Vous vous intéresserez dans la
suite au mécanisme de changement de vitesse automatique sur le vélo.
On se propose de modéliser la partie commande du changement de rapport
de transmission afin d'obtenir sa représentation :
* soit en logique combinatoire sous la forme d'un schéma
électronique câblée (sans calculateur). Pour cela, il faudra décrire le
comportement à l’aide d’outils adaptés (chronogramme, table de vérité puis
logigramme) ;
* soit en logique séquentielle sous la forme d'un diagramme
d'état.
Les expérimentateurs détermineront les seuils de changement de
vitesse.
Le chef de projet complétera un schéma fonctionnel décrivant le
comportement en logique câblée
Les modélisateurs élaboreront un modèle de comportement en supposant
une logique combinatoire
Préambule et notations
Pour un boîtier à 3 rapports R1, R2 et R3, on souhaite
associer un rapport de transmission à une plage de vitesse donnée.
Une approche rapide fournie par le vendeur de vélo explique qu'au-delà
d’une certaine vitesse, le rapport R2 est enclenché et
qu’au-delà d’un autre seuil c’est le rapport R3.
Vous allez dans un premier temps traduire cette description, mesurer
ces seuils et caractériser les lois entrées sorties dans ce contexte.
On considérera que les changements ont toujours lieu à la même vitesse
(que ce soit en montant ou descendant
les rapports) et vous vous baserez sur les relevés à vitesse
croissante.
Pour finir, le premier rapport R1 est supposé être
engagé par défaut. Les seules consignes à élaborer par le contrôleur sont
donc :
* R2 : passer le rapport R2
* R3 : passer le rapport R3
Les seuils de vitesse seront notés Va pour le plus
faible, et Vb pour le suivant.
Mise en situation
Le vélo à assistance électrique E-Bike possède un changement
automatique de rapport de transmission de la boîte NEXUS (Figure 1)
incorporée au moyeu arrière.
Ce changement est fonction de la vitesse du vélo et les seuils sont
réglables à l’arrêt sur un boîtier de réglage (Figure 2) en
fonction des souhaits du cycliste.
Un alternateur incorporé dans le moyeu de la roue avant (Figure
3) donne à la fois l’énergie nécessaire à ce mécanisme et une
information proportionnelle à la vitesse du vélo (fréquence du signal). Différences entre le vélo didactisé et le vélo réel
: Sur le vélo instrumenté, la roue avant est immobile, c’est donc une
carte de commande du vélo instrumenté qui simule un signal identique à
partir de la vitesse de la roue arrière mesurée par le home-trainer.
