Exercice : Approche fonctionnelle de l'hydrogénérateur du pommeau
Dans la poignée du pommeau est insérée une tubulure dans laquelle circule le flux d'eau. Dans cette tubulure se trouve un composant-clé du produit, à savoir un hydrogénérateur. Ce composant permet à la fois de mesurer le débit de l'eau et de fournir l'énergie électrique au pommeau de façon à le rendre autonome.
Question
Q7 \ Compléter le schéma fonctionnel ci-dessous (cocher les bonnes cases) :
| Système de douche intelligent Hydra Aloé | Hydrogénérateur |
Question
Q8 \ Rechercher dans le dossier technique le nombre de paires de pôles du micro-générateur (d'après l'animation) et calculer sa fréquence de rotation en tr·min-1 si le signal électrique a une fréquence de 50Hz .
| Hydrogénérateur |
Question
Q9 \ Indiquer le nombre de tours effectués par la turbine-génératrice du pommeau « Aloé » pour un écoulement d’un litre. Puis, calculer le nombre de tours pour 30 litres.
La micro-turbine est mise en mouvement de rotation par l’écoulement de l’eau sous pression à travers le pommeau. La génératrice synchrone convertit l’énergie mécanique transmise par la micro-turbine en énergie électrique.
Vous disposez du système didactisé du pommeau Hydrao permettant notamment de relever différentes grandeurs électriques caractéristiques de la chaine de puissance.
Connecter l'oscilloscope à la borne « U turbine ».
Vous disposez du système didactisé du pommeau Hydrao permettant notamment de relever différentes grandeurs électriques caractéristiques de la chaine de puissance.
2. Mettre en œuvre le système didactisé en démarrant la pompe de circulation d’eau. La vanne d’arrivée d’eau est en position ouverte pour obtenir un débit maximal.
3. Régler l’affichage de l’oscilloscope pour observer 3 périodes du signal.
Question
Q10 \ Relever à l'oscilloscope l’allure de la tension produite par le générateur synchrone pour deux débits.
Ne pas oublier de préciser le calibre de la tension et la valeur de la base de temps.
Réduire le débit d’eau à environ au tiers du débit précédent en modifiant la position de la vanne puis compléter la seconde ligne du tableau de mesures.
Question
Q11 \ Indiquer la forme du signal de sortie de l'hydrogénérateur et la grandeur de ce signal directement liée au débit hydraulique.
| Hydrogénérateur |
Question
Q12 \ À partir de vos deux oscillogrammes, compléter le tableau suivant.
Débit d’eau | Type de tension (AC ou DC) | Tension max (V) | Tension efficace (V) | Fréquence (Hz) |
|---|---|---|---|---|
Maximal | ||||
Réduit |
AC : tension alternative DC : tension continue
Les principaux composants électroniques du pommeau nécessitant d’être alimentés sont : les LEDs RGB et le processeur BluetoothLE.
Question
Q13 \ À partir de la documentation technique de ces composants, donner pour chacun les caractéristiques de la tension d’alimentation permettant d’assurer leur fonctionnement en complétant le tableau suivant :
| Caractéristiques des LEDs | Caractéristiques du Processeur Bluetooth LE BLENRG-MS | Microcontrôleur STM32 |
Composants électroniques | Type de tension (AC ou DC) | Tension d’alimentation (V) |
|---|---|---|
LED RGB | ||
Processeur Bluetooth LE BLENRG-MG | ||
Microcontrôleur STM32 |
Question
Q14 \ Indiquer en justifiant, si la tension délivrée par la génératrice est compatible avec les besoins des différents composants présents dans le pommeau de douche.
Question
Q15 \ Donner le nom et la fonction du convertisseur à utiliser pour adapter la tension de sortie de l’hydrogénérateur aux récepteurs à alimenter.