
50,00
250,00
200,00
150,00
Essais N°4 sur 100 mètres
225,00
3.7.8
50,00
175,00
100,00
100,00
150,00
200,00
225,00
125,00
125,00
25,00
75,00
50,00
75,00
0,00 0,00
2,00
25,00
Thierry LEQUEU – Janvier 2006 – [DATA076] – Fichier : PROJETSIUT4.DOC
250,00
175,00
6,00
4,00
Fig. 3.15. Essais numéro 1 : accélération maximale sur 100 m – Imot, la vitesse et la position. L’accélérateur est relâché pour t = 11,7 s et la distance parcourue vaut 83 m.
12,00
8,00 10,00 Temps en s
– 20 –
40,00
Imot (A) Vitesse (km/h) Distance (m)
14,00
16,00
Fig. 3.14. Essais numéro 1 : accélération maximale sur 100 m – Vmot, Imot et la fem E.
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