POSITIONNEUR D'ANTENNE. chaîne d'énergie

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1 Centre d intérêt 3 : Chaîne d énergie TP 32 Page 1 Durée : 1 heure 30 Matériel: Antenne parabolique motorisée en fonctionnement Pièces de la transmission: - Maquette Train engrenage - Tube vis-écrou Dossier technique parabole DT 1 à 4 Multimètre de mesure A rendre : Document réponse DR 32 correctement rempli Compétences visées: Décrire les grandeurs physiques d'entrée et de sortie d'un actionneur et la conversion de l'énergie. Identifier la nature d'une liaison et décrire ses conditions de réalisation en réponse à un cahier des charges. Réaliser le démontage et le remontage d'un ensemble de pièces réalisant une liaison donnée Objectif général Ordres de commande Energies d'entrée ALIMENTER DISTRIBUER CONVERTIR TRANSMETTRE chaîne d'énergie AGIR Le service commercial a fait remonter l'information suivante: De nombreux clients cherchent un système d'orientation de parabole très compact, dont les dimensions sont compatibles avec un espace restreint de fonctionnement, comme le rebord de fenêtre. Avant de concevoir un nouveau mécanisme répondant à ce besoin, nous avons à reprendre l'analyse du mécanisme actuel. Nous analysons tout d'abord les fonctions Convertir et Transmettre l'énergie. TRAVAIL DEMANDE 1. Fonction alimenter 1.1. En étudiant le dossier technique, indiquer sur le document réponse la nature et la grandeur de l'énergie source du système D'après le diagramme FAST page DT 3, quelle est la tension d'alimentation du moteur? L'indiquer à la sortie du RADIX et repasser en Vert le câble d'alimentation moteur En déduire le nom de l'élément qui permet d'assurer la fonction «alimenter». L'entourer en rouge sur le schéma de la feuille réponse Repasser en rouge l'alimentation en 230 V alternatif sur le document réponse.

2 Centre d intérêt 3 : Chaîne d énergie TP 32 Page 2 2. Fonction distribuer 2.1. Indiquer quelles sont les préactionneurs du système 3. Transformation de l'énergie électrique 3.1. Compléter le schéma bloc du moteur électrique à partir des éléments fournis dans le diagramme FAST En utilisant votre livre p 51, reporter le symbole du moteur entraînant la parabole En présence du professeur, Brancher le moteur de la parabole sur l'alimentation stabilisée. Régler la tension à 24 Volts. Mettre en marche le moteur puis faire varier la tension d'alimentation: que se passe-t-il? Mesurer au tachymètre la fréquence de rotation de la vis pour les tensions suivantes : U : Tension en volt (V) N : Fréquence de rotation en tr/min 14 V 16 V 18 V 20 V 22 V 24 V Reporter ces valeurs sur un graphique avec les tensions en abscisse et les fréquences de rotation en ordonnée. Que peut on dire de la fonction N = f (U)? En déduire la fréquence de rotation de la vis (N 38 ) à 36V 4. Adaptation de l'énergie mécanique de rotation. Le moteur électrique fournit une fréquence de rotation élevée ( 1500 à 2500 tours /mn) et un couple faible. Il faut adapter l'énergie qu'il fournit en diminuant la fréquence de rotation et en augmentant le couple Indiquer sur la chaîne d'énergie le nom du premier ensemble qui permet d'adapter la vitesse de rotation du moteur ainsi que son couple, 4.2. Consulter le Dossier technique DT 4 et indiquer le numéro repère des éléments d'engrenage dont vous disposez : Numéro de l'engrenage Dents en contact Même vitesse de rotation 4.3. Etude du premier réducteur simple (arbre moteur 2/roue 3) : a) Compter le nombre de tours que doit faire l'arbre moteur 2 pour que la roue 3 fasse un tour complet. b) Compter (ou relever dans la nomenclature) le nombre de dents de ces deux roues dentées. c) Trouver une relation entre le rapport du nombre de dents et le rapport du nombre de tours

