TIPE sur les vibreurs de téléphones portables

[albanvanrijsewijk]

Bonjour à tous et à toutes,
Je me présente, Alban 20ans, étudiant en prépa PSI. Je travail actuellement (en binôme) sur mon TIPE qui porte sur l'étude des vibreurs de téléphone et plus particulièrement sur l'étude d'un ou de 2 vibreurs particuliers (par exemple celui de l'iphone4/5 en comparaison avec celui de l'iphone 6).

La ou nous en sommes :
Nous pensons avoir compris le principe général des vibreurs qui fonctionnent avec une masselotte déséquilibrée sur l'axe de rotation d'un moteur électrique. Le principe général a l'air simple (ce qui est parfait pour un TIPE). Cependant, et c'est la que vient l'intérêt du sujet, les choses se corsent lorsqu'on les resitue dans leur contexte. Voilà les pistes de problématiques que l'ont souhaite abordées :
- A quelle fréquence doit-on faire vibrer pour le ressentir dans la poche ?
- Quelle est le compromis à trouver avec la consommation électrique ?
- la position du vibreur dans le téléphone influe-t-elle sur son efficacité ?

Ce que je viens vous demander :
On a maintenant passer un peu de temps sur internet pour dégager les questionnements précédent et on trouve que la documentation sur les vibreurs n'est pas abondante. La raison est surement que ce sont des objets commercialisés ou obsolètes pour la plupart des modèles que l'on a pu trouver sur internet.
Auriez-vous des idées de pistes de recherche, de liens a feuilleter, ou même des communautés ou poser des questions si jamais je n'étais pas au bon endroit ?


J'espère ne pas avoir été trop vague sur mon but en venant ici. N'hésitez pas à me demander plus de détails ou de précisons.

Merci par avance de vos retours éventuels et sachez que nous sommes motivés et sérieux.

PS: on possède un iPhone 5C à démonter avec un vibreur fonctionnel. Peut-être que l'étude se fera sur ce modèle
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[Gwinver]

Bonsoir, et tous mes encouragements pour votre TIPE.
Pour ce genre de question et/ou de composants, il se trouve que la documentation est plus facilement récupérable chez les fabricants de composants.
Par exemple, voici le site d'un fabricant : https://www.precisionmicrodrives.com/vibration-motors (le premier issu de ma recherche) qui a une gamme assez complète et une petite vidéo instructive.
En particulier, vous pouvez voir que pour les moteurs, il y a plusieurs formes possibles, depuis le modèle classique jusqu'à un modèle à plat (pancake).
Il existe aussi des modèles dits résonants avec la masse attachée à un ressort. Je suppose qu'un électroaimant met la masse en mouvement.
J'ai fait une recherche assez rapide. mais, vous pourriez aisément la compléter ( probablement majoritairement en anglais) en utilisant les mots clefs des notes techniques. Vous devriez aussi assez facilement trouver des notes d'application.

Bonne chance.

[albanvanrijsewijk]

Merci beaucoup pour votre aide.

J'entame les recherches, je reviendrais vers la communauté en cas de problème.
On a aussi peut-être trouvé un contact chez les réparateurs de la fnac qui pourra surement nous aiguiller.

Bon week end a vous.

[albanvanrijsewijk]

Bonsoir à tous,

Je reviens vers la communauté comme prévu car nous avons quelques petit problèmes. D'abord, la réponse de Gwinver en septembre nous as été vraiment très utile et le site en question precisionmicrodrives s'est avéré très instructif et très complet. On a même pu communiquer par mail avec un ingénieur anglais. Seulement maintenant qu'on a fait un peu le tour du sujet (façon de parler), on est confronté à pas mal de problèmes et je viens vers vous pour deux questions/requête :

- On aimerait bien trouver un contact français qui pourrait nous aider, auriez-vous des idées de où chercher une telle personne ? J'ai regarder et je crois qu'en France, il n'y a pas de fabricants de vibreurs de téléphone.

- Plus en rapport avec la science : Notre modèle du téléphone et des vibrations consiste à dire qu'il a vibration du téléphone uniquement lorsqu'il se décolle de la table (on étudie un cas simple ou le téléphone est posé sur une table). Cependant, c'est un modèle qui ne fonctionne pas puisque nos constatations suggèrent que le téléphone ne décolle absolument pas. Auriez-vous une idée de comment modéliser un tel phénomène ?

Je précise que notre étude porte sur les vibeurs de téléphone et qu'il en existe 2 types (masse excentrée et électroaimant) et que nous sommes 2, chacun est chargé d'en étudié un en détail. J'avoue que nous sommes un peu dans le flou en ce moment et que j'ai du mal a être clair sur ce que nous souhaitons en venant ici mais je tente quand même ma chance étant donné que la première réponse avait été très bénéfique. N'hésitez pas à demander des précisions, je répondrais le plus vite possible.

Merci pour vos retours éventuels.

