JOYSTICK SIDEWINDER TP 2-CI7-E4-2

Giovanni.delfranco@free.fr http://perso.wanadoo.fr/giovanni.delfranco/

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Centre d’intérêt n° 7 : CHAINE D’ENERGIE : Comportement dynamique et énergétique des systèmes Architecture, puissance et rendement de la chaîne d’énergie. Support de l’activité : Joystick Sidewinder de MICROSOFT Durée : 3h

Compétences attendues :

• Identifier les éléments transformés et les flux. • Identifier les constituants du réseau d’alimentation électrique. • Déterminer les grandeurs énergétiques des éléments fonctionnels de la chaîne d’énergie.

Savoirs et savoir faire associés : • A2 : Analyse fonctionnelle interne. • B121 : l’alimentation en énergie. • C12 : Comportement énergétique des systèmes

Acquis Préalables : • Chaîne d’énergie, transformation (transformateur et redressement).

Problématique : Fournir l’énergie nécessaire au fonctionnement du joystick Sidewinder sans affaiblir le port USB. Sommaire des questions posées :

• Identification des divers éléments de la chaîne d’énergie. • Relever les paramètres de fonctionnement de l’alimentation. • Faire le bilan d’énergie. • Analyser et interpréter les résultats • Produire une note.

Environnement d’expérimentation :

• Le joystick Sidewinder appareillé ou la carte d’alimentation. • Un PC muni d’un port USB. • Le logiciel de test.

Critères et modalités d’évaluation : • Fonctionnement correct de l’alimentation du joystick. • Identification des constituants. • Méthodes de mesure et qualité des relevés. • Analyse des résultats obtenus.

Pour répondre aux questions posées, vous devrez :

• Faire fonctionner le joystick. • Analyser les informations délivrées par le joystick. • Mesurer les paramètres électriques du joystick.

PREALABLE : Les réponses sont à rédiger convenablement sur copie double. Les résultats seront encadrés. La note finale tiendra compte de la qualité du compte-rendu.

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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.

ZONE D’ETUDE 1ère PARTIE : Identification des éléments qui concourent à la chaîne d’énergie.

ACQUERIR TRAITER COMMUNIQUER

ALIMENTER DISTRIBUER CONVERTIR

Chaîne d’énergie

Chaîne d’information Compte rendu

Consigne

Energie TRANSMETTRE

Ordres

AGIR

Dans cette première partie 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 A partir des informations ci-dessous et de la carte électronique:

2

2

u D14C11 22µF 275v D12

D15

D21

D22

R21 1kΩ +

-L12

30 v

11

D16

C14 68µF 400v D17

L21

C211000µF 25vL13

30 v

Giovhttp:

F

anni.delfran//perso.wana

R 220kΩ

R 220kΩ

co@free.fr doo.fr/giovanni.delfranco/

12 L11

D13D11

R Ω

13 4.7k

C17 47µF 25v

T1

C12 33nF

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Tester le fonctionnement de la carte : • Raccorder le cordon secteur à la carte d’alimentation. • Relever la grandeur de sortie, et la caractériser.

Mettre hors tension le montage

Identifier l’environnement de la carte en entourant sur la photo :

• Le transformateur de tension. • Le redresseur. • Les Zones isolées galvaniquement les unes des autres. Expliquer l’intérêt de l’isolation.

2ème PARTIE : Analyser une partie du fonctionnement de la chaîne d’énergie. Dans cette seconde partie on étudie la transformation de l’énergie au travers des éléments qui caractérisent la carte alimentation. A partir du joystick appareillé en état de fonctionnement ou de la carte d’alimentation. Raccorder le système à la source d’énergie 230v/50hz :

• Relever et visualiser au moyen d’appareils de mesure appropriés la tension de sortie du pont de diodes, aux bornes de C14.

• Relever la tension à la sortie de la carte d’alimentation. • Conclure sur le rôle de l’association de L13, T1 et les composants environnants. • Nommer convenablement ce genre de montage.

Relevés des paramètres de fonctionnement permettant de justifier le choix du constructeur:

• Charger l’alimentation avec le moteur en lui appliquant le couple max. • Visualiser la tension aux bornes de C14. En déduire l’ondulation. • Relever le courant moyen sortant du pont. • On admet que la relation approchée qui permet de déterminer C14 est la suivante

∆U=I0/100C Calculer la valeur de C14 dans les conditions maximum d’utilisation. Conclure sur le choix du constructeur.

• Déterminer la puissance reçue de la source. On souhaite à présent étudier la solution « comment produire une tension continue différente ». Pour cela nous allons étudier la partie conversion statique. En observant le schéma lié à cette étude:(en relation avec la zone jaune sur la photo)

• Comment se fait l’obtention de l’isolation galvanique, par une : Liaison électrique entre l’Entrée et la Sortie.

Liaison mécanique entre l’Entrée et la Sortie.

Liaison magnétique entre l’Entrée et la Sortie.

Liaison optique entre l’Entrée et la Sortie.

Liaison directe entre l’Entrée et la Sortie.

Liaison par couplage capacitif entre l’Entrée et la Sortie.

• Quel(s) avantage(s) présente(nt) votre choix. • Quel est le rôle de l’association R21-C21. • Dans les mêmes conditions d’essai (couple max), déterminer la puissance reçu par le moteur. • Calculer le rendement du convertisseur statique. Conclure en se référent à d’autres types de

rendement (Moteurs, Réducteurs …).

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3ème PARTIE : Justifier le choix d’une alimentation indépendante. Dans cette dernière partie on s’efforcera de justifier le choix du constructeur concernant l’alimentation du SideWinder A partir du dossier techniques:

• Relever les caractéristiques d’un port USB. En déduire la puissance qu’il peut fournir. • Cette puissance est elle compatible avec ce que demande 1 moteur, les deux moteurs en même

temps. • Comment diminuer le courant consommé pour obtenir pour rendre compatible le joystick avec

le port USB sans source annexe.