Conception préliminaire d’un système microtechnique

Présentation de l’environnement de l’objet à étudier

Les moteurs tubulaires SOMFY se présentent de la manière suivante : un moteur électrique entraîne, par l’intermédiaire d’un réducteur à train épicycloïdal, l’ensemble tube d’enroulement dans lequel il est monté et sur lequel s’enroule le store ou la toile. L’arrêt en position haute et basse peut, bien entendu, être obtenu manuellement. Il peut également être obtenu automatiquement, en fonction d’un préréglage effectué par le système de fin de course et de l’état d’un capteur vent et soleil. On se limitera dans ce sujet à l’étude du système fin de course.

Analyse fonctionnelle du système de fin de course

Diagramme des interacteurs

FP1 : Commander la rotation du tube.
FP2 : Mémoriser une (des) position(s) haute et basse du store.
FP3 : Actionner manuellement le tube enrouleur en cas de problème (commande de secours).
FC1 : Se loger dans le tube de l’actionneur.
FC2 : Se fixer sur le bandeau mural.
FC3 : Etre alimenté en énergie.

Moteur d’entraînement du store

Les moteurs utilisés dans la gamme sont des moteurs asynchrones monophasés. Les moteurs utilisés dans les actionneurs SOMFY sont des moteurs à double bobinage. Ce double bobinage permet de faire tourner le moteur soit dans un sens soit dans l’autre selon le bobinage que l’on alimente. Il est constitué de deux bobines formant un stator fixe permettant de créer un champ tournant entraînant un rotor métallique. Il est donc nécessaire de provoquer un déphasage des tensions entre les bobines pour créer un champ magnétique différent et tournant au rythme de la période de la tension secteur. Un condensateur est utilisé pour cela, qui se trouve placé entre les deux fils d’entrées des bobines du moteur. Ces deux bobines sont raccordées ensemble à la sortie, pour permettre le retour du courant au neutre. Pour tourner dans un sens ou dans l’autre, le moteur doit être alimenté sur une seule bobine à partir de la fermeture d’un des deux contacts. La bobine alimentée directement génère un champ en phase avec le secteur, l’autre bobine est alimentée via le condensateur qui se trouve en série avec elle et générant un déphasage de la tension par rapport au courant. Les moteurs SOMFY sont très faiblement inductifs, les bobines n’ont donc que peu d’effet sur le déphasage U – I.

Etude d’un système de fin de course mécanique

Fin de course mécanique de type vis-écrou
Le système mécanique est composé de 2 pignons baladeurs, répartis de part et d’autre du pignon d’entrée double.
Ces pignons appuyant chacun sur un capteur de fin de course Haut ou Bas.
Pour des raisons de simplification, seul un des 2 systèmes pignon baladeur, capteur a été représenté et sera étudié.
 Fonctionnement
La rotation de la bague d’acquisition (1) liée au tube entraîne un train d’engrenages.
La sortie de ce train entraîne un pignon baladeur (4) monté sur une vis (3). La vis étant fixe au cours du fonctionnement, il en résulte une rotation et une translation simultanée du pignon baladeur
En fin de course, le pignon baladeur (4) déclenche le capteur de fin de course.
Problématique technique : Déterminer les caractéristiques de la vis pour stopper le tube d’enroulement avec la précision requise.

Détermination du nombre de tours nécessaires à l’enroulement du store
 Données (Voir DT2 – Analyse fonctionnelle)
Hypothèses : Dans une première approche, et pour cette question seulement, on ne tiendra pas compte de l’épaisseur de la toile.
Sur feuille de copie :
[Q1] Calculer le nombre de tours que devra faire le tube pour enrouler la totalité de la toile.

Précision de la détection
On veut arrêter la toile du store avec une précision de  2,5 mm sur la distance (DT2).
La détection de la position est réalisée en détectant la position angulaire du tambour d’enroulement.