- RAPPORT DE PROJET -

Emilie LEMAIRE Simon ZAGORSKI IUP GSI Licence 3 Année 2007-2008 - RAPPORT DE PROJET - INSTRUMENTATION D UN PEDALIER Artisan Techni Cycles Enseignant Tuteur Monsieur MIKOLAJCZYK

REMERCIEMENTS En premier lieu nous tenons à remercier notre tuteur de projet Monsieur MIKOLAJCZYK pour son encadrement. Nous tenons aussi à saluer l'aide apportée par Monsieur DUMAS tout particulièrement sa disponibilité tout au long de notre projet. Nous remercions également toutes les personnes qui ont pu nous apporter leur aide afin de mener à bien le projet. Enfin nous remercions Monsieur BERGHEAUD, fondateur de la société TECHNI CYCLES, sans qui ce projet n'aurait pas vu le jour. PAGE 2

SOMMAIRE INTRODUCTION 4 I. CAHIER DES CHARGES 5 II. GENERALITES SUR LE PEDALAGE 7 1. LE PEDALIER 7 2. QU EST-CE QU UN «BON» PEDALAGE? 7 III. RECHERCHE DE SOLUTIONS TECHNIQUES 10 1. PREMIERE SOLUTION : UTILISATION DE DEUX COUPLEMETRES 10 2. DEUXIEME SOLUTION : UTILISATION DE JAUGES DE CONTRAINTE SUR L ARBRE DU PEDALIER 11 3. TROISIEME SOLUTION : UTILISATION DE JAUGES DE CONTRAINTE SUR LES MANIVELLES 11 IV. ETUDE THEORIQUE 12 1. SCHEMA SYNOPTIQUE 12 2. ETUDE DES JAUGES DE CONTRAINTES 14 3. LE PONT DE WHEATSTONE 16 4. ETUDE DE LA CARTE DE CONVERSION-AMPLIFICATION 18 V. ETUDE PRATIQUE 24 1. ETUDE MECANIQUE 24 2. ETUDE ELECTRONIQUE 27 CONCLUSION 30 1. SYNTHESE DU PROJET 30 2. POURSUITE ET EVOLUTION DU PROJET 30 3. DIFFICULTES RENCONTREES 31 4. SYNTHESE PERSONNELLE 31 BIBLIOGRAPHIE 32 ANNEXES 33 PAGE 3

INTRODUCTION Dans le cadre de notre troisième année de licence, nous avons été amenés à réaliser un projet. Celui-ci avait pour but de mettre en œuvre des compétences acquises durant cette année, notamment en électronique et en mécanique. Le projet que nous avons choisi nous met en lien direct avec le monde industriel puisqu'il est destiné à être utilisé par un artisan. TECHNI CYCLES est une entreprise située en France, au cœur de l'auvergne dans la banlieue de Clermont-Ferrand. Elle a été créée le 30 avril 1994 par William BERGHEAUD, qui compte aujourd'hui 2 salariés. Elle a pour principales activités la fabrication, la réparation et le commerce de cycles. Elle a aussi une activité spécifique de fabrication sur mesure pour les cadres de cycles. Monsieur BERGHEAUD a reçu le "Prix du Travail Manuel" du District 1740 du Rotary International en 1996 pour la réalisation d'un tricycle pour handicapé. Le projet qu'il nous propose est une étude complète autour d'un vélo ergonomique, dans lequel il y a trois domaines d'action : la conception mécanique, l'automatisation du châssis et la conception de pédales intelligentes. C'est sur ce dernier domaine que nous nous sommes penchés. PAGE 4

I. CAHIER DES CHARGES Figure 1 Afin de pouvoir fournir des cadres de vélos sur mesure, la société TECHNI CYCLES dispose d'un châssis de vélo réglable. Il s'agit d'un châssis tubulaire composé d'éléments qui coulissent les uns dans les autres. Cependant, ce châssis possède un inconvénient : afin de modifier un réglage, il faut que le cycliste descende du vélo. Lorsque le sportif remonte dessus, une fois les réglages faits, il ne retrouve pas forcément les mêmes sensations. Le premier objectif de ce projet est de réaliser pour cette société un châssis dont les réglages vont s'effectuer sans que le sportif n'ait à descendre du vélo. Ces réglages devront se faire via un ordinateur. Nous nous sommes penchés sur le deuxième objectif de ce projet. En plus de servir de patron pour réaliser un cadre de vélo sur mesure, ce châssis réglable sera également utilisé pour faire des études d'ergonomie ce qui introduit notre objectif. En effet durant une séance d'essai, le sportif est filmé par plusieurs caméras afin de scruter sa position durant l'effort. Il est vrai qu'une mauvaise position peut être source de troubles physiques comme des tendinites. Beaucoup de personnes ont également un côté dominant : cela se traduit par une meilleure musculature, c'est à dire qu'un côté est plus sollicité que l'autre. PAGE 5

