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

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 l’Elektorwheelie Suite 

Matériel à disposition Vous disposez : d’un gyropode « ElektorWheelie » en état de fonctionnement d’un gyropode « ElektorWheelie » ouvert de postes informatiques avec accès à internet pour la découverte du Segway Suite 

Organisation Division de l’équipe en 2  Séance 1 Séance 2 Séance 3 Séance 4 Séance 5 Découverte sujet Découverte des systèmes étudiés Étude des innovations à l’origine des gyropodes Étude comparative de l’électronique 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

Découverte des systèmes étudiés Suite 

Principe de stabilisation d’un gyropode En montant sur le gyropode Elektorwheelie sans le mettre en service, on se rend compte qu’il est impossible de rester en équilibre Rechercher le principe de stabilisation d’un gyropode sur internet à l’aide d’un moteur de recherche ou en consultant le manuel de référence du Segway Suite 

Test de l’Elektorwheelie Découvrir le mode d’utilisation de l’ElektorWheelie 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 Suite 

Découverte du Segway Rechercher sur internet les caractéristiques performances et prix d’un Segway Consulter la fiche technique à disposition Suite 

Vous avez terminé la phase de découverte des systèmes Consignez vos résultats (notamment les éventuels croquis explicitant le principe de stabilisation d’un gyropode) puis cliquer sur le cadre ci-dessous pour revenir à la page « organisation » Retour 

Innovations à l’origine du développement des gyropodes Suite 

Capteurs La stabilisation d’un gyropode est basée sur des informations en provenance de centrale(s) inertielle(s) et d’accéléromètres Par ex. sur l’ElektorWheelie: gyroscope biaxial accéléromètre Visualiser ces capteurs sur l’ElektorWheelie À partir de la notice de fonctionnement de l’ElektorWheelie, identifier les fonctions assurées par ces deux capteurs et observer en quoi ils sont complémentaires Suite 

Électronique de traitement Le traitement des informations en provenance des capteurs et l’établissement des consignes de commande des moteurs sont assurés par des microcontrôleurs Par ex. sur l’ElektorWheelie: Microcontrôleur ATmega 32 Les performances des microcontrôleurs ont suivi le développement de l’informatique. Ces composants sont programmables à l’aide de logiciels dédiés. Consulter le programme de l’ElektorWheelie (PDF) Suite 

Électronique de puissance La distribution de l’énergie électrique aux moteurs (jusqu’à 2000W par moteur pour le Segway) est assurée par des transistors de puissance Par ex. sur l’ElektorWheelie: Transistors MOSFET des ponts de commande des moteurs Radiateur pour la dissipation thermique des pertes par effet Joule dans les transistors Suite 

Vous avez terminé l’étude des innovations à l’origine du développement des gyropodes Consignez vos observations puis cliquer sur le cadre ci-dessous pour revenir à la page «organisation» Retour 

Étude comparative de l’électronique et de la motorisation de l’ElektorWheelie et du Segway Suite 

Capteurs et électronique de commande A partir d’une analyse des photos de l’électronique du Segway et de l’ ElektorWheelie et de renseignements recueillis sur internet, comparer l’électronique 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 Suite 

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 Suite 

Vous avez terminé l’étude comparative de l’électronique et de la motorisation de l’ElektorWheelie et du Segway. Consignez vos observations puis cliquer sur le cadre ci-dessous pour revenir à la page « organisation » Retour 

Étude comparative des accumulateurs, de la structure mécanique et du design de l’ElektorWheelie et du Segway Suite 

Accumulateurs Relever le type d’accumulateur installé sur le Segway et sur l’Elektorwheelie Rechercher les avantages et inconvénients de chaque type d’accumulateur (coût, capacité de stockage d’énergie à masse équivalente, durée de vie…) Comparer les coûts de remplacement des accumulateurs sur le Segway (cf. tarifs) et sur l’ElektorWheelie (tarifs disponibles pour des accumulateurs équivalents sur internet) Rechercher quels sont les critères qui ont prévalu au choix des solutions adoptées pour chaque modèle Suite 

Structure On constate que la structure mécanique des deux systèmes est sensiblement différente (tôle pliée pour l’ElektorWheelie, Pièces en alliage d’aluminium et plastique moulé pour le Segway) Rechercher quels sont les critères qui ont prévalu au choix des solutions adoptées pour chaque modèle Suite 

Design Comparer le design des deux produits Rechercher en quoi le design est en relation avec les cibles commerciales du concepteur Suite 

Vous avez terminé l’étude comparative des accumulateurs de la structure et du design de l’ElektorWheelie et du Segway. Consignez vos observations puis cliquer sur le cadre ci-dessous pour revenir à la page « organisation » Retour 

Préparation de la présentation de vos travaux Suite 

Prescriptions générales : Vous devez préparer une prestation orale de l’ordre de 10 minutes destinée à présenter vos travaux à vos camarades. Cette présentation s’appuiera sur un diaporama projeté sur écran. Elle comprendra: Une présentation du support d’étude Une présentation des recherches, mesures et manipulations effectuées Une présentation des résultats obtenus Suite 

Conseils méthodologiques : Le diaporama est un support pour votre prestation orale. Il vous permet d’apporter 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 Suite 

Prescriptions particulières : Pour votre étude, votre présentation comportera notamment les éléments suivants : Présentation du principe de fonctionnement d’un gyropode Présentation comparative de la structure et des composants de l’ElektorWheelie et du Segway pour les domaines abordés Retour 