Ppt final

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  1. 1. Lénergie solaire LProfesseurs :M. Fournier Année scolaire : 2011-2012M. Veltz
  2. 2. SommaireII. Présentation...PrincipeDémarcheIII. Contraintes – Règlement concours...IV. Cahier des charges...Diagramme bête à corne/pieuvreDiagramme FASTChaînes d’infos - énergieV. Solutions techniques – Déroulement...CellulesBatterie/autonomieMoteurVI. Commandes...VII. Montages et réalisations techniques...VIII.Tests...IX. Conclusion...
  3. 3. II. PrésentationPrincipe Les rayons du soleil arrivent sur la cellule Lénergie reçue va créer des paires « électrons - trous » Ces paires créent une différence de potentiel et donc un courant.
  4. 4. Avantage et inconvénient dune cellule Avantages : Énergie propre, peut sinstaller partout, devient de moins en moins coûteuse. Inconvénients : rendement faible (environ 20%), baisse du rendement en cas de hausse de température, très fragile, polluent une fois usagées
  5. 5. DémarchePour notre voiture solaire un modèle de cellule à été imposée :-types monocristallines-Dimensions : 125x125mm-Tension U = 517mV-Intensité = 5,151 A-Puissance = 2,66W-Rendement = 16 à 17%-Pertes : 0,3 à 0,4 % par °C au dessus de 25°C Valeurs du constr ucteur vérifiées par les tests et les calculs Nous avons exposé une cellule à un champ lumineux et nous avons mesurés avec un multimètre lintensité et la tension et nous avons déduit la puissance fournie : -P = U x I = 0,517 x 5,1 = 2,63w pour une cellule. Alors pour 14 cellules : P = 2,63 x 14 = 37,3 w
  6. 6. Châssis ComposéOmar Djabir Omar Djabir Le châssis est composé de 3 pièces : le châssis bloc ; le châssis roues ; la plaque de cellules Omar Djabir
  7. 7. Châssis AssembléNotre voiture devais au départ ressembler à cela, sans prendre en considération les caractéristiques électriques et mécaniques du moteur, ni le poids de notre voiture, ni la matière des composants. Omar Djabir
  8. 8. III. Contraintes – Règlement concoursSourcesd’énergieL’énergie utilisée par ces voitures doit être« exclusivement » issue du solaire.Ces dernières devront également respecter un cahier des charges afin de pouvoir concourir. Cliquezdes cellues modifier le style des sous-Surface MAXIMUN pour « 2200 cm² »Prévoirons des batteries interchangeables. (enmasque titres du cas de pluie)
  9. 9. Configuration géométrique du véhicule Configuration max du véhicule qui doit être un volume parallélépipédiqueLongueur = 85 cm MaxLargeur = 55 cm MaxHauteur = 80 cm MaxDistance pare-chocs au sol = 60mm MaxObligation d’avoir des pare-chocs avant et arrière (avec matière suffisamment amortissant, évité dégât aux autres) Masse = 1,5 Kg minimum sans batteries et sans condensateur.Le véhicule doit démarrer sans l’aide de quelqu’un.Avoir un dispositif de couverture pour éviter charge batterie avant départ (bâche,…)Une surface lisse de 12 cm de large et de 8 cm de haut placée sur le côté gauche pour logo.Une surface lisse, blanche mat, de 6x6 cm à l’avant du véhicule pour le numéro. (inclinaison au moins 25° sur l’horizontale)
  10. 10. Epreuve de pilotage L’épreuve consiste à être le plus rapide dans un slalom entre des plots.Elle est constituée de séries de courses en duel.L’épreuve de slalom est constituée de deux manches durant lesquelles chaque concurrent réalise deux courses en duel.