Le châssis réglable devra donc être équipé de pédales intelligentes : elles devront être capables de mesurer l'effort qui est appliqué sur chacune d'elles, et de transmettre les données à un ordinateur. Notre travail peut se décomposer en trois étapes principales : le choix de la technologie de mesure, l'intégration du mécanisme en accord avec le pédalier et le reste du châssis, la création du logiciel pour récupérer les données via un port série en accord avec le logiciel de pilotage du châssis. PAGE 6

II. GENERALITES SUR LE PEDALAGE Dans un souci de compréhension, il nous a semblé nécessaire de faire un bref rappel des généralités du pédalier, et plus généralement, du pédalage. 1. LE PEDALIER Bien qu'un pédalier soit un élément commun que n'importe qui connaisse, il est en réalité plus compliqué qu'il n'y paraît. Nous avons jugé utile de revenir sur cet organe indispensable du vélo. Voici une maquette numérique représentant un pédalier simplifié. Pédales Arbre du pédalier Manivelles Cadre du vélo Figure 2 : Pédalier 2. QU EST-CE QU UN «BON» PEDALAGE? Hormis la condition physique du cycliste, le pédalage est un outil essentiel à de bonnes performances. L'objectif de notre projet était de donner à l'artisan les outils suffisant pour corriger, PAGE 7

entre autres, d'éventuelles faiblesses de pédalage. Il existe un cycle «exemplaire» de bon pédalage. Nous allons vous le présenter rapidement. Figure 3 : Cycle du pédalage Mouvement correct de pédalage : Le pied appuie sur la pédale dans les positions 1, 2, 3 et 4 tandis que l'autre pied (solidaire de la pédale par le cale-pied) la tire (position 5, 6 et 7). L'effort des deux jambes doit donc être constamment réparti sur les deux pédales. Le talon doit toujours rester un peu plus haut que la pointe du pied. Quand un des pieds est en position basse, il faut le ramener en arrière avec le talon orienté vers le haut. Dans le même temps, il faut pousser l'autre pied en avant. L'ensemble du mouvement doit être continu, arrondi sur 360 degrés, sans à-coups, chaque pied aidant l'autre à jouer son rôle. L'effort ainsi communiqué par le pied sur la pédale sera, autant que possible, toujours perpendiculaire à la manivelle. Si la force n est pas dirigée perpendiculairement à la manivelle, il se PAGE 8

crée une composante de cette force qui est dirigée vers l extérieur. Cette composante qui agirait en traction/compression (F T/C ), n apporterait rien à la performance du cycliste. F F F efficace F T/C F T/C F F F efficace C est pourquoi nous avons choisi de simuler ce système par une poutre en flexion. PAGE 9

III. RECHERCHE DE SOLUTIONS TECHNIQUES Pour déterminer quelle jambe appuie plus que l autre, et ainsi attester de la qualité du pédalage, on instrumentera notre pédalier de manière à mesurer les efforts appliqués sur les pédales et ainsi à en déduire le couple transmis à l arbre. On se propose d aborder notre projet en essayant de mesurer simplement par différentes manières le couple sur le pédalier afin de déterminer quel pied exerce la pression. Pour cela nous avons approché différentes solutions. 1. PREMIERE SOLUTION : UTILISATION DE DEUX COUPLEMETRES couplemètres. Souhaitant mesurer un couple, nous nous sommes naturellement dirigés vers les Cette solution a très rapidement été abandonnée faute de place. Par rapport à l'espace disponible, un couplemètre était trop conséquent. Bien que la conception du pédalier nous incombe, des contraintes dimensionnelles liées au pédalage nous limitent dans l'encombrement. Le cycliste doit pouvoir pédaler de manière naturelle. Nous avions toutefois pensé déporter un des deux couplemètres à l arrière sur l axe de la roue. A cause du rapport de transmission, retrouver le couple sur chacune des pédales aurait été trop approximatif. Néanmoins, le choix d utiliser des couplemètres présentait un avantage : celui de pouvoir exploiter facilement les données par l intermédiaire d une carte d acquisition (National Instrument par exemple). En effet le couplemètre est un «capteur intelligent» puisqu il renferme l électronique suffisante permettant de traiter facilement le signal. Sous l impulsion de Monsieur Dumas, nous avons pu nous rendre à un séminaire d HBM, fabricant de capteurs. Lors de cette journée nous avons rencontré des spécialistes des capteurs. Grâce à leur expérience, nous nous sommes orientés vers une nouvelle solution. PAGE 10

