Projet Personnel Encadré. Voiture Raptor F-150 SVT

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1 Projet Personnel Encadré. Voiture Raptor F-150 SVT Dossier rédigé par Charly Caure, dans le groupe de travail de Tristan Delerue et Maxime Beernaert

2 Sommaire I/ Présentation de l existant II/ Recherches documentaires : 1)Accélération 2)Autonomie III/ Conception préliminaire : 1) Choix d une solution technologique 2) Paramètres influents de la simulation 3) Limites de la simulation IV/ Simulations 1)Vitesse et accélération 2)Autonomie V/Protocoles 1)Accélération 2)Autonomie VI/ Conception de protocoles expérimentaux : 1)Protocole expérimentale afin de mesurer l accélération 2)Protocole expérimentale afin de mesurer l autonomie

3 I/ Présentation de l existant Les principales caractéristiques de la voiture Raptor F150-SVT sont les suivantes : Longueur du véhicule : 568 mm Largeur du capot : 296 mm Hauteur : 207 mm Diamètre des roues (avec les pneus) : 76 mm Différence entre les deux roues : 33 cm Hauteur du châssis : 9 cm La voiture Raptor F150-SVT est une voiture tout terrain et téléguidée à haute performances, principalement utilisé lors de courses extérieures. Elle a été conçue pour pouvoir rouler sur tout type de terrain (même mouillé) et aussi afin d'atteindre une très grande vitesse. La voiture Raptor F150-SVT est composés d'un contrôleur de vitesse, d'un système radio (manette), d'une batterie, de connecteurs hautes intensités qui sont reliés à la commande de vitesse, d'un puissant moteur, d'un système waterproof, étanche système de sécurité pour la saleté, l'eau, la chaleur et les collisions, châssis, des roues de bonnes qualités.

4 Accélération : Les équations d accélérations linéaires et angulaires A = accélération linéaire = (V) en m.s^-2 V = at+v0 = (X) en m/s X = 1/2at²+Vot+X0 en m ω = accélération angulaire rad. s^-2 ω = W t+w 0 rad/s ω = 1/2W t²+w 0t+W0 rad Pour calculer la vitesse linéaire de la voiture Raptor, on pourra aussi utiliser l égalité suivante. A (en m/s^-2)= (Vf-Vi)/ (Tf-Ti) Vf= vitesse finale (en m/s) Vi= vitesse initiale (en m/s) Tf= temps final (en s) Ti= temps initial (en s) L'accélération ou «vecteur accélération», utilisée en cinématique pour représenter la modification affectant la vitesse d'un mouvement en fonction du temps. Dans un mouvement rectiligne uniforme l accélération linéaire est nulle. Trouvez la masse et la force. L'accélération est la résultante d'une force appliquée à un objet, provoquant un changement de vitesse dans la direction vers laquelle la force pousse ou tire cet objet. Pour savoir ce qu'est cette accélération, du moins dans le vide, on doit savoir: La mesure de la force (F), en Newton. La masse (m) de l'objet, mesurée en kilogrammes. N=kg.m.s^-2 F=ma Avec F (Force en Newton), m (masse en kg), a (accélération en m/s²) On peut appliquer dans le cas de repère dit galiléen (référentiel dans lequel un objet isolé ou pseudo isolé est en mouvement de translation rectiligne uniforme ou immobilité, la vitesse du corps est constante (au cours du temps) en direction et en norme.

