Etude d’une borne rétractable

 Devoir : Etude d’une borne retractable

1. Présentation[pic 1]

Le dispositif étudié est un système permettant de limiter ou d’interdire la circulation dans les zones à accès réservé.

Ce dispositif comporte :

• Un caisson intégrant la partie opérative, à savoir une borne motorisée rétractable dans le sol.
• Un caisson intégrant la partie commande :

• Une platine électronique de gestion
• Une batterie d’alimentation électrique
• Des cellules photovoltaïques assurant la charge de la batterie.

[pic 2]

On donne une partie des exigences et des critères associés au cahier des charges :

[pic 3]

La partie opérative est constituée d’un moteur et d’un système de transmission (réducteur + système roue et vis sans fin

+ système pignon crémaillère) représenté sur le schéma cinématique ci-dessous. La chariot 1 est directement lié à la borne escamotable

[pic 4]

1. Analyse fonctionnelle et structurelle[pic 5]

On donne le diagramme de définition des blocs de la borne.

[pic 6]

Rem : le composant « Hacheur » permet de moduler l’énergie électrique et de la distribuer au moteur sous une forme

exploitable par le moteur

1. :  Citer les fonctions principales définies dans le diagramme des cas d’utilisations.  En étudiant le diagramme  de définition des blocs ci -dessus, citer laquelle n’ est pas étudiée dans les cas d’utilisation[pic 7]

On donne le diagramme de blocs internes en fin de sujet ainsi que le diagramme « chaine d’info + chaine d’énergie.

1. : Quel est le type d’ énergie en entrée et en sortie du  bloc  «  cellule  photovoltaïque »  ?  En  déduire  la fonction des cellules.[pic 8]

1. : En vous aidant du cours, compléter le diagramme « chaine  d’ information  et  chaine  d’énergie  »  en indiquant les fonctions et les solutions adoptées (tous les éléments indiqués dans le Diagramme de définition des blocs devront être reportés).
2. :        Compléter le diagramme de blocs internes en précisant sur chaque lien s’il s’agit de :

• Information
• Energie solaire
• Energie électrique
• Energie mécanique de rotation
• Energie mécanique de translation

1. Etude du besoin en énergie électrique du système[pic 9]

1.  Consommation d’énergie lors d’une phase de montée

1. : En  considérant que la borne se  déplace à  vitesse constante et  en  vous basant sur les données du  cahier  des charges (page 1), déterminer la vitesse moyenne de montée ou de descente de la borne.[pic 10]

1. : Rappeler la formule liant le  poids P  [N] et  la  masse [m] et  calculer le  poids de  la  borne (on prendra 𝑔 =  9,81 𝑚. 𝑠−2). Calculer alors la puissance mécanique 𝒫𝑚é𝑐𝑎 nécessaire en sortie (au niveau de la borne)[pic 11]

Dans la réalité, on doit commander le moteur selon une loi de vitesse en trapèze :

• Une phase d’accélération de 0,5 s
• Une phase à vitesse constante à 0,09 m/s pendant 5 s
• Une phase de décélération de 0,5 s

En mesurant le courant en entrée du moteur POUR UNE PHASE DE MONTEE, on obtient la courbe suivante :[pic 12]

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