Exercice Sous-partie 3 - Questions 1.12 et 1.13 · Bac Sciences de l'Ingénieur Métropole 2026 (sujet 1)

Sous-partie 3

Contrôle de la direction

L'objectif de cette sous-partie est de valider la chaine d'acquisition de l'angle du volant ainsi que la transmission sans fil de cette mesure.

Le poste de pilotage permet à l'utilisateur de choisir sa vitesse, sa direction et de visualiser différentes informations sur un écran, notamment le niveau de batterie et la vitesse. Le diagramme partiel des exigences de la partie pilotage est présenté figure 12.

Le volant, manœuvré par le pilote, entraîne un système poulies-courroie. La poulie réceptrice est reliée à un codeur incrémental qui génère 100 impulsions par tour. Ces impulsions sont comptées par un microcontrôleur, qui fournit une information de direction sous la forme d'un entier codé sur 8 bits, image de la position du volant. Cette information est ensuite transmise via une liaison sans fil à l'unité arrière. Celle-ci contrôle un vérin qui oriente le moteur électrique, permettant ainsi de diriger le bateau. La figure 13 illustre cette chaine d'acquisition de l'angle volant.

Pour compter les impulsions, il est nécessaire de connaître le sens de rotation du volant. Ce sens permet de déterminer s'il faut incrémenter ou décrémenter le compteur d'impulsions Nvolant. Pour cela, le codeur incrémental fournit deux trains d'impulsions décalées d'un quart de période (figures 14 et 15).

Le codeur incrémental est composé d'un disque et de deux capteurs optiques A et B. Le disque dispose de parties pleines et de parties ajourées.

Lorsque le disque tourne les capteurs A et B fournissent des signaux carrés décalés d'un quart de période qui permettent de connaitre précisément la position du disque et donc du volant.

Le comptage ou décomptage se fait sur le front montant de A.

Le comptage se fait lorsque le volant tourne dans le sens anti-horaire et le décomptage dans le sens horaire.

Question 1.12

À l'aide de la figure 13, montrer que le nombre d'impulsions retourné par le codeur incrémental est de 250 lorsque le volant tourne de - 45° à + 45°. Justifier alors le choix d'un compteur 8 bits.

Question 1.13

Extraire du diagramme des exigences (figure 12) la précision souhaitée de la mesure de l'angle du volant puis vérifier l'aptitude du système à atteindre cette précision.