Projet Fluid Art Antonin BERARD Cédric BOUCHUT Damien BROUX Corentin PERNOT Projet Fluid Art. Page 1
Sommaire 1) Présentation du projet Page 3 2) Le travail réalisé par l équipe Page 4 3) Le binôme Page 5 4) Travail personnel au sein du binôme Page 6 à 9 5) Conclusion Page 9 Projet Fluid Art. Page 2
1) Présentation. Le projet Fluid Art est un concours inter lycées de conception et de réalisation de robots. Les élèves du lycée Edouard Branly ont décidé de créer un robot articulé qui bougerait en fonction de la consommation énergétique du lycée (électricité, eau, chauffage...). Le robot se prénomme EDDY. Des élèves de plusieurs spécialités de STI2D ainsi que des élèves de BTS ont conçu ce robot. Il fonctionne grâce à deux batteries qui lui fournissent de l énergie. Le travail des terminales STI2D ITEC est de créer et installer un système qui permet de recharger ces batteries de façon écologique. Pour réaliser ce générateur, nous disposions de vélos d appartements et d un alternateur de voiture. Le but du projet était de relier ces deux éléments pour produire de l électricité. Projet Fluid Art. Page 3
2) Travail de l équipe. Suite au brainstorming, quatre solutions techniques ont été étudiées pour relier le vélo et l alternateur: Solution 1 : La transmission entre la roue et l alternateur est effectué à l aide de poulies et de courroies. Avantages - peu onéreux - facilement remplaçable en cas de défaut - facile à obtenir - pas d entretient régulier Inconvénients - Fragile (risque de rupture) - Risque de patinage de la courroie Solution 2 : Un système de pignons et de chaîne assure la transmission entre la roue et l alternateur. Avantages - transmission efficace - facilement réglable - Fiable, solide Inconvénients - Entretient fréquent - Risque de déraillement - Danger (installation de protection) - Salissant - Bruyant - Plus cher Solution 3 : Des engrenages fournissent l énergie de la roue à l alternateur. Avantages - Efficace - Solide Inconvénients - Difficulté régler les engrenages - Difficile à trouver des engrenages qui correspondent Solution 4 : L alternateur reçoit directement l énergie de la roue. Avantages Inconvénients - Pas de frais - Pas de travail intéressent à réaliser Après réflexion, nous avons décidé de choisir des poulies et des courroies crantées, pour éliminer l inconvénient du risque de patinage de la courroie. Projet Fluid Art. Page 4
3) Le binôme. Comme nous avions 2 vélos, un blanc et un noir, nous avons scindé l équipe en 2 binômes : Damien et Corentin sur le vélo noir, Antonin et moi, Cédric, sur le vélo blanc. Nous avons effectué des tests avec 15 élèves de la classe pour mesurer la vitesse de pédalage moyenne. Nous avons trouvé 70 tours de pédalier par minutes de pédalage. Nous avons ensuite cherché la vitesse de rotation nominale de l alternateur. Après plusieurs recherches infructueuses sur Internet, nous avons demandé à un professeur qui nous a indiqué que l alternateur produisait du courant a partir de 1000 tr/min. De plus, il devait tourner dans le sens horaire pour produire du courant. Nous avons décidez d utiliser le support existant pour mettre en relation le pédalier et l alternateur. La distance entre l axe du support et la roue du vélo s est révélée de la taille d une roue de roller de diamètre 72mm. D un commun accord, nous avons décidez d adopter ce système pour effectuer la Ampères liaison. 60 Nous avons ensuite commandé un nouvel alternateur dans lequel nous avons trouvé la courbe des rendements : nous y avons découvert que l alternateur ne fournissait que très peu de courant, pas assez pour charger la batterie. Nous avons donc décidé de doubler le rapport de transmission. 50 40 30 20 10 0 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 Antonin s est occupé de l implantation de l alternateur sur le système et il a créé un carter de protection. Projet Fluid Art. Page 5
4) Travail au sein du binôme. Représentation des éléments de transmission : 1 : Pédalier 2 : Chaîne du vélo 3 : Roue du vélo 4 : Roue de Roller 5 : Poulie crantée 40 dents 6 : Courroie 7 : Poulie crantée 20 dents 8 : Alternateur J ai ensuite calculé les rapports de transmission : - Pour un tour de pédalier, on a 3 tours de roue. - Pour un tour de roue de vélo, on a 5,28 tours de la roue de roller, et donc de la poulie de 40 dents. - Enfin, pour un tour de poulie de 40 dents, on a 2 tours de poulie de 20 dents, et donc du rotor de l alternateur. On a donc un rapport de transmission de 31,68, c'est-à-dire que pour un tour de pédalier, l alternateur fait 31.68 tours. Projet Fluid Art. Page 6
J ai également réalisé le modèle 3D sous SolidWorks. J ai enfin eu la tache de réaliser l élément de support de la roue de roller et de la poulie de 40 dents. La pièce est composée de 6 éléments : - une roue de roller - une poulie de 40 dents - un axe plein de 8mm de diamètre - 2 coussinets - Un tube de 18 mm de diamètre extérieur et 12 mm de diamètre intérieur Projet Fluid Art. Page 7
Mise en plan de l assemblage 1 2 1 Roue de roller 4 2 Poulie de 40 dents 3 Diamètre axe plein 4 Diamètre extérieur du tube 5 Longueur du tube 3 5 1 1 2 2 Mise en plan du coussinet. Projet Fluid Art. Page 8
Les éléments «roue de roller», «poulie 40 dents» et «tube» sont solidaires. De ce fait, lorsque la roue du vélo entraîne la roue de roller, le tube et la poulie tourne également. Les coussinets servent à assurer une bonne rotation autour de l axe plein, plus petit, et permet d éviter qu un jeu se crée lorsque la pièce tourne à grande vitesse. 6) Conclusion Ce travail a permit de montrer que, dans un souci d écologie et d économie d énergie, de nombreuses choses peuvent être accomplies. Durant ce projet, j ai apprit l importance de respecter une politique de développement durable qui permet de vivre similairement, mais respectueusement par rapport aux autres. J ai également découvert que technique et développement durable pouvait fonctionner en parallèle. Projet Fluid Art. Page 9