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wiki:projet:l3phys1920:lu3py024g4:proto

Ceci est une ancienne révision du document !


<note warning>Cette partie est la suite logique de la partie sur le processus d'élaboration du prototype, il est préférable de l'avoir lue avant.</note>

Construction du prototype

Enceinte

L'enceinte sera finalement fabriquée à partir de matériel de récupération. De longues planches de bois relativement identiques sont découpées à la scie circulaire en 24 blocs de 40 x 9 x 2 cm. Pour former les murs de la machine, ces blocs sont assemblés par 4 à l'aide de colle à bois : les surfaces à coller sont d'abord poncées afin d'optimiser l'adhérence de la colle. Nous attendons que la roue soit fabriquée avant de calculer la taille de la fente nécessaire à son passage. Ainsi, l'enceinte du réfrigérateur aura sera un cube de 40 x 40 x 40 cm, avec un volume interne de 36 x 36 x 36 cm (les parois ayant une épaisseur de 2 cm), que l'on peut voir ci-dessous. Les trous dus aux irrégularités des planches seront comblés au mieux. Il est prévu d'ajouter 2 cm d'épaisseur de laine de verre, pour un volume interne final de 34 x 34 x 34 cm.

Images 4 et 5 : photos de l'enceinte

Roue

<fc #4682b4>Version 1 : Roue fabriquée à partir de Lego™</fc>

Comme il ne nous est plus possible de découper notre roue au laser dans une planche de contreplaqué, nous avons essayé de reproduire la roue avec des Lego™. Elle a été assemblée de manière à renforcer les parties qui se tordaient le plus sous la contrainte d'un élastique de 20cm (un élastique de test). Il apparaît que la contrainte de l'élastique sur la roue est déjà assez importante pour la plier, nous essayons alors avec les élastiques prévus initialement : la contrainte est trop forte, la roue menace de se briser.

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Images 6 et 7 : photos de la roue en Lego™

Cette option a cependant permis de réaliser qu'une liaison pivot (en Lego™) composée d'un bâton de section plane en croix insérée dans un trou circulaire frotte assez peu a priori. On se tourne donc vers une planche de bois pour faire office de roue. Nous n'utiliserons pas les bâtons en Lego™, qui sont trop fins (< 0,5 mm de diamètre), pour faire tourner la roue et servir de “point de pivot”.

<fc #4682b4>Version finale : Roue fabriquée à partir d'une planche en bois</fc>

<note>Nous utilisons une des planches de bois ayant servi à la fabrication de l'enceinte pour simuler la roue. Comme dit précédemment, nous avons besoin d'un temps de transfert thermique entre les élastiques et l'air (et en l'absence de ventilateurs) pour homogénéiser leur température. Nous avions donc décidé de concentrer les élastiques sur une petite partie de la roue, ainsi une planche suffit. On y plante des clous aux extrémités pour accrocher les élastiques, plus précisément il y a 3 clous plantés à 2 cm du bord de la planche/roue de 40 x 9 x 2 cm, soit 40 de “diamètre” et 2 centimètre d'épaisseur. Les clous permettant d'y attacher les élastiques, ils dépassent de la planche d'approximativement 3 cm. Pour conserver une marge, la fente qui laissera passer la roue au sein de l'enceinte fera donc 7 cm de largeur sur 40 cm de longueur.</note>

Comme dit précédemment, nous utiliserons un tube de colle pour faire pivoter la roue, notre système pouvant inverser son sens de rotation lors d'un temps d'homogénéisation (arrêt de la roue) sans que cela ne pose problème : c'est parce qu'elle n'a pas besoin de tourner sans interruption que cette solution est possible. Le centre de la planche-roue est percé d'un trou de 2 cm de diamètre puis limé pour que la base du tube de colle (2,1 cm de diamètre) y rentre. Cet assemblage roue/colle est monté sur un socle en bois assez épais et lui aussi percé pour incruster le reste du tube de colle. Sur les images 8,9 et 10 vous pourrez voir le socle qui maintient la planche-roue et lui permet de tourner (image 8), troué en un point pour accueillir l'arrière de la planche-roue associée au tube de colle (image 9), et les deux pièces assemblées (socle + roue liés par le tube de colle, image 10).

