Joystick Microsoft Sidewinder CI5-CI6

Travaux pratiques Sciences de l’Ingénieur
TS si
Système : Joystick Microsoft Sidewinder CI5-CI6-CI7
Choix des moteurs et de leur alimentation
JMS2
Thèmes abordés
E11 : Transmission de puissance entre arbres parallèles
E13 : Résolution logicielle statique
Données et conditions de l’activité
Joystick
Micro-ordinateur avec système d'exploitation Windows et logiciel Mécaplan Wips
Dossier technique
Acquis préalables
Utilisation du logiciel Mécaplan Wips
Travail demandé
La démarche détaillée se trouve sur les pages 2 et 3 / 7
Remarques
Evaluation de l’activité
Voir fiche d'évaluation sur la page 7/7
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Choix des moteurs et de leur alimentation
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Texte du sujet
1- Choix du modèle de moteur pour le retour de force: Répondre sur les documents réponse 1 et 2.
1-1 Calcul du rapport de transmission:
•
En vous référant au dossier technique du joystick, compléter sur le document réponse 1 le schéma
cinématique de la chaîne de transmission Moteur → "Manche à balai".
•
Calculer le rapport de transmission de la chaîne cinématique.
1-2 Détermination du couple moteur maximum:
Cette étude va permettre de choisir le moteur en fonction de l'effort maximum applicable sur le "manche".
Hypothèse:
On admet que l'effort qui peut s'exercer sur la main de l'opérateur ne peut excéder 30 N.
Cet effort sera supposé s'appliquer ponctuellement à 150 mm de l'axe d'articulation du manche.
•
Lancer le logiciel Mécaplan Wips et ouvrir le fichier "Sidewinder" fourni.
•
Définir les pièces sur le document réponse et les déclarer dans le logiciel Mécaplan Wips.
•
Définir les liaisons du mécanisme. Compléter le tableau document réponse.
•
Placer l'effort maxi. de 30 N à l'extrémité du manche. Compléter le tableau document réponse 2.
•
Placer le couple moteur inconnu.
•
Effectuer un calcul statique (pas de déplacement). Compléter le tableau des paramètres cinématiques.
•
Relever sur le document réponse la valeur obtenue.
•
Indiquer alors en vous servant du dossier technique la référence du moteur choisi. Justifier.
2- Justifier le choix d’une alimentation indépendante : (Répondre sur feuille de copie)
Pour se rapprocher le plus possible du comportement réel, les simulateurs de vol sont associés à des
commandes (joystick) de plus en plus performantes. Cette commande de vol performante est associée à une
motorisation qui permet de ressentir le comportement quasi réel.
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ZONE D’ETUDE
Compte rendu
Chaîne d’information
ACQUERIR
TRAITE
COMMUNIQUE
Ordres
Consigne
Chaîne d’énergie
ALIMENTE
DISTRIBUE
AGIR
CONVERTI
TRANSMETTRE
Energie
On vous propose d’identifier en liant le schéma de principe et l’image réelle de la carte, les différents éléments
de la chaîne d’énergie
Préambule :
A partir des informations ci-dessous et de la carte électronique identifier les différents élements:
D21
L12
Fu
230 v
230 v
D14
C11 22µF 275v
D15
D12
L21
R21 1kΩ
+
-
D22
D16
C14 68µF 400v
R11220kΩ
R12220kΩ
D17
L13
C211000µF 25v
L11
R13 4.7kΩ
D11
D13
T1
C12 33nF
C17 47µF 25v
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2-1 Tester le fonctionnement de la carte d’alimentation:
•
•
Raccorder la carte d’alimentation au secteur.
Relever la grandeur de sortie de l’alimentation et la caractériser.
2-2 Evaluation de la puissance maximale:
•
•
En tenant compte des caractéristiques du fusible, estimer la puissance max que l’on aurait à l’instant de
l’apparition d’un défaut.
Comparer cette puissance à celle d’une alimentation de PC
2-3 Analyse des conditions d’utilisation:
A partir du dossier techniques et des données obtenus lors du TP:
•
•
•
Relever les caractéristiques d’un port USB.
En déduire la puissance maximale.
Du moteur choisi précédemment, déterminer le rendement lors d’un fonctionnement dans les
conditions normales.
• En déduire la puissance nominale absorbée par le moteur (fournie par la source).
• En déduire la puissance totale hors alimentation de l’électronique (négligeable).
• La comparer à celle fournie par un port USB, conclure.
• Dans le cas d’un fonctionnement impulsionnel extrême, calculer la puissance à fournir aux
Moteurs si l’alimentation à un rendement de 70%. Conclure.
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Document réponse 1
Schéma cinématique
Rapport de transmission
M
O
T
E
U
R
r=
Sur le schéma Mécaplan ci-contre, repérer par leurs
noms les pièces déclarées sous Mécaplan Wips.
Définition des pièces
Définition des liaisons
Liaison n°
Liaison :
____________
Entre les pièces:
_____ et _____
Compléter le tableau à partir des liaisons déclarées.
Liaison n°
Liaison :
______________
Entre les pièces:
_____ et _____
Liaison n°
Liaison :
_____________
Entre les pièces:
_____ et _____
Liaison n°
Liaison :
_______________
Entre les pièces:
_____ et _____
Liaison n°
Liaison :
_______________
Entre les pièces:
_____ et _____
De centre : _______ De centre : _______ , De centre : _______ De centre : _______
De centre :
, _______
, _______
_______
_______ , _______ , _______
(Directeur) :
______________
(Directeur) :
______________
(Directeur) :
______________
(Directeur) :
______________
(Directeur) :
______________
(Angle) :
_______________
(Angle) :
_______________
(Angle) :
_______________
(Angle) :
_______________
(Angle) :
_______________
Les renseignements entre parenthèses dépendent du type de liaison.
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Document réponse 2
Définition de l'effort sur le manche
Type d'effort
Point d'application
X=
Résultante
X=
Y=
Y=
Moment
Paramètres cinématiques choisis
Liaison d’entrée
vitesse
incrément (sec)
débattement (sec)
Résultat obtenu avec Mécaplan
Choix de la référence du moteur
Justification de votre choix
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Fiche d’évaluation de l’activité
Noms et prénoms des élèves
Classes
Activité à réaliser – Question posée
Points
Schéma cinématique du réducteur
/1
Calcul du rapport de transmission
/1
Définition des pièces
/1
Définition des liaisons
/2
Définition de l'effort
/1
Paramètres cinématiques
/1
Résultat obtenu
/1
Choix du moteur - Justification
/2
Identification des éléments
/1
Fonctionnement de la carte et tension Vs
/1
Puissance maximale et comparaison
/2
Caractéristiques USB et P maximale
/1
Rendement
/1
Calcul des puissances et comparaison
/2
Puissance max en impulsionnel et Ccl
/2
Total
Commentaires
/ 20
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