La simulation et R&D (Recherche et Développement) c'est quoi?

Dernière mise à jour le 16/11/2013

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R&D (Recherche et Developpement)

La simulation qu’est ce que c’est ?

La simulation permet d’effectuer des montages électroniques ou même électrique suivant le ou les logiciels utilisés et d’amener à biens ses projets.

La simulation est un outil informatique très puissant qui ce développe  de plus en plus puis facilite les montages. Il est vrai que je gagne un temps fou et cela m’évite de démonter et remonter à chaque fois voir même de souder et desouder mes composants à chaque fois.

La simulation est t’elle fiable à 100% ?

je ne dirais pas 100% et même je ne m’avancerais pas à mettre un pourcentage d’erreur car il y’a différentes façon de voir les choses et c’est ce que nous allons voir dans ce présent article.

Dans la R&D (Recherche et développement) un ingénieur doit être capable d’interpréter les informations données par le logiciel de simulation (Courbes, tensions, etc…) et il doit être dans l’obligation d’expliquer le « pourquoi du comment ! ».

Un logiciel de simulation exécute ce qu’on lui demande de faire, par exemple  il est possible de simuler  une petite led de 2,2V qui consomme un courant de 10mA alimenté sous une tension alternative (secteur EDF), oui ça fonctionne en simulation mais en réel ? (hum !! A NE PAS REPRODUIRE !) .

L’inconvénient de la simulation, c’est qu’elle fait ce qu’on lui demande de faire mais en aucun cas le risque de destruction de matériels est épargné. Certain logiciel donnent des messages d’erreurs et nous dis  par exemple (erreur du montage, ou montage incorrecte) vous avez de la chance !!! et certain ne donne aucun message (dommage pour vous).

Le travail de l’ingénieur va donc être d’interpréter les résultats donnés par le logiciel de simulation et donnés des explications mathématiques ce qui en résulte qu’il faut être aussi à l’aise dans la manipulation des formules mathématiques. Il va de sois que je vous montrerais qu’un petit aperçu de ce qu’est la R&D dans l’électronique et de vous montrer  différents cas simple voir complexe.

Je parle de R&D, car c’est avec des logiciels comme vous avez pus le constater que je recherche et développe  mes circuit électronique et électrotechnique (logiciel non communiqué sur ce site).

Mais est ce que ça marche mon montage ?

Vous vous posez la question si votre montage va fonctionner, essayer le avec votre logiciel mais est ce qu’il fonctionnera en réalisée ? hum….

Je ne détaillerais pas toute la partie technique dont le module de simulation est basé sur le moteur Spice. 

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Exemple 1)

(Led /resistance / alimentation de 9Vdc)

On alimente une petite  led de 2,2V sous un courant de 10mA. Est-ce que ça marche d’après vous ?

  • 1er chose, vous allez avant de faire le montage, réaliser le calcul de l’ensemble soit :

On utilise une led qui consomme un courant de 10mA et alimenter sous une tension de 2,2V

La tension délivrée par l’alimentation est de 9V bon ? Et maintenant ?

Ualim=Ur+Uled =R*I led+Uled.

Le but est d’avoir une tension de 2,2V et un courant de 10mA aux bornes de notre led

R=(Ualim-Uled)/0.010=(9-2,2)/0.010=680 Ohms.

Est-ce que une résistance de 680 Ohms existe sur le marché ? la réponse est OUI !!! 

  • 2ème choses : Vous avez calculer la valeur de vos composants en l’occurrence ici la résistance passons à la simulation:

simulation-2.png

Apparement la théories est proche de la simulation ...... 

  • 3ème choses : Est vous certain que la simulation est juste :

La puissance dissipée par la résistance est t’elle bonne ? Tien une chose que nous n’avons pas pensé

P=R*I²=680*0,010*0,010=0,068 OK (une ¼ ou ½ W sera un choix judicieux)  

  • 4ème choses : Si vous êtes sûr de votre coup, il faut passer à la pratique et réaliser le montage à vous de jouer.

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 Exemple 2)

Gradateur charge résistive

Un thyristor monté tête bêche style gradateur, Le but est de déterminer la forme du courant en sortie de celui-ci. Vous allez me dire facile I=U/R bravo, mais si je vous demande la forme et de me la démontrer avant de s’engager au montage du prototype. Il faut avant tout comme l’exemple de la led et de son alimentation passer par la phase calcul qui va nous permettre de déterminer la forme du courant. D’ailleurs avec une forme de courant  on peut étudier beaucoup de choses ;-)

Aperçu du fonctionnement par graphe

gradateur-courbe-1.png

Si vous cliquer sur l'image ci-dessus vous l'avez en gros plan regarder les valeurs entourés en rouge à gauche le temps en (ms) et à droite le courant (en A), je me suis amusé à décomposé tous le signal pour encore une fois démontrer que la théorie et la pratique sont exact.

Pour les matheux je vous laisse lire le PDF

Charge résistive page 1 à 2 Charge résistive page 1 à 2  

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Exemple 3)

gradateur-charge-rl-1.png 

Aperçu du fonctionnement par graphe

Gradateur courbe charge RL

Un autre exemple sur un gradateur qui "pilote" une charge RL je laisse la note de calculs.

Gradateur sur charge RL Gradateur sur charge RL

Pour les personnes qui ont peut être pas la motivations d'écrire toute la formule sur leur calculette, ou  pour les personnes qui peuvent douter des résultats, voiçi une photo réalisé sur ma propre calculatrice encore une fois les résultats entre la théorie et la simulation sont remarquables.

calculatrice-valeurs.jpg

Pour un temp t=0,011ms nous avons un courant de 0,349A, (vous pouver remarquer le début de la formule haut de l'écran de de ma calculatrice). Vous pouver comparer cette valeur avec le graph ci-dessus pour une charge RL.

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Conclusions

  • Cela permet de répondre à des demandes particulières.
  • Aujourd’hui  les logiciels de simulation donnent des résultats remarquables.
  • Une autre remarque primordiale, c’est qu’il faut toujours justifier les résultats obtenus  pour ne pas « tomber dans le doute ».

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Historiques

16/11/2013

- Ajout "Gradateur courbe RL" 

- t=0,011 sec et non 0,010 sec

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