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Verifier l'autonomie du SkateBoard et rechercher des solutions techniques.
Ajouter un mode économie d'énergie lorsque la décharge de la batterie atteint 50%
Le coût doit être inférieur à 100€
Le skate doit parcourir 14 km avec une pente de 3% sur 800m
Introduction
Afin de mesurer la vitesse du skate avec l''utilisateur (80kg), nous avons utilisé une caméra et un logiciel libre de traitement d’images vidéo (Regavi). Après avoir capturé les images de la phase de démarrage jusqu’à la vitesse maximale, on installe à l’aide de ce logiciel le repère d’étude du mouvement (skate). Nous avons ensuite échantillonné un défilement d’images afin de pouvoir pointer les différentes abscisses de ce mouvement, dont les données sont extraites sous forme de vecteurs, et les coordonnées des différents points fournies par le logiciel. Puis on transfère les coordonnées du mouvement vers un logiciel de traitements de données expérimentales, qui permet d’éditer des courbes et d’en donner les équations (Regressi) .
Lorsque que nous avons effectuer les mesures, nous avons utilisé une pince ampère-métrique qui nous a donné un courant qui a été utilisé dans la partie mesure sur la batterie.
Nous avons obtenu une vitesse maximale d'environ 22 km/h.
Vx=DIFF(x,t)
Vy=DIFF(y,t)
V=SQRT(SQR(Vx)+SQR(Vy))
Vr=V*3,6
Protocole de mesure :
Nous avons fait des mesures sur un sol avec une pente dans une rue à proximité de notre lycée. Et nous avons fait les mêmes études que pour les mesures sur un sol plat.
Protocole de mesure :
Nous avons fait 35 cibles pour réaliser les mesures de vitesse.
0 = 1,72° pour une pente de 3%
Mesure = 7cm
Planche =2m
tan0 = (Mesure / Planche) = 0,07 / 2
Donc 0 = arctan (0,07 / 2) = 2°
Ecart de la pente :
= | [(Vth-Ve) / Vth)] | x 100
= | [(1,72 - 2) / 1,72)] | x 100
= 16,3%
Nous avons positionné les deux roues arrières du skateboard sur un banc de mesure avec une charge de 80kg afin de mesurer la tension d'alimentation correspondant à la vitesse économique qui est de 10 km/h. Pour cela, nous avons utilisé un banc de mesure, un tachymètre et une dynamo-tachymétrique.
Rapport de la dynamo-tachymétrique :
1000 tr/min = 29,3 V.
= [(Vth-Ve) / Vt h)] x 100 = [(22 - 24,7) / 22)] x 100 = 12,3%
L'écart est d'environ 12% avec la simulation Matlab donc nos mesures de vitesses maximales sont raisonnables même si la vitesse maximale du cahier des charges est identique à vitesse maximale mesurée.
= [(Vth-Ve) / Vth)] x 100 = [(10.02-10) / 10)] x 100= 0.2%
L'écart avec la simulation Matlab est très petit donc la vitesse économique est validée et avec le cahier des charges la vitesse mesurée est comprise entre 10km/h et 11km/h
Q=I.T donc t=Q/I=7/25=0,28 (h)
V=D/t donc D=V.t=22.0,28= 6.16 (km)
6.16 ‹ 14
pour V(20A) on a t=500s
Veco on a t=1600s
t=160 s
t=906 s
t=500 s
t=2100 s
t=1600s
t=650 s
t=160 s
A l'anode : oxydation:
Pb + 2H+ SO42- <=> PbSO4 + 2e- + 2H
A la cathode : réduction
PbO2 + 2H+ SO42- + 2H+ + 2e- <=> PbSO4 + 2H2O
La batterie d'origine du Skate est une batterie au plomb de 36V et 3x7Ah
Afin d'étudier l'autonomie
de la batterie, nous avons
utilisé le materiel suivant :
-Rhéostat
-Pince Ampèremétrique
-Oscilloscope
Durant la décharge,
nous avons relevé les
différentes valeurs sur
l'oscilloscope et les
pinces.
Nous avons ensuite obtenu avec Regressi une courbe nous
donnant la Tension en fonction du Temps.
R=(E-U)/I
(Yb-Ya)/(Xb-Xa) = (39.8-40.4)/(0.49-0.14)
= 1,7 Ohm
On calcul la resistance depuis la courbe :
R = ( U)/I
= (35-25)/5.98
= 1.67 Ohm
Q = I*T
Écart de resistance :
E = [(Vth - Ve ) /Vth ] * 100
E = [(1.7-1.6328)/1.7]*100
E = 1%
L'écart est très faible.
Écart d'autonomie :
E = [(31.7777-7)/37.7777]*100
E = 65.58%
Cet écart est justié par le fait que l'autonomie de 31Km est réalisée à vide
et que celle de 7Km est simulée à la
vitesse max et chargée.
Afin d'augmenter l'autonomie nous aurions pu imaginer ajouter une batterie au Lithium-Ion, cependant le cahier des charges nous impose un budget de 100€.
Nous avons donc pensé à implanter un Hacheur.