2. DEUXIEME SOLUTION : UTILISATION DE JAUGES DE CONTRAINTE SUR L ARBRE DU PEDALIER Après discussion avec Monsieur CATHALA (commercial HBM), la solution la plus judicieuse était d instrumenter l arbre du pédalier avec des jauges de contrainte. Dans un premier temps, cette solution nous satisfaisait. La jauge se collant en surface de la pièce à observer, d un point de vue encombrement, cela ne pose pas de problème particulier. Néanmoins, cette solution engendrait d autres problèmes concernant la conception de l arbre. En effet, la réalisation d un tel système nécessitait un savoir-faire qui nous aurait conduit à déléguer sa conception. L observation des déformations est induite par la géométrie spécifique de l arbre ; géométrie dont on ne maîtrisait pas la mise en œuvre. L autre inconvénient de ce système était d être certain de pouvoir observer deux couples distincts propres à chaque pédale et non un couple global. Ces inconvénients nous ont conduit à élaborer un système capable à coup sûr de mesurer le couple issu de chaque pédale. Ainsi nous avons décidé d instrumenter les manivelles du pédalier. 3. TROISIEME SOLUTION : UTILISATION DE JAUGES DE CONTRAINTE SUR LES MANIVELLES L idée est d instrumenter les manivelles de jauges de contraintes afin d observer la déformation en flexion sur chacune d elles. On en déduit une contrainte au niveau de la jauge d extensomètrie. Grâce à l étalonnage de celle-ci, on retrouve la contrainte maximale, et par le calcul, l effort appliqué sur la pédale. Et ainsi, on peut estimer le couple sur l arbre. Nous avons donc finalement décidé d utiliser cette méthode pour mesurer le couple. Elle nous a semblé être la plus efficace et la mieux adaptée à nos besoins. PAGE 11

IV. ETUDE THEORIQUE Il est important d'avoir une idée précise des performances recherchées. Pour cela, nous allons présenter de façon schématique notre système de mesure. Ensuite, afin de mieux comprendre en quoi les jauges de contrainte sont efficaces dans le cas présent, une étude théorique de leur fonctionnement et de leur mise en œuvre sera nécessaire. 1. SCHEMA SYNOPTIQUE Afin de mieux comprendre la complexité de notre système, voici un schéma synoptique. Manivelle gauche Manivelle droite Jauge Jauge Jauge Jauge Manivelles Carte Conversion- Amplification Carte Conversion- Amplification PIC Pédalier Emetteur Radio Codeur (Roue codeuse) Récepteur Radio Codeur (Electronique) PIC Cadre Ordinateur Ordinateur PAGE 12

