Sciences de l'Ingénieur: Problème charges radiales

[inviteffd4f09f]

Bonjour ,
Je suis élève de Terminale S option Sciences de l'Ingénieur.
Nous préparons l'épreuve de PPE pour le bac et notre sujet concerne "l'indicateur de niveau de l'eau dans un puits". Nous devons confectionner un système capable d'indiquer le niveau de l'eau dans un puits , et cela à distance (afficheur à distance).

Pour cela nous avons pensé à un système de potentiomètre / poulie.
La poulie serait fixée au potentiomètre. Une corde serait enroulée autour de celle -ci, corde aux bouts desquels on attacherait un flotteur (qui flotterait à la surface de l'eau du puits) , et un contrepoids ( de manière à ce que la corde reste tendue).
L'eau du puits en variant ferait descendre/monter le flotteur et la corde entraînerait la poulie . Ce qui ferait donc varier le potentiomètre et la valeur de la résistance.

Mais nous rencontrons un problème suivant: Le potentiomètre serait-il capable de supporter la charge radiale exercée par la poulie?
Cette charge serait constituée pour l'essentiel du poids de ce qu'on y accrochera, ou encore de l'effort de traction exercée sur la corde? Ou doit-on également tenir compte du poids de la poulie?

Pour répondre à ce problème nous avions pensé à créer deux liaisons pivots espacées le plus possible l'une de l'autre de manière à créer deux forces qui se compensent et "équilibrer le système".
Est-ce ou non une solution envisageable
Que nous proposez vous?

Merci d'avance de votre aide.
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[invite6dffde4c]

Bonjour.
Non. Définitivement un potentiomètre n'est pas fait pour ça. Il faudrait que vous fixiez l'axe du potentiomètre sur l'axe de la poulie qui sera tenue par son support à elle.
Mais il faut que vous réfléchissiez a ce que un potentiomètre ordinaire de fait que ¾ de tour. Il faudrait une poulie énorme pour que toute la variation de profondeur ne fasse faire que ¾ de tour à la poulie.
Même si vous vous payez un potentiomètre 10 tours (ça existe), le diamètre de la poulie ne sera réduit que d'un facteur 10.

Avez-vous pense à un capteur de pression immergé?
Au revoir.

[inviteffd4f09f]

En fait nous avons déjà envisagé toutes les solutions possibles , à savoir capteur de pression , système de sonar etc et évalué le coût de ces solutions; mais notre professeur nous a imposé cette solution là et à ce stade nous ne savons plus trop comment la traiter...

[inviteffd4f09f]

Mais nous en avions parlé avec notre professeur et il est certain que même avec un 10 tours nous ne pourrions pas obtenir une précision suffisante , ni aller suffisament en profondeur dans le puits. C'est pour cela que notre gamme de mesure ce limite à plus ou moins 4 mètres.
On part donc de l'hypothèse que le puits n'ai jamais complétement vide , ni complétement plein. Et qu'avant d'installer le système , une mesure précise du niveau de l'eau serait effectuée avec un décamètre afin de pouvoir calibrer notre afficheur ( système d'ampèremètre à aiguille) .

[A voir en vidéo sur Futura]

[doul11]

bonjour,

c'est pas malin d'imposer le système qui est le plus mauvais

la solution est de démultiplier (beaucoup) la rotation de la poulie pour entraider le potentiomètre, ex : fins sans fin sur poulie et pignon sur le potar, bonne démultiplication et plus d'effort radial sur le potar.

[doul11]

erreur de frappe je voulais dire : vis sans fin

[inviteffd4f09f]

Daccord , en fait le système consisterai à passer par l'intérmédiaire de plusieurs poulies de plus en plus petites afin d'exercer un effort moindre sur le potentiomètre? (démultiplication)
Je ne comprends pas exactement le lien avec les vis sans fin et le pignion , pourriez vous eventuellement faire un bref schéma pour m'aider à comprendre un tout petit peu s'il vous plait?

[doul11]

un couple pignon/vis sans fin aura le même rapport de démultiplication que plusieurs couple petite poulie/grande poulie.

c'est plus simple a construire, moins d'énergie perdue dans les frottements des courroies.

animation vis sans fin: http://serge.bertorello.free.fr/mecano/aniroue.html

[Eurole]

.... Nous devons confectionner un système capable d'indiquer le niveau de l'eau dans un puits , et cela à distance (afficheur à distance).
...

Bonsoir à tous.
Une proposition simpliste.

Une courroie graduée relie

1. une poulie hors du puits avec fenêtre de lecture
2. une poulie lourde au fond du puits pour tendre la courroie
3. un flotteur actionnant la courroie suivant le niveau de l'eau

J'attends les réactions pour envoyer un dessin.

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[doul11]

Une courroie graduée relie

1. une poulie hors du puits avec fenêtre de lecture
2. une poulie lourde au fond du puits pour tendre la courroie
3. un flotteur actionnant la courroie suivant le niveau de l'eau

bonsoir, l'idée de départ est bonne, mais a mon avis il y trois problèmes :

1 : risque de blocage de la poulie du bas par la vase ou des débris
2 : effacement des graduation a force que la courroie trempe dans l'eau
3 : problème électronique pour lire le niveau et le transmettre a distance

[Eurole]

bonsoir, l'idée de départ est bonne, mais a mon avis il y trois problèmes :

1 : risque de blocage de la poulie du bas par la vase ou des débris
2 : effacement des graduation a force que la courroie trempe dans l'eau
3 : problème électronique pour lire le niveau et le transmettre a distance

Bonsoir doul11.
risque 1: on peut se contenter de la poulie supérieure seule, actionnée par deux contrepoids calculés.
risque 2 : disparaît également
risque 3 : pour un système électronique il y a plus élaboré en effet, du genre capteur de pression.

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[inviteffd4f09f]

Bonjour!
Merci à tous de m'avoir donné autant d'idées pour la conception de mon projet . Je pense que je vais opter pour une solution comportant une sorte de roue crantée avec des rails (comme pour les vélos) au bout duquel comme prévu j'installerai un flotteur et un contrepoids(mais comment les fixer à la chaîne?). A l'aide d'une liaison pivot j'installerai un pignion qui serait entraîner par la rotation de la roue , faisant donc tourner une vis sans fin . Pour finir à l'aide d'un accouplement ( je pense opter pour un cardan) la vis transmettrait le mouvement au potentiomètre. Pour éviter une démultiplication je pense essayer de me proccurer un pignion de diamètre assez grand.
Pensez vous que cela serait une bonne solution?
Et sur quel site , (quel fournisseur) pourrais je me procurer le prix et la référence de chacuns des composants ( à savoir pignion , chaîne... )? (sachant que j'aurais également besoin de roulements à billes et de cir clips ) ...

Merci d'avance !

[Eurole]

Rebonjour.
Nous ne connaissons pas la profondeur du puits ni les caractérisitiques du potentiomètre pour avoir une idée du rapport de couple.

Les chaines, pignons ... risquent d'alourdir la note si elle est limitée.

Il existe des pieds à coulisse qui pourraient jouer le rôle d'un potentiomètre linéaire, avec prise RS232, mais à quel prix ?
(une tige filetée constituerait l'axe de la poulie)

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[doul11]

bonjour

je ne pense pas qu'une chaîne soit une bonne idée dans une atmosphère humide ?

un petit schéma serai bien parce que j'ai pas compris l'histoire du rail, avec les informations que demande Eurole, sans ça on ne peut rien faire

[Eurole]

A demain.
Voici un schéma pour alimenter la discussion

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