Véhicule à sustentation magnétique
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VoLAB
Association VoRoBotics
Date : 20/10/2015
Auteur : Lecorsier
Relecteur :
Thème : Transition écologique et développement durable
Projet : Véhicule à sustentation magnétique, programmation Arduino, essais en soufflerie
Présentation
Ce document présente un travail développé sur le thème des transports pour un tourisme durable . La pollution des transports est visée et le train à sustentation magnétique peut être une réponse à ce problème.
Au départ, ce travail est proposé aux élèves de 6ème de collège (voir le blog La Technologie au Collège).
Les élèves recherchent une solution aux épisodes de pollution dans la vallée de Chamonix.
http://www.youtube.com/watch?v=vhJtWw2tgtE
Les différentes séances réalisées par les élèves sont présentées sur le blog La technologie au collège.
Dans ce document sont abordés :
Banc d'essais pour véhicule à sustentation magnétique.
La programmation à l'aide d'ArduBlock, plugin (module d'extension) du logiciel Arduino.
Les essais en soufflerie de formes de véhicules.
Banc d'essais
Matériaux, matériels
PVC expansé recyclé bi-colore 10mm (Plate-forme)
PVC 2mm incolore (rail et guides)
Pièces imprimante 3D (Support de servomoteur et de roue libre)
Courroie polyuréthane Ø 2mm
Servomoteur à rotation continu (40,4 x 19,8 x 37,2 mm.
Couple : 3.2 kg.cm sous 4,8 V - 4,1 kg.cm sous 6 V.
Vitesse : 43 tr/mn sous 4,8 V - 53 tr/mn sous 6 V.)
2 Micro-rupteurs (fin de course) normalement ouverts.
2 Boutons poussoir normalement ouverts.
1 carte Arduino Uno
Logiciel
Le logiciel
Arduino installé (voir : http://www.arduino.cc/)
Ardublock
Plugin qui s’ajoute à l’ide d’arduino. (Programmation graphique), à placer dans : C:\Users\nom_du_compte\Documents\Arduino\Tools\ArduBlockTool\Tool
Câblage des interrupteurs et boutons poussoir
Attention car j'ai câblé les capteurs et boutons poussoir du banc d'essais en "pull-up". Avec la résistance de rappel "pull-up", l'entrée numérique est à l'état HIGH lorsque les micro-rupteurs ou les boutons poussoir sont ouverts (relâchés).
Montage de la carte Arduino Uno
Repérage des branchements
Bouton déplacement Droite (6)
Fin de course Droite (2)
Bouton déplacement Gauche (4)
Fin de course Gauche (8)
Servomoteur (~10)
Programmation
Scénario
Le chariot est à gauche
Appui sur le bouton poussoir « Déplacement vers la droite »
Le chariot se déplace vers la droite
Le chariot s’arrête en fin de course droite
Appui sur le bouton poussoir « Déplacement vers la gauche »
Le chariot se déplace vers la gauche
Le chariot s’arrête en fin de course gauche
Le programme boucle
Programme ArduBlock
Vidéo « Véhicule à sustentation magnétique »
Le projet est présenté dans une vidéo à cette adresse : https://youtu.be/8rij225i7CE
La soufflerie
Matériaux, matériels
Panneau d'aggloméré épaisseur 15mm
PVC 6mm jaune (mur à vent et sortie du flux d'air)
PVC 2mm incolore (cloisons)
Barre carrée PVC 10x10mm
Charnière piano
6 ventilateurs d'ordinateur
Grille de protection
Carton plume épaisseur 5mm + pailles (guide du flux d'air)
Pailles
Alimentation stabilisée fabriquée à partir d'une alimentation d'ordinateur
Machine à fumée 400 watts (achetée)
Essais
J'ai essayé la soufflerie avec une forme d'automobile. Le flux d'air et de fumée sont le plus visibles lorsque les ventilateurs sont alimentés en 5V.
Il est donc possible de créer une forme en carton (par exemple) pour le véhicule à sustentation magnétique et faire des essais d'écoulement d'air dans la soufflerie.
Les premiers essais ont été filmés et la vidéo est présentée à cette adresse :
Modifications
Les premiers essais n'étant pas concluants, le flux d'air encore trop peu visible, j'ai ajouté un mur de pailles, retourné les ventilateurs.
Ainsi le flux d'air est plus laminaire et suit les formes des objets et montre les perturbations.
Utilisation pédagogique
Au collège
J'avais développé ce travail pour les élèves de 6ème dans l'article suivant : 6ème CI6 Réalisation collective Cette soufflerie a été utilisée pour étudier les formes d'immeubles et de tours dans un Enseignement Pratique Interdisciplinaire Histoire-Géographie/Technologie en classe de 4ème (Cycle 4 du collège). Le thème abordé : Conséquences spatiales (les fonctions de la ville et leurs différentes solutions techniques. L'ensemble des ressources sont sur le site STI de l'Académie de Versailles Un monde qui s'urbanise.
Au lycée
Deux élèves de première S du lycée de La Montagne de Valdeblore m'ont contacté pour utilisé le projet de soufflerie pour leurs Travaux Personnels Encadrés. J'ai posté un article sur mon blog afin de décrire le projet "La soufflerie". Vous trouverez aussi un montage vidéo montrant l'évolution du projet des deux élèves. Ce montage est réalisé à partir de leurs vidéos et photos. "Soufflerie eleves TPE"
Licence
Ce document est mise à disposition selon les termes de la Licence Creative Commons Attribution 4.0 International.
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Note aux auteurs de documents du VoLAB, Vous avez la possibilité de changer de licence. Mais ce serait bien de rester
libre et ouvert. Encore une fois ceci est une recommandation et non une obligation.
Webographie
http://fr.wikipedia.org/wiki/Licence_Creative_Commons
http://lecorsiergilles.blogspot.fr/
http://www.vorobotics.com/wp/le-projet-volab/
http://www.semageek.com/arduino-presentation-et-traduction-en-francais-de-ardublock/
http://souterweb.free.fr/boitaoutils/eclairage/annexes/ATX/modif_ATX.htm
Rédaction en langue française
Partant du constat de terrain qu'une énorme masse d'information concernant les sujets qui nous intéressent comme entre
autres l'impression 3D n'étaient disponibles que dans la langue de Shakespeare et que de nombreuses personnes dans
notre entourage ne maîtrisaient pas la dite langue et soucieux de diffuser encore plus l'information, nous avons pris le
parti, au VoLAB, de rédiger nos documents de préférence en langue française.
VoLAB
Un mot sur le VoLAB. VoLAB est un fablab implanté à environ 30km au nord-ouest de Paris dans la commune de
Vauréal dans l'agglomération de Cergy Pontoise. Il est animé par l'association VoRoBoTics.
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