  11. 11. Epreuve d’endurance L’épreuve d’endurance consiste à rouler pendant 1h à 2h et à parcourir la plus grande distance.Le véhicule doit passer avec succès tous les points de qualificationUne demi-heure avant le début de la course, les batteries des véhicules doivent être « vides »Longueur du circuit entre 50 et 100 mètre
  12. 12. http://defis-solaire-rempart.over-blog.com/
  13. 13. IV. Cahier des charges La voiture finale Voici notre voiture, respectant toutes les contraintes du règlement. Ce prototype est gardé car il est assez léger (2,8 kg théoriquement). Omar Djabir Omar
  14. 14. Châssis avec les contraintesEn prenant compte toutes les contraintes techniques ainsi que les contraintes du règlement nous optons pour un châssis plat.La plaque de cellule a été fourni par les professeurs Omar Djabir Omar
  15. 15. Mise en plan Omar Djabir
  16. 16. Choix des roues Quatre roues motrices :A vant ages Inconvénient sM eilleur e accélér at ion Nécessit é d au m oin s d eux m ot eur s Solut ion en com br an t e A lour d issem en t d u véhicule Kari Bachir
  17. 17. Deux roues motrices à lavant :A vant ages Inconvénient s En com br em en t d u ser vom ot eur et d es t iges d ir ect ion n elles Nécessit é d e plusieur s en gr en ages pour t r an sm et t r e lén er gie Kari Bachir
  18. 18. Deux roues motrices à larrière : A vant ages Inconvénient s En com br em en t r éd uit Nécessit é d e plusieur s en gr en ages pour t r an sm et t r e lén er gie aux d eux r oues Kari Bachir
  19. 19. Trois roues, une roue motrice à larrière :A vant ages Inconvénient sEn com br em en t r éd uit A ccélér at ion r éd uit eM eilleur e st abilit éIn t égr alit é d e la puissan ce m écan iquet r an sm ise à un e seule r oue Kari Bachir
  20. 20. Trois roues : Une roue motrice à lar rière Rout e Rout e Rout e gelée  : Rout e Pourquoi ce choix ? n or m ale  : m ouillée  : sablée  : µ g = 0 ,6 µ g = 0 ,4 µ g = 0 ,2 - Plus ergonomique µ g = 0 ,0 3 - bonne accélération etA ccélér at ion 3 ,7 2 ,3 6 1 ,1 3 0 ,1 6 meilleur couple (m / s² ) - Moins coûteux Effor t 1 1 ,1 7 ,0 8 3 ,4 0 ,4 9t an gen t iel (N) Couple 0 ,6 1 0 ,3 9 0 ,1 9 0 ,0 3 (N/ m ) (Ceci sont les couples limitant et les accélérations à ne pas dépasser pour chaque type de route) Adrien
  21. 21. Aménagement de la voiture Caractéristiques : Masse : m = 3kg Rayon de la roue : r = 55mm Distance roue avant → roue arrière : L = 495mm Adrien Domzalski 6 Distance roue arrière → centre de gravité G : L1 = 281mm 5 4 µg : coefficient de frottement a (m/s²) 3 2 Formules :  1 accélération : a = (L1*µg*9,81)/((L- 0 µg)*0,1) 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 µg Effort tangentiel : Ta = m*a Adrien Domzalski
  22. 22. Angle de braquage : Benjamin Giordano
  23. 23. Mais quel placement ? h=1 0 cm h=1 0 cm h=6 cm h=1 2 cm h=1 0 cm L=3 5 cm L=4 5 cm L=3 8 ,3 cm L=3 8 ,3 cm L=3 1 cm L1 =1 7 ,5 cm L1 =2 2 ,5 cm L1 =1 9 ,1 cm L1 =1 9 ,1 cm L1 =2 0 cma(m / s² ) 3 ,5 5 3 ,3 9 2 ,9 4 2 ,9 4 4 ,6 2Ta(N) 1 0 ,6 5 1 0 ,1 7 8 ,8 2 8 ,8 2 1 3 ,8 6Couple(N.m ) 0 ,5 9 0 ,5 6 0,48 0 ,4 8 0 ,7 6(r =5 5 m m )Couple(N.m ) 0 ,3 4 0 ,3 3 0 ,2 8 0 ,2 8 0 ,4 4(r =3 2 m m ) Adrien Domzalski -La hauteur du centre de gravité ninflue pas sur laccélération -Une grande roue à une meilleure accélération -Le poids doit se situer vers lavant de la voiture
  24. 24. Les autres problématiques Entraxe train avant ---> par-choc :  200mmBenjamin Giordano
  25. 25. Analyse fonctionnelle Diagramme bête à corne : Benjamin Giordano
  26. 26. Diagramme pieuvre : Benjamin Giordano
  27. 27. Diagramme FAST et chaîne dinformation  et dénergie : Benjamin Giordano
  28. 28. V. Solutions techniques - Cellules DéroulementPour notre voiture nous avons besoin de 14cellules car : 1 cellule = 125x125mm ===> 15 625mm²Ensuite pour le calcul nous prenons 2200cm² pour le recouvrement des cellules donc :      2200/156,25 = 14,08 ==> 14 cellules Et nous avons aussi lu un rendement de 17,20 % et une puissance de 2,66W. Ensuite pour la tension nous avions mis une cellule sur un rétroprojecteur qui fait projeter une lumière semblable au soleil de 200 lux et nous avons mesurés : 0,517volt. Et ensuite nous avions en déduit le courant : Puissance (w)/tension(v)=courant(A) 2,66/0,517= 5,15 A Et donc pour 14 cellules ===>2,66 x 14 = 37,24W et 0,517 x 14 = 7,24 V
  29. 29. La batterieIl s’agit d’un ensemble d’accumulateur électriques Ni-Mh de 1.2 V chacune.Reliés entre eux de façon à créer un générateur de courant continu de la capacité et de tension désirée1.2 x 6 = 7.2 Volts
  30. 30. Pourquoi avoir choisi ce type ?
  31. 31. Au départ notre choix s’est porter sur une batterie lithium-ion car pour une même capacité elles pèsent le tiers du poids des Ni-Cd et Ni-Mh, et représente une capacité poids puissance plus intéressante.
