Finalité ludique du projet : maintenir une sphère métallique en lévitation.
Aspects traités lors de ce travail :
Utilisation et caractérisation d'une cellule photovoltaïque comme capteur de
position (détermination expérimentale des performances : domaines de
linéarité, temps de réponse).
Caractérisation statique et/ou dynamique d'un électro-aimant (lien entre
modèle théorique et modèle expérimentale).
Mise
en place d'un asservissement piloté sous Labview (analyses des performances
et de leurs limites).
Matériel disponible :
boule légère en métal aimantable,
noyau de fer (transfo démontable),
bobine 1000 spires,
AOP de puissance (LM12)
lampe halogène 12V ou lampe halogène alimentée en 230 VACet transfo intégré
panneau photovoltaïque techno amorphe
Alimentation de puissance.
Comment évoluent le courant de court-circuit, la tension de circuit ouvert quand la tension d'alimentation de la lampe varie entre 0 et 10V, pour une distance fixe entre la lampe et le capteur photovoltaïque?
Comment évolue le courant de court-circuit, la tension de circuit ouvert lorsque la boule, placée à égale distance entre la lampe et le panneau PV descend lentement?
Dans quel sens placer le panneau (verticale, horizontal ou en biais)?
Quel grandeur choisissez vous d'utiliser comme image de la hauteur de la boule(I ou V)?
A quelle distance doit-on placer la boule de la lampe et du panneau PV pour maximiser la zone linéaire du capteur?
Après avoir judicieusement placé la boule par rapport à la lampe et au capteur relevez alors la caractéristique du capteur. En déduire un modèle linéaire sur une zone donnée.
Placer la bobine dans le circuit magnétique, puis positionner l'ensemble sur le bâti en bois. La bobine est directement alimentée par une alimentation de table.
Quelle valeur max de courant permanent la bobine admet-elle?
Comment régler le courant maximum de cette alim?
On souhaite relever pour différents espacements entre la boule et le noyau de fer la valeur minimale du courant capable de maintenir la boule en l'air. Naturellement, la bobine a tendance à venir ce coller au noyau. Pour éviter cela deux méthodes : -intercaler une cale d'épaisseur connue entre la boule et le noyau ou -relier la boule à une ficelle de longueur connue et fixée au sol.
Relever alors la courbe I = f(e), ou I est le courant minimal pour garder la boule en suspension et e la distance entre la boule et le fer. Comparer cette courbe avec un modèle expérimentale dont vous adapterez les paramètres pour "coller"au mieux à la courbe.
Plein de choses à faire ... par exemple voir à quel cadence max on peut aller prendre une valeur (CAN) la traiter simplement (gain) et la renvoyer (CNA)
Ce composant est ici monté en
amplificateur de tension avec un gain que vous mesurerez.
C'est aussi un ampli de puissance
of course!
Sur la figure ci-contre, le connections sont les suivantes :
BLANC : borne + de la commande
NOIR : la masse du montage (O
volts)
VERT :sortie du montage
JAUNE : +20 V
BLEU : -20V
la bobine est donc reliée aux bornes noir et vert.
Si on pilote le système avec un GBF( ou une carte d'acquisition) la tension
de commande est appliquée entre blanc et noir.
L'alimentation continu de puissance est connectée sur les bornes bleu, noir,
jaune pour les potentiels respectif -20, 0, +20 Volts.