5 Autonomie : Sur la boite du Raptor il est écrit que la voiture Raptor utilise : -4 Piles AA (pour la télécommande) -7-Cell (8.4 volt) 3000 mah (plusieurs piles rechargeables (7), assemblées entre elles pour former une seule batterie) Définition : Intervalle d'espace ou de temps pendant lequel un appareil (ici la voiture Raptor) peut fonctionner sans nouvel apport d'énergie, sans intervention extérieure. Ici ce sera l intervalle de temps pendant lequel la voiture Raptor peut fonctionner sans recharge de la batterie. L'autonomie des batteries est généralement calculée selon le courant nominal en milliampères par heure, sous l'abréviation mah. L'ampère est l'unité électrique utilisée pour mesurer le flux de courant vers la charge. L'autonomie peut être calculée à partir du courant nominal d'entrée de la batterie et du courant dans la charge du circuit. *Le facteur de 0,7 tient compte des facteurs externes pouvant affecter l'autonomie de la batterie. Autonomie batterie = Capacité batterie en milliampères heure / courant dans la charge en milliampères * 0,70 Source : Facteurs qui influencent l autonomie (exemples pris sur une voiture électrique de taille réelle): Le style de conduite :Le différentiel entre les conduites peut faire varier l autonomie d environ 10% suivant les conducteurs. (En fonction de l environnement et des intempéries) La vitesse :Plus on roule vite, plus on consomme d électricité. Le froid : Les températures négatives impactent un peu sur l autonomie (environ 5%). L usure :Mêmes problèmes que pour les téléphones portables : l autonomie a tendance à chuter avec le temps. Ainsi, il faut compter avec une perte d autonomie d environ 10 à 15% au bout de 5 ans d utilisation. Ensuite, la baisse est beaucoup moins sensible avec les années. Source :http://www.automobile-propre.com/dossiers/voitures-electriques/autonomie-voiture-electrique/#les_facteurs_qui_diminuent_lautonomie Différents moyens pour favoriser l autonomie de la voiture Raptor : Ne jamais stocker une batterie déchargée. Décharger la batterie avant de la recharger. Recharger une batterie après chaque session, (une fois celle ci refroidie). Recharger la batterie tous les mois, même si elle n'a pas été utilisée. Ne pas charger la batterie plus longtemps que le temps indiqué dans la notice du véhicule (privilégier un chargeur à arrêt automatique). Ne pas utiliser la batterie pour un autre objet pour lequel elle doit être utilisée.

6 III/Conception préliminaire : Cahier des charges Les paramètres qui influeront sur l'accélération et l'autonomie seront, la précision des mesures, l'environnement, la charge, la batterie, la qualité des logiciels utilisés. Les limites seront celles du véhicule pour l'accélération et la limite de la batterie et de la télécommande pour la voiture.

7 IV/ Simulations 1)Vitesse et accélération 2)Autonomie

8 1)Mesurer l'accélération Matériel utilisé : Voiture Raptor F150 SVT,Voir comment utiliser la carte MyRio. OU Prenez la voiture Raptor F150 SVT et établissez une piste de 40 mètres. Reliez la carte MyRio à la voiture. Effectuez un nombre de ligne droite avec la voiture Raptor F150 SVT nécessaire en accélérant dès le point de départ au maximum de sa vitesse. Relevez grâce à la carte MyRio, l accélération sur le logiciel Labview Prenez la voiture Raptor F150 SVT et établissez une piste d'une dizaine de mètres. Démarrez la voiture et l accélérer au maximum tout en filmant A l'aide du logiciel Avi méca et Regressi relevez les valeurs et déterminez la vitesse finale. Trouver l accélération maximale à l'aide de la relation nécessaire. 1)Mesurer l'autonomie Matériel utilisé : Voiture Raptor F150 SVT, support, chronomètre Chargez au maximum la batterie de la voiture. Veuillez maintenir la voiture en l air de manière à ce que les roues ne touchent pas le sol, (il ne restera plus que le frottement de l air) Démarrez le chronomètre. Accélérez au max jusqu'à ce que la voiture se décharge, arrêtez le chronomètre quand la voiture s est stoppé. Relevez le temps qu a mis la voiture pour s arrêter.

9 VI/ Conception de protocoles expérimentaux : L autonomie : Nous avons fais tourner la voiture Raptor F150-SVT à vide en continu sur un support permettant de laisser les roues du véhicule dans le vide tout en lui laissant un bon équilibre. La voiture s est arrêté environ 40 minutes après la mise en route. D après nos calculs sur Mathlab, si nous appliquons la formule de l autonomie avec les capacités de la batterie de la voiture Raptor F150 SVT en enlevant le coefficient de 0.7 (correspondant aux facteurs extérieurs qui pourrait baisser l autonomie de la voiture), nous obtenons une estimation de 40 minutes ce qui correspond à notre expérience réalisé à vide L'accélération : Nous avons filmé la voiture et utilisé le logiciel Avi méca et Regressi pour mesurer l'accélération de la voiture Raptor F150-SVT. Nous avons réussi à obtenir la courbe de la position en fonction du temps. Nous avons donc pu déterminer : vitesse finale=6,8m/s vitesse initiale=0 m/s Temps final = 59,824s Temps initial=59,524s On trouve une accélération de 3,7m.s-²

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