[A voir en vidéo sur Futura]

[Gwinver]

Bonsoir,
pour la deuxième partie, il faut se méfier de ses sens. Il s'agit de vibrations à une fréquence assez élevée et qui ne sont pas forcément bien perceptible par l’œil humain. Cela dépend aussi du modèle de téléphone, j'en ai vu certains qui avançaient sous l'effet des vibrations.
Avez-vous pu évaluer la vitesse de rotation des vibreurs?
Sur l'un des data sheet du fabricant (Model 103-100), il est indiqué 27000 tours par minute, ce qui fait tout de même 450 Hz, à ces fréquences, l'oeil ne suit plus.
Au minimum, une vibration mécanique peut simplement être couplée à un support par variations du poids sur le support.

Vous pouvez faire quelques expériences, comme par exemple poser le téléphone sur un plan légèrement incliné et le faire vibrer. S'il descend le long du plan, c'est qu'à un moment donné son appui sur le plan est inférieur à la force de friction l'empêchant de glisser lorsqu'il est au repos.
Vous pouvez aussi juger de la perception des vibrations en fonction du support, table en bois, ou un tissu plus ou moins épais, voire sur une caisse résonante comme une guitare.

Faire des expériences permet de mieux appréhender la modélisation.

[albanvanrijsewijk]

D'accord, on va se lancer dès cette semaine.
On a en effet évaluer la vitesse de rotation, en ordre de grandeur, on a trouvé du 15000 tour minute. C'est ce qui avait laissé penser le model viable.

Merci encore pour ce genre de réponse tellement précieuse.

[albanvanrijsewijk]

Bonjour à tous,

on a désormais bien avancé sur le projet, construit un plan autour de la démarche industrielle qui permet de choisir un vibreur de téléphone. On a réussi à avoir un contact dans le milieu qui nous as renseigné sur les critères de choix d'un vibreur.
Il nous a notamment confirmé que la consommation du vibreur était un critère important (pour quasiment toutes les gammes de téléphone). On a alors décidé de reprendre notre calcul. Je viens ici pour vous demander de jeter un oeil au calcul car visiblement on se trompe sur les ordres de grandeurs. Alors voilà ce qu'on à fait :
- estimer le coût d'une vibration (en puissance)
- estimer le nombre de vibrations pendant une décharge complète de la batterie
- estimer l'énergie fournie par la batterie pendant une décharge complète
- évaluer le rapport énergie consommée/énergie disponible

Le calcul en détails :

Coût d’une vibration :
0.15*1 = 0.15 J
Nombre de vibration sur une utilisation (temps de décharge d’une batterie) :
Nombre de vibrations pendant
Un appel : 11
Un message : 2
Jeux : 15
Estimation du nombre d’appels et messages pendant une décharge :
Appels : 20
Notifications (sms, appli…): 200
Energie consommée au total sur une décharge :
(20*11 + 200*2 + 15) * 0.15 = 95.25 J
Puissance délivrée par une batterie (lu sur une batterie démontée d'un de nos téléphones) :
7.7Wh soit 7.7*3600=27720 J

On trouve donc une consommation de l'ordre de 0,3 pourcent de la puissance maximum.

De plus, on lit sur le web que le vibreur a une place importante dans la consommation.
A noter que la notion de puissance et d'énergie n'est pas quelque chose de facile pour nous, c'est surement la source de notre erreur.

Merci encore du temps que vous nous accorderez.

[Gwinver]

Bonsoir.
Félicitations, vous avez bien avancé.
Je ne vois pas d'erreur dans le calcul.
On pourrait chipoter sur la petite confusion entre énergie (Wh et J) et puissance (watts) dans votre explication.

Il y a probablement un facteur correctif à apporter à la consommation car:

le vibreur est alimenté par un système dont le rendement est à prendre en compte.

il peut y avoir une surconsommation au démarrage du vibreur, car alors le moteur représente une faible résistance, et cet effet disparaît progressivement lorsque le moteur atteint son régime permanent (c'est la fcem). Durant cette phase, le rendement de l'alimentation est moins bon

Il pourrait donc être utile de comprendre ce que recouvre le 0.15 j, est-ce la consommation du vibreur seul, où est-ce que cela englobe aussi l'alimentation?
A bientôt.

[albanvanrijsewijk]

2 éléments intéressants que l'on va prendre en compte! On n'y avait pas du tout penser.
Le 0,15j représente effectivement la consommation du vibreur seul, on l'a vérifiée expérimentalement.
Merci et à bientôt

[Gwinver]

Bonsoir.
Merci pour la précision.
Comment avez-vous mesuré la consommation du vibreur?
La réponse aux questions de rendement est peut-être dans vos mesures ou votre dispositif de mesure.
Il faut aussi considérer que vous avez fait une mesure. Faire un bilan d'alimentation nécessite d'incorporer les variations statistiques de composant à composant et de lot à lot.

[crocs]

le 0,15j correspond à la mesure que le fabricant fournie. On l'a vérifiée expérimentalement en alimentant le vibreur en fonctionnement nominal et en plaçant un ampèremètre entre le générateur et le vibreur (le fabricant fournie une valeur de 0,14W en fonctionnement nominal). Je pense que la remarque sur le rendement du dispositif d'alimentation placé à l'intérieur du téléphone est la plus appropriée au problème.