ElektorWheelie

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ElektorWheelie
Création Innovation Technologiques
2nde Lycée PGDG
Transport, énergie et environnement
vs.
Segway
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Objectifs

• Découverte des évolutions technologiques ayant
  permis la mise au point de gyropodes
• Étude comparative des solutions constructives et
  des composants utilisés pour la réalisation du
  Segway et de lElektorwheelie

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Matériel à disposition
Vous disposez

• dun gyropode ElektorWheelie en état de
  fonctionnement

• dun gyropode ElektorWheelie ouvert

• de postes informatiques avec accès à internet
  pour la découverte du Segway

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Organisation
Division de léquipe en 2 ??
Séance 1
Séance 2
Séance 3
Séance 4
Séance 5
Découverte sujet
Découverte des systèmes étudiés
Étude des innovations à lorigine des gyropodes
Étude comparative de lélectronique et moteurs
Étude comparative des accus et de la structure
Préparation diaporamas
Fusion diaporamas
Préparation oral
Présentation synthèse des travaux
Cliquer sur les cadres (? et ?) sur le planning
pour accéder aux consignes relatives à chaque
activité
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Découverte des systèmes étudiés
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Principe de stabilisation dun gyropode
En montant sur le gyropode Elektorwheelie sans le
mettre en service, on se rend compte quil est
impossible de rester en équilibre
Rechercher le principe de stabilisation dun
gyropode sur internet à laide dun moteur de
recherche ou en consultant le manuel de référence
du Segway
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Test de lElektorwheelie
Découvrir le mode dutilisation de
lElektorWheelie en consultant la dernière partie
de la notice de montage
Visionner également la vidéo de présentation
Essayer le système en présence et sur instruction
de votre enseignant
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8
Découverte du Segway
Rechercher sur internet les caractéristiques
performances et prix dun Segway
Consulter la fiche technique à disposition
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Vous avez terminé la phase de découverte des
systèmes Consignez vos résultats (notamment les
éventuels croquis explicitant le principe de
stabilisation dun gyropode) puis cliquer sur le
cadre ci-dessous pour revenir à la page
organisation
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10
Innovations à lorigine du développement des
gyropodes
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Capteurs
La stabilisation dun gyropode est basée sur des
informations en provenance de centrale(s)
inertielle(s) et daccéléromètres
Par ex. sur lElektorWheelie
gyroscope biaxial
accéléromètre
Visualiser ces capteurs sur lElektorWheelie
À partir de la notice de fonctionnement de
lElektorWheelie, identifier les fonctions
assurées par ces deux capteurs et observer en
quoi ils sont complémentaires
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Électronique de traitement
Le traitement des informations en provenance des
capteurs et létablissement des consignes de
commande des moteurs sont assurés par des
microcontrôleurs
Par ex. sur lElektorWheelie
Microcontrôleur ATmega 32
Les performances des microcontrôleurs ont suivi
le développement de linformatique. Ces
composants sont programmables à laide de
logiciels dédiés. Consulter le programme de
lElektorWheelie (PDF)
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Électronique de puissance
La distribution de lénergie électrique aux
moteurs (jusquà 2000W par moteur pour le Segway)
est assurée par des transistors de puissance
Par ex. sur lElektorWheelie
Transistors MOSFET des ponts de commande des
moteurs
Radiateur pour la dissipation thermique des
pertes par effet Joule dans les transistors
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Vous avez terminé létude des innovations à
lorigine du développement des gyropodes Consignez
vos observations puis cliquer sur le cadre
ci-dessous pour revenir à la page organisation
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15
Étude comparative de lélectronique et de la
motorisation de lElektorWheelie et du Segway
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Capteurs et électronique de commande

• A partir dune analyse des photos de
  lélectronique du Segway et de l ElektorWheelie
  et de renseignements recueillis sur internet,
  comparer lélectronique de commande des deux
  systèmes
• nombre de capteurs
• redondance des circuits

Rechercher quels sont les critères qui ont
prévalu au choix des solutions adoptées pour
chaque modèle
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Motorisation
Deux technologies sont en concurrence pour la
motorisation de ce type de systèmes (de même que
pour les cyclomoteurs et vélos électriques) le
moteur à courant continu et le moteur
brushless
Quelles sont les solutions adoptées pour chaque
système?
Quelles sont les différences au niveau du
fonctionnement et des performances entre ces deux
types de moteurs?
Rechercher quels sont les critères qui ont
prévalu au choix des solutions adoptées pour
chaque modèle
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Vous avez terminé létude comparative de
lélectronique et de la motorisation de
lElektorWheelie et du Segway. Consignez vos
observations puis cliquer sur le cadre ci-dessous
pour revenir à la page organisation
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Étude comparative des accumulateurs, de la
structure mécanique et du design de
lElektorWheelie et du Segway
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Accumulateurs
Relever le type daccumulateur installé sur le
Segway et sur lElektorwheelie
Rechercher les avantages et inconvénients de
chaque type daccumulateur (coût, capacité de
stockage dénergie à masse équivalente, durée de
vie)
Comparer les coûts de remplacement des
accumulateurs sur le Segway (cf. tarifs) et sur
lElektorWheelie (tarifs disponibles pour des
accumulateurs équivalents sur internet)
Rechercher quels sont les critères qui ont
prévalu au choix des solutions adoptées pour
chaque modèle
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Structure
On constate que la structure mécanique des deux
systèmes est sensiblement différente (tôle pliée
pour lElektorWheelie, Pièces en alliage
daluminium et plastique moulé pour le Segway)
Rechercher quels sont les critères qui ont
prévalu au choix des solutions adoptées pour
chaque modèle
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Design
Comparer le design des deux produits
Rechercher en quoi le design est en relation avec
les cibles commerciales du concepteur
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Vous avez terminé létude comparative des
accumulateurs de la structure et du design de
lElektorWheelie et du Segway. Consignez vos
observations puis cliquer sur le cadre ci-dessous
pour revenir à la page organisation
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Préparation de la présentation de vos travaux
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Prescriptions générales

• Vous devez préparer une prestation orale de
  lordre de 10 minutes destinée à présenter vos
  travaux à vos camarades.
• Cette présentation sappuiera sur un diaporama
  projeté sur écran.
• Elle comprendra
• Une présentation du support détude
• Une présentation des recherches, mesures et
  manipulations effectuées
• Une présentation des résultats obtenus

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Conseils méthodologiques
Le diaporama est un support pour votre prestation
orale. Il vous permet dapporter ce que vous ne
pouvez exposer par la parole. En conséquence

• Prévoir
• Photos
• Croquis
• Formules
• Résultas
• Courbes

• Éviter
• Textes

Constituer simultanément à vos diapositives un
document de type texte sur lequel figure de
façon synthétique (ne pas rédiger) ce qui doit
être dit lors de la projection de chaque
diapositive
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Prescriptions particulières

• Pour votre étude, votre présentation comportera
  notamment les éléments suivants
• Présentation du principe de fonctionnement dun
  gyropode
• Présentation comparative de la structure et des
  composants de lElektorWheelie et du Segway pour
  les domaines abordés

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