Peut-on transformer l'énergie mécanique d'une automobile en une énergie électrique afin d'illuminer un panneau de signalisation ?

Thèmes abordés

Énergie mécanique, énergie électrique, dalle énergétique, automobile, consommation énergétique, système bielle-manivelle, piézoélectricité, panneau de signalisation, DEL, LED

Résumé du document

Chaque année, un automobiliste parcourt en moyenne 14000 km, cette énergie d'une automobile que l'on considéra comme mécanique pourra être en grande partie réutilisable. Pour cela, nous installerons une dalle, dite "énergétique". Lorsque les voitures rouleront sur cette dalle, l'énergie mécanique fournie par la voiture sera transformée en énergie électrique. Cette énergie électrique sera ensuite transmise aux DEL qui éclaireront le panneau de signalisation.

Extraits

[...] Il peut s'avérer également que l'illumination de panneaux qui ne l'était pas auparavant peut réduire les risques d'accident. Diagramme des interacteurs : II. Solutions techniques A. Système bielle-manivelle Schéma cinématique de la solution : Le but de cette solution est de transformer un mouvement de translation en mouvement de rotation afin de faire tourner l'axe de rotation d'un alternateur pour récupérer l'énergie électrique créée. Un passage d'une roue sur la plaque permet sa descente puis sa montée, ce qui ne permet qu'une seule rotation de l'axe de l'alternateur. [...]

[...] Grâce à cette formule déterminée, nous avons pu tracer le graphique suivant. C. Amélioration du signal électrique Rappel de notre objectif : allumer une Diode électroluminescente Pour qu'une diode s'illumine, il faut que celle-ci soit dans le sens passant par rapport au courant. Ainsi lors d'un signal électrique alternatif une partie de du courant lui sera inutile. Cette alternance (positive puis négative) sera la cause de clignotement de la diode électroluminescente (non visible à l'œil nu) et donc la cause d'une luminosité moindre. [...]

[...] Peut-on transformer l'énergie mécanique d'une automobile en une énergie électrique afin d'illuminer un panneau de signalisation ? Problématique : Peut-on transformer l'énergie mécanique d'une automobile en une énergie électrique afin d'illuminer un panneau de signalisation ? Sommaire : I Cahier des charges Fonctionnement du système Objectifs Analyse fonctionnelle du besoin II) Solutions techniques Système bielle-manivelle La piézoélectricité Choix de la solution définitive III) Approfondissement de la solution Représentation de la maquette sur Solidworks Étude des ressorts Amélioration du signal électrique Étude de la résistivité de la plaque Amélioration de l'étanchéité du système Choix de la DEL Conclusion I. [...]

[...] On a ainsi créé un circuit électrique qui par réaction, va faire apparaître des charges de signes opposés sur les deux électrodes : c'est l'effet direct. Effet direct de la piézoélectricité : FORCE⇨COMPRESSION ⇨TENSION l'effet indirect : L'effet inverse consiste à une déformation d'un matériau piézo-électrique auquel on applique une tension électrique. L'application d'une tension engendre donc une déformation. Un potentiel électrique donne naissance à un effort mécanique. On convertit donc de l'énergie électrique en énergie mécanique. Effet inverse de la piézoélectricité : TENSION⇨DEFORMATION. Quels que soient les effets, la tension est toujours proportionnelle à l'effort de compression. [...]

[...] Objectifs Afin de répondre aux exigences du cahier des charges, le système doit répondre aux critères suivants : le système doit être protégé de l'eau la dalle doit pouvoir supporter une certaine masse (max 2 tonnes) l'enfoncement maximal de la dalle doit être de 4 cm (si celui-ci est plus important, la dalle pourrait faire office de ralentisseur) l'allumage du panneau doit être instantané C. Analyse du besoin Diagramme du besoin Voici une manière simple de lire ce diagramme ; il répond à trois questions : À qui le produit rend-il service ? Le produit rend service au conducteur. Sur quoi agit le produit ? Le produit agit sur le panneau de signalisation. Dans quel Dans le but d'améliorer la visibilité du panneau de signalisation et de réduire une consommation énergétique polluante. Pourquoi le besoin existe-t-il ? Le besoin existe pour des raisons écologiques et d'autonomie. [...]