Projet Electronique

Projet Electronique :
Circuit d’interface d’un gyromètre
Baptiste Ivaldi-Brunel
Yoann Le Fur
Bertrand Joly
Thomas Horel
Objectif du projet



Concevoir un circuit générant une tension analogique
proportionnelle à une vitesse de rotation.
La mise en forme du signal issu du gyromètre devra
permettre d’obtenir un signal d’amplitude 5V pour une
variation de +/- 2rad/s.
Pour pouvoir exploiter ce signal, il sera nécessaire de
rejeter les différentes sources de bruit en basse fréquence
(T°) et en hautes fréquences (parasites radio).
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Cahier des charges
Vitesse de
rotation
FS1
Circuit
d’interface du
gyromètre
FC2
Signal de
sortie
FC1
Bruit
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Fonction de service du circuit.
Fonction de service :
FS1 : Générer une tension analogique de sortie
proportionnelle à une vitesse de rotation d’entrée.

Solution technique à la fonction de service FS1 :
Utiliser un capteur gyromètre piézoélectrique.

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Fonctions de contraintes du circuit.
Fonctions de contrainte :
FC1 : Rejeter les différentes sources de bruit.
(en basse fréquences à cause des variations
de température et en hautes fréquences à
cause des parasites).

Solution technique à la fonction de contrainte FC1 :
Utiliser un filtre passe haut pour éliminer le bruit en basse
fréquence et un passe bas pour celui en haute fréquence.

Fonctions de contrainte :
FC2 : Obtenir un signal d’amplitude 5V en sortie pour une
variation de +/- 2rad.s-1.

Solution technique à la contrainte FC2 :
Utiliser un diviseur de tension pour obtenir les valeurs
souhaitées.

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Le gyromètre
C’est un capteur de vitesse angulaire
piézoélectrique qui emploie le phénomène
de la force de Coriolis, qui est produite
quand une vitesse angulaire de rotation est
appliquée au vibrateur.
Celui-ci délivre une tension de sortie avec
une amplitude proportionnelle à la vitesse
de rotation.
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Les filtres
Pour réduire l'effet de dérive de
la température en basse
fréquence (due à la variation
de température ambiante)
Pour supprimer la composante
de bruit parasite en haute
fréquence autour de 22-25kHz
(fréquence de résonance du
capteur)
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Calcul de dimensionnement
[(Vout*j*C1*R1*w+Vref)*(R2+Z)/ (1+j*C1*R1*w)-Vref*Z]*(1/R2) = V1
R1=100K, R2=10k, R3=90K, C1=4.7µF, C2=1800pF, C3=4.7µF
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Calcul de dimensionnement
On rajoute au circuit un
diviseur de tension afin de
respecter les contraintes
de dimensionnement
désirées.
V=V1*R5/(R5+R4)=V1/2
On à choisit de prendre R4 = R5 pour diviser
le signal précédent par deux.
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Respect des contraintes imposées
Selon les documents constructeur la vitesse
maximale du gyroscope est de +/- 300°/s soit 5.23
rad/s (5,23 = (300*2*pi)/360).
La tension maximum correspondant à cette valeur
de vitesse maximum est donc de 1.551V
(0.3*0.67+1.35 = 0.201+1.35=1.551).
On veut donc obtenir une variation de 5V pour +/–
2rad/s soit dans le cas maximum, pour une
variation de +/- 5.23 rad/s on aura une variation de
13.075V (13.075 = 5.23*5/2).
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Simulation sous DXP
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Simulation sous DXP
Simulation du signal
émis par le gyromètre
Résultats de la simulation
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Conclusion

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L’utilisation d’un capteur gyromètre piézoélectrique nous a
permis de générer une tension analogique, proportionnelle
à la vitesse de rotation, calibrée grâce à des filtres passe
haut et passe bas.
Ce système s’utilise en modélisme aéronautique (ex :
drone,….), ou, plus généralement, comme capteur de
vitesse et/ou d’accélération dans des systèmes
quelconques.
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Problèmes rencontrés

la simulation sous DXP n’a pas fonctionné ce qui a
engendré un retard notable sur le planning que nous nous
étions fixé.

le dimensionnement des composants.

la réalisation du montage réel.
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