  32. 32. Les accumulateurs Nickel-Metal-Hybride : Notre batterie est de 2500mah avec un courant dehttp://www.bungymania.com 5,151A délivré par les cellules, alors elle produira 5,151A par heure, donc pour se charger elle mettra 2,5Ah fois 1heure divisé par 5,151Ah soit 29,12 minutes, nous prendrons 30 minutes.
  33. 33. MoteurAvantages du moteur brushless :Meilleur rendementMeilleure puissance mécaniqueCoût moins élevéMeilleur système de refroidissement La fréquence de rotation du moteur N (en tours par minute) est proportionnelle à sa tension dalimentation U par le coefficient Kv du moteur : N = Kv * U
  34. 34. Caractéristiques du moteur Diamonds AL 2836 : Diam èt r e* Lon gueur 2 8 * 3 6 m m Poid s 67 g A xe 3 .1 7 m m Cour an t 14- 18 A Puissan ce 288 W Kv 1 1 2 0 t r / m in / V Omar Djabir
  35. 35. Véhicule en pente Benjamin GiordanoCouple à fournir en pente : Angle Phi de la pente : Phi = tan(20/100) = 11.3° Effort E à vaincre : E = mg*sin(11.3) = 5.77 N Couple C à fournir : C = E*r = 5.77*0.055 = 0.31N.m
  36. 36. Véhicule à plat L1 = 28.5 cm L = 50 cm H = 10 cm Masse = 3 kgAdrien Domzalski
  37. 37. Couple limite à plat Benjamin Giordano TA(lim) = (L-L1)*m*g/[(L/0.6)-h] = 8.36 N C(lim) = TA(lim) * r = 8.36 * 0.055 = 0.46 N.m
  38. 38. VI. Commandes Radio-commande : Benjamin Giordano Fréquence : 41,100MHzBenjamin Giordano
  39. 39. Algorigramme de la LED : Adrien Domzalski
  40. 40. Le dispensable et lindispensable : Simuler Proteus Benjamin Giordano I = Vbatterie/2R et Vcomparateur = R*IDoù : Vcomp = R*Vbatt/2R = Vbatt/2 = 7.2/2 = 3.6V Benjamin Giordano
  41. 41. La solution finale : Omar Djabir
  42. 42. VII. Montages etréalisations techniques Benjamin Giordano
  43. 43. Arrachage et soudage :
  44. 44. Découpage et ajustement :
  45. 45. Transmission :
  46. 46. Direction :
  47. 47. Protection :
  48. 48. Motorisation(support moteur et réducteur) et mise en place du circuit :  Vrotation = Kv*U = 1120*7,2 = 8065 tr/min Donc Csortie = [P/(Vrotation*2Pi/60)] = 288/(8064*2Pi/60) = 0,34N.m Mais la vitesse serait trop élevée puisque : [(Vrotation*2Pi)/60] fois r fois 3,6 = 155 km/h Donc un réducteur a été nécessaire car on souhaite une vitesse de croisière de 40 km/h : (155 km/h)/(40 km/h) = 4 Donc nous prendrons 4 roue dentée : une, de diamètre primitif de 20mm ensuite un autre de 40 mm puis encore un de 20mm et enfin un dernier de 40mm ce qui fait : 20/40 * 20/40 = ¼ (Le couple ne changera pas puisque il est en fonction du courant appelé et disponible donc de la puissance. Cette puissance est réglable par la radio-commande)
  49. 49. Placement des matériaux -Châssis aluminium : 796x492x0,5mm -Polystyrène : 28x452x79mm -Bras directionnels -Servomoteur -Récepteur -2 roues directrices:65mmZidni Mchangama -1 Roue à crampons : 140mm Zidni Mchangama
  50. 50. Solution finale :Phot os voit ur e fini ( cant ine et lycée) plus solid omar etphot os engr enages plus disque alu puis expliquer → solid.
  51. 51. VIII. Tests Points for ts/faiblesVoici les points fort de notre voiture :Et ses points faibles :
  52. 52. IX. ConclusionUtiliser et adapter l’énergie solaire à notre véhicule radio-commandéOptimiser les rendement et performances du véhicule(dans l’optique de gagner la course)Respecter le cahier des charges qui nous est imposéRéduire au maximum les dépensesDécouvrir les technologies liées au modélismeFaire face aux problèmes et y remédier
  53. 53. Problèmes rencontrésDurant la réalisation de notre projet, nous avons dû faire face à un certain nombre de problèmes :Budget restreintArrivé des composants en retardSoudure des cellules qui a pris du temps ( cassé un certains nombre de cellules)Problèmes de couple avec le moteurPeu d’heure d’allouées à ce projetAménagement du châssis et mise en place de la direction et de la partie motrice difficile
  54. 54. Lénergie solaire LProfesseurs :M. Fournier Année scolaire : 2011-2012M. Veltz

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