INTRODUCTION :

Schéma de l'expérience

LA TABLE TRAÇANTE :

LE POTENTIOMETRE :

Symbole électronique du potentiomètre

LA CARTE D ACQUISITION USB:

Photo de la table traçante

Photo de la carte d’acquisition

        Une fois la théorie bien maîtrisée, nous avons tous les éléments pour passer à la pratique. L’objectif final étant de faire osciller un pendule inversé autour de sa position d’équilibre instable et de le garder ainsi en équilibre forcé. Pour se faire, nous allons utiliser une table traçante comme support de l’expérience, un potentiomètre pour mesurer l’angle que fait le pendule avec la verticale, une carte d’acquisition USB pour traiter les données.

        Une table traçante sert à tracer des courbes en fonction de la tension que l'on lui applique. Ce qui signifie qu'en fonction de la tension appliquée nous pouvons faire changer la position du "stylo".

C'est donc pour cela que notre choix s'est porté sur ce type d'appareil en asservissement de la position. Cela est intéressant de voir ce que l'on peut faire avec du matériel non prévu à cet usage. Nos équations relient l'angle
à la position du chariot, nous avons donc besoin de mettre en place un système permettant de mesurer
à n'importe quel moment : notre choix s’est porté sur un potentiomètre.
 
        Nous commençons cette section en décrivant de façon simple ce qu'est un potentiomètre : c'est une résistance à trois bornes, dont une est reliée à un curseur se déplaçant sur une piste résistante terminée par les deux autres bornes. Nous avons utilisé un potentiomètre un tour, d'impédance
, auquel nous avons fixé la base du pendule au niveau de la liaison pivot. Le potentiomètre est alimenté en courant continu par un générateur. Le potentiomètre est une résistance variable : en fonction de la position de la borne "centrale" son impédance change.
Nous pouvons alors simplement écrire à partir de V = RI avec V la tension délivrée par le potentiomètre, R sa résistance en fonction de sa position et I l'intensité traversant ce dernier, que V est une fonction de telle que : V = A*
. Ce qui nous permet de connaître la position du pendule en fonction de la tension délivrée par le potentiomètre :   
. La tension est envoyée à la carte d'acquisition qui traite alors les données.
 

        Nous avons maintenant tout ce qu'il nous faut pour connaître chaque paramètre de notre manipulation. Il ne nous reste plus qu'à la piloter.

Pour cela nous avons utilisé une carte d'acquisition : en entrée elle mesurera la tension délivrée par le potentiomètre, les données sont alors récupérées sur ordinateur puis traitées avec un code en Objectif C pour enfin délivrer en sortie la tension correspondant à la valeur demesurée.

C'est une carte velleman modèle VM110 qui possède une interface pré-programmée  et modifiable assez facilement.

Pour plus de détails sur la carte vous pouvez consulter la notice en cliquant ici.

Nous sommes parvenus à stabiliser le pendule inversé autour de son ancien équilibre instable. Mais il existe d’autres méthodes pour y arriver.  

Nous allons maintenant présenter une de ces méthodes qui consiste à stabiliser un pendule inversé sans asservissement.