Faute de temps nous n avons pas pu étudier la totalité du système. L'étude concernant l'utilisation de PIC, tout comme celle de la télémétrie radio, est faite par d'autres étudiants. Nous nous sommes donc concentrés principalement sur l'étude des jauges de contrainte. - Jauges de contrainte et carte de Conversion-Amplification Ce sous ensemble correspond à la mise en œuvre des jauges de contrainte, de la conversion du signal retourné ainsi que leur amplification. Nous présenterons en détails cette partie. - PIC Nous utiliserons un PIC pour répondre à deux besoins : convertir, pour chaque manivelle, un signal entrant analogique et n en sortir qu un seul signal numérique. Il y a plusieurs avantages à avoir choisi un PIC dans le cadre de notre application : sa capacité de démultiplexage, son faible encombrement et son coût. - Télémétrie Radio Jusqu'ici, toute l'instrumentation et l'émetteur radio sont embarqués dans le pédalier. Cependant, pour pouvoir analyser le signal sur l'ordinateur, il nous fallait le transmettre sans fil. Nous avions d'abord pensé à un connecteur à balais magnétique. Cependant, cette méthode avait un mauvais rapport rendement-prix. Nous avons donc choisi d après les conseils de Monsieur MIKOLAJCZYK d'utiliser comme solution, la télémétrie radio. De plus, cette année, un étudiant était chargé de mettre en œuvre un système similaire. La télémétrie radio offre l'avantage d'être peu couteuse et assure un meilleur rendement. - Codeur La technologie utilisée pour la mesure grâce à un codeur est maitrisée à l'iup. Nous n'avons pas estimé urgent de se pencher sur cette étude. Cependant, par souci de coût lors de nos recherche, nous avons prévu de réaliser l'électronique à l'iup, et d'acheter une roue codeuse incrémentale que certaines sociétés comme USDIGITAL propose à prix modique. Concernant maintenant le choix de la technologie (incrémentale ou absolue) nous avons jugé suffisant de choisir un codeur incrémental à deux voies. En effet, le codeur absolu présente l'avantage de connaître en permanence sa position angulaire, même après coupure de courant. Cependant, dans notre cas ceci n'est pas indispensable car nous n'avons pas besoin de connaître instantanément la position de la manivelle. Une des deux pistes ne comportera qu'une impulsion qui donnera le top du départ de la mesure. PAGE 13

2. ETUDE DES JAUGES DE CONTRAINTES Notre idée était donc de mesurer la déformation en flexion des manivelles du pédalier. Les jauges de contrainte répondaient parfaitement à ce que nous souhaitions obtenir. Une jauge de contrainte est un capteur passif. Dans notre cas nous utiliserons une jauge résistive. D'un point de vue pratique, la jauge est collée sur un corps d'épreuve qui subira la déformation (la manivelle). Figure 4 : Barre équipée de jauges sur chaque face Le corps d'épreuve doit être suffisamment flexible pour pouvoir ainsi transmettre la déformation à la résistance électrique (la jauge solidaire du corps d'épreuve) ce qui induit des variations de résistance mises en évidence par un montage en pont de Wheatstone. Ce qui est présenté sur le schéma ci-dessous. Contrainte Corps d'épreuve Déformation Capteur Signal = = électrique Jauges de Manivelle contrainte Plus précisément, la jauge étant solidaire du corps d'épreuve, ils subissent la même déformation. Cette déformation modifie certaines caractéristiques physiques du matériau, notamment sa section et sa longueur. Ceci induit une variation de résistance car : PAGE 14

=. R = Résistance (Ω) ρ = Résistivité (Ω.mm) l = Longueur (mm) S = Section (mm²) On peut alors montrer que : On suppose que la section du fil résistant qui constitue la jauge est circulaire et de faible diamètre d. La déformation longitudinale du fil entraîne une variation des dimensions transversales :. ν = Coefficient de Poisson ( 0,3 pour un matériau supposé isotrope) Puisque. alors : 2 Aux variations de volume sont associées des variations de résistivité :. C = constante de Bridgman ( 1 pour les métaux) Sachant que., on aura : PAGE 15

2 D où :.. 1 2. Ce qui donne finalement : 1 2 1 2. K= facteur de jauge est de l'ordre de 2 car C est de l'ordre de 1. Une jauge est caractérisée par sa résistance nominale (R) et un facteur de jauge (K). Il existe plusieurs technologies de jauges de contrainte. Parmi elles, les plus utilisées sont les jauges de contrainte à trame pelliculaire. Un inconvénient existe tout de même : leur sensibilité aux grandeurs d'influence telles que la température. Nous allons voir comment, à partir d'un montage en pont de Wheatstone, nous pouvons inhiber cette grandeur parasite. 3. LE PONT DE WHEATSTONE L'emploi d'un montage en pont de Wheatstone présente l'avantage de s'affranchir de la tension continue présente en l'absence de variations du mesurande comme, par exemple, lors de l'utilisation d'un montage potentiométrique. PAGE 16

