Le premier semestre de 5^ème année en génie électrique par alternance est l’occasion pour les apprentis de se mesurer à un projet d’envergure d’une nature différente : le projet de recherche et d’innovation. Dans ce contexte, l’apprenti Corentin ROUFF s’est chargé de la conception d’un système de lévitation magnétique utilisant des capteurs à effet Hall sous la supervision de Mr Damien FLIELLER.

Ce projet fait suite à une réalisation d’Adrien BENVENUTI et Yliess GRUNDER pendant l’année 2016-2017 que vous pouvez explorer dans un autre article de ce blog via le lien suivant :

• projet de lévitation magnétique d’une masse métallique en génie électrique par alternance

Les ambitions et les critères de réussite de ce projet sont très similaires à ceux du projet de l’an dernier dont voici un court rappel :

Le système doit être capable de suspendre une boule de pétanque, d’environ 700 grammes, à une distance verticale minimale de 1 cm par rapport à l’électroaimant. Une légère oscillation horizontale de quelques millimètres doit être permise.

Toutefois, la différence majeure entre ces projets se situe sur la technologie de capteur utilisée pour mesurer la position de la boule et quels seraient le potentiel d’un tel capteur par rapport à celui utilisé l’an dernier, une barrière lumineuse entre une LED et un phototransistor.

Ici, un capteur à effet Hall doit être implémenté. Ce type de capteur permet d’obtenir une tension électrique proportionnel au champ magnétique traversant le composant.

La solution trouvée par l’étudiant consiste à placer un capteur de chaque côté de l’électroaimant comme l’illustre l’esquisse ci-dessous (les capteurs en bleus) et de soustraire les deux signaux.

Ce simple artifice permet d’obtenir une tension électrique qui rend compte uniquement de l’influence de la boule tout en annulant totalement l’influence de l’électroaimant.

Les essais réalisés avec cette topologie montrent que la présence de la boule peut être détectée à une distance d’environ 20 cm.

Cette information est ensuite transmise à un circuit de contrôle qui régule l’intensité électrique dans l’électroaimant afin d’ajuster continuellement le champ magnétique produit et ainsi permettre une stabilisation de l’objet suspendue.

Le support de l’an dernier, une ancienne armature de perceuse, a posé quelques soucis pour obtenir une mesure précise. Un nouveau support en bois (amagnétique), un tabouret revisité, a alors été utilisé pour héberger l’électroaimant.

Une maquette électronique a été réalisée et associée à un convertisseur de puissance pour réaliser cette suspension à une distance fixe d’environ 4,5 cm sous l’électroaimant. La courte vidéo qui suit illustre ce résultat.

Cette souplesse d’usage et la simplicité de la mesure nous permettent facilement d’imaginer d’autres fonctionnalités qui n’étaient alors pas réalisables avec un capteur lumineux.

Par exemple, nous pourrions envisager de faire varier périodiquement la distance de suspension souhaitée afin de créer un effet visuel bien plus attrayant.