3 Centre d intérêt 3 : Chaîne d énergie TP 32 Page 3 On appellera le nombre de tour de l'arbre moteur : N 2 On appellera le nombre de tour de la roue 3 : N R3 On appellera le nombre de dents de l'arbre moteur : Z 2 On appellera le nombre de dents de la roue 3 : Z R Etude du deuxième réducteur simple (pignon 3/roue 9) : a) Compter le nombre de tours que doit faire le pignon 3 pour que la roue 9 fasse un tour complet. b) Compter le nombre de dents de ces deux roues dentées. c) Trouver une relation entre le rapport du nombre de dents et le rapport du nombre de tours On appellera le nombre de tour de du pignon 3 : N P3 On appellera le nombre de tour de la roue 9 : N 9 On appellera le nombre de dents du pignon 3 : Z P3 On appellera le nombre de dents de la roue 9 : Z A l'aide du livre page 146, donner le rapport de réduction de ces deux réducteurs simple (sans faire le calcul), en déduire le rapport de réduction total Calculer la fréquence de rotation du moteur (N 2 ) connaissant la fréquence de rotation de la vis 38 (N 38 ), calculé au paragraphe 3, qui est directement liée à la roue Transformation de mouvement par vis- écrou : voir Livre page D'après le diagramme FAST, quelle est la fonction de cet ensemble? Reporter le nom de l'ensemble sur la chaine d'énergie Mesurer le déplacement de l'écrou par rapport à la vis lorsque celui ci est bloqué en rotation et que la vis fait 10 tours. Pour cela, - mettre l'ensemble vis + écrou à plat sur la table - repérer la position de la vis - bloquer en rotation l'écrou - faire tourner la vis de 10 tours : de combien a-t-elle avancé par tour (en mm)? - Comparer cette valeur avec celle du pas de la vis indiqué dans la nomenclature (DT4) - Conclusion 5.3. A l'aide du livre, calculer la vitesse de déplacement du tube en fonction de la vitesse de rotation de la vis déterminée au paragraphe 3.

4 DT 1 MISE EN SITUATION De manière à pouvoir choisir la réception des ondes électromagnétiques correspondant au programme souhaité par l'utilisateur, il est nécessaire d'orienter la parabole vers l'un ou l'autre des satellites géostationnaires disponibles. L'alimentation en énergie et la commande de cette opération sont réalisées par l'intermédiaire du "RADIX". Antenne parabolique motorisée Alimentation secteur 230 V / 50 Hz L N Télévision Sous système étudié RADIX Module d'alimentation et de commande

5 DT 2 ANALYSE FONCTIONNELLE SADT

6 DT 3 DIAGRAMME FAST : FONCTION "ORIENTER L'ANTENNE PARABOLIQUE" ORIENTER LA PARABOLE Faire pivoter la parabole autour d'un axe Fournir une énergie électrique Adapter l'énergie électrique Courant réseau EDF 230V 50 Hz Transformateur Redresseur 230 V / 36 V Distribuer l'énergie électrique Transistors et Relais East, West Convertir l'énergie électrique en énergie mécanique de rotation Moteur électrique 36 V CC Adapter l'énergie mécanique de rotation Réducteur à engrenages Adapter l'énergie mécanique de rotation translation en énergie mécanique de translation Système vis (38)-écrou(43) Entraîner la parabole Embout à rotule (48) Vis (77) et Support de tête de réception (74) Guider la rotation de la parabole par rapport au support Liaison pivot parabole - support

7 DT Ecrou 38 1 Vis Rd 15,24 x 3,175 Pas = 1/8 pouce soit 3,175 mm 11 1 Moteur électrique 9 1 Roue Z 9 = 46 Module : m = Axe 3 1 Pignon double Z 3a = 46 mn=0.8 Z 3b = 10 m = Arbre moteur Z 2 = 7 Module : mn = Corps Rep. Nbre Désignation Observations