Figure 5 : Montage potentiométrique On rappelle que R représente la résistance variable (jauge de contrainte). D'après ce montage :. Au repos cette résistance est à sa valeur nominale R. On aura donc en permanence une tension de sortie U S même sans déformation du corps d'épreuve. Ceci est donc un problème dans notre cas. L'utilisation d'un pont de Wheatstone sera plus adéquate. Figure 6 : Pont de Wheatstone PAGE 17

Les résistances R3 et R4 représentent nos jauges de contrainte. Calcul des potentiels : En D : D. IN En C : C. IN On obtient une tension de mesure encore appelée tension de déséquilibre du pont : out D C out in... Au repos, les valeurs nominales des 4 résistances sont égales. 1 2 3 4 On voit dans l'expression de V out que le numérateur s'annule. Ainsi, la tension de sortie V out devient nulle. Donc, en l'absence d'évolution de mesurande, on a une tension V out nulle, d'après la condition d'équilibre d'un pont de Wheatstone : 1. 3 2. 4 4. ETUDE DE LA CARTE DE CONVERSION-AMPLIFICATION Le pont de Wheatstone dont nous venons de parler, est intégré à cette carte. En sortie du pont de Wheatstone nous obtenons une variation de tension proportionnelle à la variation de PAGE 18

résistances (due à la déformation). Afin d'être exploitable, cette variation de tension doit être amplifiée. C'est le rôle de cette carte. Voici une photo du montage complet, à savoir : Le corps d épreuve et les jauges collées, la carte électronique et l'oscilloscope : Figure 7 : Montage permettant les mesures Présentation des différents étages de la carte : PAGE 19

Figure 8 : Carte électronique PAGE 20

INSTRUMENTATION D UN PEDALIER 1er étage : Pont de Wheatstone Figure 9 : Extrait de la carte 2ème étage : Amplificateur d'instrumentation Figure 10 : Extrait de la carte Un amplificateur d instrumentation est un dispositif électronique destiné au traitement de faibles signaux électriques PAGE 21

INSTRUMENTATION D UN PEDALIER 3ème étage : couleur 3 : Réglage du zéro Figure 11 : Extrait de la carte Le réglage du zéro se fait à partir d'un amplificateur non inverseur dont le gain est réglable à l aide d une résistance variable iable de 100kΩ. 100kΩ. Il permet d annuler la tension de sortie de la carte est ainsi de pouvoir réaliser les mesures dans de bonnes conditions. 4ème étage : couleur 4 : Réglages de l'amplification Figure 12 : Extrait de la carte L intérêt de cet étage est d amplifier le signal de sortie une dernière fois avant la lecture sur l oscilloscope. PAGE 22

5ème étage : couleur 5 : Indication de surcharge Figure 13 : Extrait de la carte Cet étage est constitué d un amplificateur opérationnel fonctionnant en comparateur. L objectif de ce montage est d indiquer à l opérateur si la carte est en surcharge. L observation se fait par le biais de deux Diodes Electroluminescentes (une rouge et une verte) qui étaient mal câblées (les deux s allumaient car montées dans le même sens). Problème que nous avons corrigé. La carte s alimente en continu +15/-15V. Le réglage du signal sur l oscilloscope se fait à l aide des deux potentiomètres, au repos c est à dire lorsque le corps d épreuve ne subit aucune déformation. PAGE 23

V. ETUDE PRATIQUE Nous allons vous présenter dans cette partie les expériences que nous avons pu être amenés à réaliser et les enseignements que nous en avons tirés, tout d abord d un point de vue mécanique et ensuite d un point de vue électronique. 1. ETUDE MECANIQUE Nous avons décomposé notre étude mécanique en deux parties distinctes. Dans un premier temps nous avons souhaité modéliser un système simple, afin de bien comprendre le processus de mesure, de le prendre en main et d observer les résultats obtenus sur l oscilloscope. Une fois le système maîtrisé nous avons pu appliquer ce raisonnement à la modélisation de notre cas d étude, à savoir la manivelle soumise à une force ponctuelle en son extrémité. Figure 14 : Banc de mesures Nous avons choisi de modéliser une poutre reposant sur deux appuis ponctuels distants de 200 mm. La poutre choisie était en aluminium de 15mm de large (b) par 3mm d épaisseur (h). On calcule pour une charge placée au milieu de la poutre en l / 2 = 10mm. PAGE 24

