Etude de la fonction contrainte Fc3 :

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1 NOM : CLASSE : GROUPE: Activités : Vérifier par expérimentation la conformité des performances d une des fonctions de service énoncée dans le cahier des charges Notions : positionnement angulaire et vitesse de rotation du tourillon, niveau sonore, tension de corde Matériels et dossiers: Base de données TpWorks guitare, guitares gibson Dusk Tiger et Elipse, maquette 3D permettant le mesurage de l angle du tourillon, accordeur KORG, interface RIP avec logiciel «Chameleon Editor», rapporteur Etude de la fonction contrainte Fc3 : Rappels : Nous avons vu dans l activité n 3 (conception détaillée) que le système d accordage automatique agissait sur la tension de la corde. Nous avons vu également que la rotation du tourillon (sur lequel est fixée la corde) permet d ajuster cette tension. En reprenant le cahier des charges établi à l activité n 2 (conception globale), rappeler les critères d appréciation et leur niveau correspondant à la fonction contrainte étudiée : - - Nous avons vu dans l activité n 4 (test unitaire) que pour faire tourner d un tour le tourillon, il fallait que l axe du moteur intégré dans la mécanique fasse beaucoup de tours ; rappelez ci-dessous ce nombre de tours Nombre de tours du moteur pour un tour du tourillon =.. Lycée Gustave Eiffel P.C. Activité n 5 page 1/5

2 Problématique : On veut connaitre la variation angulaire que doit faire le tourillon pour permettre de tendre (ou détendre) la corde afin d obtenir une variation de 5 demi-tons. Ceci nous permettra de calculer le nombre de tours nécessaires au moteur pour effectuer ce changement de tonalité (grâce aux résultats du test unitaire fait précédemment). 1 ) Expérimentation : Questions préalables : - Y-a-t-il un capteur d effort, présent sur la guitare Gibson, permettant d avoir une image de la tension de la corde? OUI NON - Y-a-t-il un capteur de position permettant d avoir une image de la position angulaire du tourillon? OUI NON - Si les deux réponses précédentes sont négatives, par quelle information peuton savoir si la corde a changé de tonalité? par quel(s) moyen(s) disponible(s) dans la salle peut-on obtenir cette information?... Pour ne pas abimer la Gibson nous utiliserons, lors de cette expérimentation, la guitare électrique Elipse (les diamètres des tourillons des deux guitares étant proches) On vous donne le dispositif ci-dessous qui vous permettra de mesurer l angle nécessaire au tourillon pour obtenir une variation de 5 demi-tons : Matériel nécessaire : - La guitare Elipse, - Le dispositif de mesurage de l angle visible sur la maquette numérique de gauche, - Un rapporteur, - L accordeur électronique KORG NB : Les cordes ne sont pas représentées sur le dessin Lycée Gustave Eiffel P.C. Activité n 5 page 2/5

3 Protocole de l expérimentation : - Connecter, à l aide d un jack, l accordeur KORG à la guitare Elipse. - Accorder la guitare en accordage standard (MI, LA, RE, SOL, SI et MI) (E, A, D, G, B et e aigu) Etant donné que l on désire faire varier la tonalité de 5 demi-tons, nous allons dans un premier temps accorder la corde de RE (3 ième corde) en tonalité de SI (ou B): vous devez donc détendre cette corde jusqu à ce que l accordeur indique «B» et que la DEL verte centrale de l accordeur s allume. Question : (voir dans TPWORKS guitare) Puisqu il faut faire varier de 5 demi-tons la tonalité de la corde et sachant que l on commencera à la tonalité de SI (B), donner la tonalité (la note) qu il faudra atteindre pour augmenter de 5 demi-tons... - Placer délicatement le dispositif de mesurage sur la corde de RE (D ou 3 ième corde) : l aiguille sera emmanchée sur le tourillon et devra tourner avec celui-ci, - Faire un repère au crayon de bois sur le dispositif de mesurage à l endroit où se trouve l aiguille - A l aide de la clé de la mécanique, régler la tension de la corde pour obtenir la note trouvée précédemment et faire un nouveau repère au crayon de bois sur le dispositif, - Démonter le dispositif et mesurer, à l aide d un rapporteur, l angle obtenu Valeur de l angle obtenu :. 2 ) Calculs : En vous aidant du rappel fait au début de l activité n 5 (page 1/5), calculer le nombre de tours nécessaires au moteur de la mécanique pour effectuer cet angle.. Sachant que ce nombre de tours doit se faire en 5 secondes, donner la fréquence de rotation, en tours par seconde, du moteur nécessaire pour respecter ce temps (NB : Nous négligerons les temps d accélération et de décélération).. Lycée Gustave Eiffel P.C. Activité n 5 page 3/5

4 3 ) Vérification des spécifications de la motorisation : Rechercher dans le TPWORKS guitare, la fréquence de rotation du moteur pas à pas à aimants permanents utilisé dans le système de mécanique Robot de la guitare Gibson Dusk Tiger. (NB : L unité «PPS» veut dire «Pas Par Seconde» ; étant donné que le moteur comporte un angle de 18 par pas, il comporte donc 20 pas par tour. On peut en déduire qu un «pps» équivaut à un vingtième de tour par seconde) Nombre de PPS :. Calcul de la fréquence de rotation du moteur en tours/seconde : D après le calcul effectué au 1.2), le moteur peut-il convenir ou pas? Justifier votre réponse 4 ) Validation du cahier des charges : Nous allons vérifier, de manière expérimentale, si la guitare Gibson Dusk Tiger est capable de modifier l accordage d une corde en moins de cinq secondes 4.1. Manipulation : Nous travaillerons cette fois avec la Gibson et nous allons programmer celle-ci pour qu elle réalise de manière automatique le changement de tonalité de cinq demitons au niveau de la corde de Ré (D) ainsi nous pourrons vérifier la durée de cet accordage En utilisant comme ressource, le TPWORKS sur la guitare, mettre en œuvre le logiciel «Chameleon Editor» et connecter la Gibson à l ordinateur par l intermédiaire de l interface RIP Deux accordages sont demandés : - Un accordage appelé «avant» : MI LA SI SOL SI MI (E A B G B e) - Un accordage appelé «après» : MI LA MI SOL SI MI (E A E G B e) Comme vous pouvez le constater, seule la corde de Ré (3ième corde) change de tonalité (il y a cinq demi-tons entre le SI et le MI). Il suffira donc de passer d un accordage à l autre pour vérifier la durée de ce changement de tonalité. Protocole expérimental : voir la page suivante Lycée Gustave Eiffel P.C. Activité n 5 page 4/5

5 Programmer l application comme suit : Les deux accordages sont à programmer Utilisez la banque jaune Veillez à programmer toutes les rubriques du tableau «Library» Une fois les deux accordages programmés et transférés dans la guitare, en sélectionnant la banque jaune, au niveau du bouton «MCK», choisir et effectuer l accordage n 1 (intitulé «avant»). Une fois la guitare accordée, choisir l accordage n 2(intitulé «après») puis chronométrer le temps mis par le système pour effectuer ce nouvel accordage (passage du SI au MI). Refaire la manipulation dans l autre sens (passage du MI au SI) - Durée pour augmenter la tonalité de 5 demi-tons : - Durée pour diminuer la tonalité de 5 demi-tons : (On peut visualiser la fin de l accordage de la corde de ré : il suffit de regarder si la «DEL» correspondant à la 3 ième corde (intitulé D sur le MCK) devient verte CONCLUSION : Le système répond-il au cahier des charges? Justifier. Lycée Gustave Eiffel P.C. Activité n 5 page 5/5