Images 8, 9 et 10 : Support de la roue permettant de la faire tourner, assemblage roue-tube de colle, et pièce finale “roue sur son socle” posée à côté de l'enceinte complète

Élastique et point de pivot

Il reste maintenant à accrocher les élastiques, nous avons déjà les clous aux extrémités mais il faut les fixer au reste de la structure sur le point de pivot. Pour rappel, et on peut le voir sur l'image 3, le point de pivot est situé sur un rayon de la roue, au sein de l'enceinte.

<note important>Pour minimiser les frottements et simplifier le montage du réfrigérateur, nous décidons tout d'abord d'attacher les élastiques à un anneau de porte-clé en métal, garantissant une résistance à la contrainte de plusieurs élastiques (image 11). Nous voyons sur l'image 12 que lorsque les élastiques sont attachés d'une part aux clous, d'autre part à l'anneau de porte-clé (qui n'est fixé à rien), ils exercent logiquement tous la même tension, ce qui positionne l'anneau au centre de la planche-roue (état d'équilibre du système). Pour apporter des variations de longueur, on va donc fixer cet anneau à l'intérieur de l'enceinte, et pour faciliter la tâche nous commencerons par le rendre solidaire à un tube de colle (image 13), que l'on fixera lui à l'intérieur du cube. !! ATTENTION : IL NE FAUT PAS SE MÉPRENDRE, CE TUBE DE COLLE LÀ N'A QUE POUR RÔLE CELUI D'ÊTRE UN CYLINDRE RÉSISTANT À LA TRACTION QU'EXERCERONT LES ÉLASTIQUES. IL N'A RIEN À VOIR AVEC LE TUBE DE COLLE QUI PERMET LA ROTATION DE LA PLANCHE-ROUE. !!</note>

L'anneau en métal doit être assez grand pour admettre en son intérieur l'épaisseur de tous les élastiques et le diamètre du second tube de colle (solidaire au cube, celui qui est le point de pivot). Avoir attaché les élastiques sur un anneau en métal et non directement au tube nous évite bien des frottements !

Images 11, 12 et 13 : Anneau sur lequel sont accroché une extrémité de tous les élastiques, position d'équilibre lorsque l'on n'impose pas un point d'attache désaxé par rapport au centre de la planche-roue, et assemblage point de pivot + roue, sans que celui-ci ne soit encore fixé à l'intérieur de l'enceinte

<note>Avec ce montage, la planche-roue peut supporter au moins 30 élastiques (15 de chaque côté, 5 par clou). Il faudra alors voir si la force de traction appliqué sur le point de pivot (anneau+tube de colle) n'est pas trop élevée et ne décroche pas le point de pivot de la paroi de l'enceinte sur laquelle il est fixé. L'image 14 permet d'observer l'action du point de pivot vue depuis l'extérieur de l'enceinte (nous voyons un élastique tendu), et l'image 15 permet d'observer l'action du point de pivot depuis l'intérieur de l'enceinte (élastique opposé détendu) ainsi que la manière dont il a été attaché (du ruban adhésif sur la paroi).</note>

Images 14 et 15 : point de pivot vu depuis l'extérieur, point de pivot vu depuis l'intérieur

Prototype fini, schéma et fonctionnement

Ajouter image vue du proto avec enceinte + roue + élastiques sur le point de pivot (où l'enceinte et la roue doivent apparaître entièrement dans le cadre), puis au moins une photo prise “de face” (côté porte, perpendiculaire à la roue) et au moins une de “profil” (aligné avec la roue ⇒ prendre en photo la face ayant une fente, avec l'installation roue + élastique + point de pivot) Éventuellement une vidéo de fonctionnement avec l'enceinte fermée ? Avec un schéma, on aura fini cette partie, manquera plus que la partie “expériences” à réorganiser (heeelp j'ai besoin des résultats pour faire quelque chose) et on en aura fini avec le wiki.

Vidéo 1 : rotation de la roue d'un peu plus d'un demi-tour pour montrer la manière dont fonctionne le point de pivot. L'enceinte a été retirée, ne reste que la paroi où est accroché le point de pivot, pour une meilleure visibilité du mécanisme
wiki/projet/l3phys1920/lu3py024g4/proto.1588711555.txt.gz · Dernière modification: 2020/05/05 20:45 de t.da_costa