Figure 15 : RDM6 Poutre sur deux appuis Nous avons d abord, par le calcul, cherché les ordres de grandeurs des paramètres physiques mis en jeu que nous allons expliciter maintenant. Tout d abord il faut calculer le moment quadratique (selon l axe Z) qui est une constante liée au matériau et aux conditions expérimentales. y b = 15mm h = 3mm z. 12 15.10. 3.10 12 33,75.10-12 Dans notre montage on sait que le moment fléchissant maximum est en l/2 et de la forme :. 4 PAGE 25

12,5. 200.10 4 0,625. On peut ainsi remonter à la contrainte σ :. 2 1,5.10 0,625. 33,75.10 27,78.106. ² Soit : 27,78 Nous avons souhaité vérifier nos calculs à l aide du logiciel RDM 6 Le Mans. Figure 16 : RDM6 Calcul de la contrainte normale logiciel. On peut constater sur cette illustration que nos calculs coïncident avec les résultats du PAGE 26

Une fois les valeurs de contraintes connues nous avons mis en place l étude expérimentale. Nous allons donc maintenant l expliciter ainsi que les résultats obtenus au travers de l étude électronique. 2. ETUDE ELECTRONIQUE Nous avons déterminé une contrainte théorique de 27,78Mpa, que nous allons tenter de retrouver par l expérimentation. Pour cela il nous faut expliciter le travail réalisé sur la carte électronique. Tout d abord, il nous a fallu retrouver le gain de la carte que l on avait régler à tâtons lors de la mise à zéro de la tension de sortie. Pour ce faire nous avons directement mesuré les tensions aux bornes des amplificateurs opérationnels. Nous avons ainsi trouvé un gain de 412,121. Figure 17 : Carte de Conversion-Amplification PAGE 27

D après le mode opératoire décrit dans la partie précédente, nous avons pu mesurer une variation de tension de l ordre de 4,5V (tension de sortie de la carte). Nous étions équipés pour cela d une poutre en aluminium munie de deux jauges collées à 1,5mm du milieu de la poutre. Connaissant le gain G, on retrouve la tension d entrée de la carte V e qui est égale à la tension de sortie du pont de Wheatstone V out par la relation suivante : 4,5 10,92 412,121 On sait que d après la théorie du pont de Wheatstone : 2. On en déduit donc la variation de résistance dr : 2.. 2. 120. 10,92.10 30 87,35. 10 On a déjà vu que : Mais on peut montrer que :. PAGE 28

On en déduit que :.. 87,35.10. 70.10 2.120 24,478 On sait que l évolution de la contrainte est supposée linéaire donc par un produit en croix on peut retrouver la contrainte maximale sous le chargement en l/2. À l appui on sait que la contrainte est nulle et on vient de voir qu à 8,5mm de l appui la contrainte est de 24,478MPa. Ainsi on trouve le coefficient directeur de la droite (aσ) représentant la contrainte et on en déduit la contrainte maximum en l/2 = 10mm : 24,478 9 2,719 Donc : 10. 2,719 27,19 2 Soit une différence négligeable par rapport au résultat théorique qui peut être due au module d Young que l on ne connaît pas avec certitude. PAGE 29

CONCLUSION 1. SYNTHESE DU PROJET Au terme de ces trois mois de projet, nous sommes conscients que nos objectifs ambitieux n ont pas pu tous être satisfaits. Nous avons choisi d orienter notre travail hiérarchiquement en fonction de l importance des tâches. Notre projet étant un cas très complet et typique de la mécatronique, nous avons décidé d en aborder les aspects mécanique et électronique. Toutefois, un aspect informatique était prévu concernant l interface logicielle permettant l affichage concret des résultats et leur traitement. Au fil des séances, et de par la division du travail entre les trois binômes, il a été convenu que la meilleure solution était d intégrer notre application logicielle à celle développée par les étudiants chargés de l interface commandant les réglages du châssis. Nous avons voulu étudier le moyen de mesurer le couple au niveau du pédalier. Après avoir réfléchi à plusieurs solutions, nous avons été capables d élaborer un système qui répondait à ce besoin. Notre étude s est donc longuement penchée sur la mise en œuvre d un tel système. Nous aurions aimé réaliser une maquette précise le mettant en action, cependant le temps nous a manqué. Nous avons toutefois pu mettre en évidence le fonctionnement de toute la partie déformations et mesures de contraintes. Cet objectif, selon nous, est une réelle avancée pour le projet. En effet, nos successeurs pourront ainsi se reposer sur notre travail afin de mettre en œuvre, le plus rapidement possible, le système dans son état définitif. 2. POURSUITE ET EVOLUTION DU PROJET Notre principale préoccupation tout au long de ce projet a été de limiter l encombrement. En effet, il nous fallait pouvoir embarquer toute l électronique dans le pédalier. Cependant, celui-ci étant réduit et rotatif, nous avons imaginé un arbre creux pour faire passer les fils. Nous avons aussi pensé à élargir le diamètre de cet arbre entre chaque roulement, afin de pouvoir y loger l électronique. De plus, cette électronique pourra être réalisée grâce à la technologie CMS (Composants Montés en Surface) qui, comme son nom l indique permet de monter des composants en surface, et sur chaque face de la plaque support. Autre avantage, les composants CMS sont bien plus petits que les composants traversants. PAGE 30

Comme nous l avons déjà dit dans le rapport, les codeurs ne sont pas des plus difficiles à mettre en œuvre. Pour mieux comprendre ce type de capteur, il existe en salle 215 un TP que nous avions souhaité réaliser sur les conseils de Madame VARENNE. Toutefois, étant pressés par le temps, on nous l a déconseillé. En termes d évolution, il serait possible d étudier les pédales afin de les instrumenter et ainsi de pouvoir mesurer d autres caractéristiques propres aux techniques de pédalage de chacun. 3. DIFFICULTES RENCONTREES Une fois notre décision prise quant à la technologie utilisée, la principale difficulté rencontrée a été le manque de précision sur la carte électronique réalisée. Le schéma électrique de cette carte, trouvé sur Internet par nos prédécesseurs, était erroné. Nous avons donc perdu du temps à le comprendre, car le câblage des AOP était différent, de la carte au schéma. Néanmoins cela nous a conduit à refaire un schéma de la carte, et ainsi à nous rendre compte qu un des potentiomètres était hors d usage. Après commande et soudage d un nouveau potentiomètre, le signal de sortie était de bien meilleure qualité. De plus, nous en avons profité pour corriger le soudage des LED. En effet, d après le schéma électrique, elles devaient être montées en sens opposé, ce qui n était pas le cas. En cas de surtension, les deux LED (rouge et verte) s allumaient. Désormais, la verte reste allumée quand la carte est sous tension. En cas de surtension, la LED rouge s allume. 4. SYNTHESE PERSONNELLE Bien que le travail réalisé puisse paraître minime, il nous a toutefois apporté la possibilité de mettre en œuvre nos compétences et d en acquérir de nouvelles dans divers domaines. Ayant chacun une formation différente, l un en mécanique, et l autre en électronique et informatique industrielle, nous formions un binôme complémentaire. Nous avons ainsi pu nous apporter mutuellement des savoirs et des savoir-faire. PAGE 31

BIBLIOGRAPHIE SITES INTERNET : http://www.techniques-ingenieur.fringenieur.fr Importante bases de données sur de nombreux sujets techniques http://www.hbm.fr/ HBM, fabricant de capteur http://agregb1.dgm.ens-cachan.fr/documents/theorietp/files/pont_de_wheatstone.pdfnt_de_wheatstone.pdf Cours sur le pont de Wheatstone http://docs-europe.electrocomponents.com/webdocs/0030/0900766b8003014b.pdf Documentation technique de l amplificateur d instrumentation CMS. http://www.usdigital.com/data-sheets/hubdisk%20data%20sheet.pdfsheets/hubdisk%20data%20sheet.pdf Documentation technique de la roue codeuse US DIGITAL http://membres.lycos.fr/techniquevelo/ Site général sur le pédalage SUPPORTS PAPIER : «Mesure des caractéristiques des matériaux» Rapport de Projet L3 IUP GSI (2006-2007) Florient AUBERT et Arnaud BRUN «Mesure des caractéristiques des métaux» Rapport de projet M1 Mécatronique (2006-2007) Willy CHANTELAUZE et Sébastien FONLUPT Cours de Capteurs Licence 3 - IUP GSI Christelle VARENNE «Guide du calcul en mécanique Editions HACHETTE TECHNIQUE D. Spenlé et R Gournant» PAGE 32