Correction sujet machine à pain
2 CHOIX DU MOTEUR ET DE SA TRANSMISSION DE PUISSANCE
2.1 ANALYSE FONCTIONNELLE PRELIMINAIRE
Question N°1 :
• Mélangeage et pétrissage
• Composants de transmission par lesquels transite la puissance fournie par le moteur jusqu’aux
pétrins : poulie motrice 17, courroie motrice 42, poulie intermédiaire 31 et accouplement à
crabot pour le pétrin 51a, on rajoute la courroie intermédiaire 43, la poulie du second pétrin
41 et l’accouplement à crabot pour le pétrin 51b.
• Composant qui permet de gérer la commande du moteur : Microcontrôleur.

2.2 DÉTERMINATION DES GRANDEURS CONDUISANT AU CHOIX DU MOTEUR

2.2.1 Puissance à fournir pour pétrir la pâte
Question N°2 :
π π
• Ppetr 51a = Ppetr 51b = C petr 51a .ω51a / 0 = C petr 51a . . N 51a / 0 A.N. : Ppetr 51a = 1,15. .150 = 18 W
30 30
• Ppetrtot = Ppetr 51a + Ppetr 51b = 2 × 18 = 36 W
Ppetrtot 36
• Pmecamot = = = 36,73 W
η pc 0,98

Question N°3 :
• Les moteurs retenus sont : YYH40A-2B et YYH-40A2 car ils peuvent fournir 40W (YYH-60A-
4B peut également convenir mais il est surdimensionné).
• Les vitesses de synchronisation de ces moteurs (respectivement de 2700 tr/min et 1500 tr/min)
sont bien supérieures à N51/0 (150 tr/min). Il n’est donc pas possible de solidariser directement
le pétrin à l’arbre moteur. Le constructeur a utilisé un réducteur à poulies et courroies
crantées.
• Voir DR1.

2.2.2 Choix de la transmission et du moteur
Question N°4 :
• Moteur YYH-40A-2B : r = N 51/ 0 AN : r = 150 = 0,056
N16 / 0 2700

• Moteur YYH-40A2 : N 51/ 0 AN : 150
r= r= = 0,1
N16 / 0 1500

Question N°5 :

• Z 17 = 15 dents
Z17
• Z poulrecep = et d = Z . p
r π
15 268
o A.N. : Moteur YYH-40A-2B : Z poulrecep = = 268 dents et d= × 3 = 256 mm
0,056 π
15 150
o A.N. : Moteur YYH-40A2 : Z poulrecep =
= 150 dents et d= × 3 = 144,3 mm
0,1 π
• Le diamètre primitif est un critère d’encombrement.
Conclusion :
Pour limiter l’encombrement, le moteur retenu est YYH-40A2 (diamètre primitif le plus petit).



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 2.2.3 Détermination de la largeur de la courroie
Question N°6 :
Ppetrtot 2 × C petr 51a × ω51a / 0 2.C petr 51a × r 2.C petr 51a × r 2 × 1,15 × 0,1
η pc = = = ⇒ C mot = = = 0,235 N .m
Pmecamot Cmot × ω17 / 0 C mot η pc 0,98

Question N°7 :
G
G d poulie T × p × Z poulie G C ×π × 2 1,15 × π × 2
• C petr 51a = T × = ⇒ T = petr 51a = = 35,94 N ≈ 36 N
2 π ×2 p × Z poulie 0,003 × 67

• Le brin tendu de la courroie est soumis à de la traction.
F F F 36
• ≤ Rpe = ≤ Rpe ⇒ l ≥ = = 5,71 mm
S e×l Rpe × e 4,2 × 1,5
• Choix : Largeur de courroie = 7 mm sinon elle risque de casser.

3 PILOTAGE DU MOTEUR
3.1 COMMUTATION PERMETTANT DE PILOTER LE MOTEUR

Question N°8 :
• Voir DR1
• Un relais bipolaire est indispensable car il faut pouvoir commuter complètement l’enroulement
auxiliaire et C1.

3.2 RÉGIMES DU MOTEUR : MODE A, MODE B

3.2.1 Phase du cycle de panification et régime moteur
Question N°9 :
• Mode A : Phase n° 3 pétrissage. Mode B : Phase n° 2 mélange et n° 4 malaxage.

3.2.2 Détermination des durées
Question N°10 :
• Voir DR2.

3.3 COMMANDE DE CHANGEMENT DE SENS (ASPECT LOGICIEL DE FT 231)
Question N°11 :
• Voir DR2.

3.4 CALCUL ET GESTION DES DUREES

3.4.1 Calcul de la durée Δt1, utilisation du compteur d’impulsions (Cil)
Question N°12 :
• Lorsque le contenu du compteur vaut 0, le bit FCil passe à 1 logique (1L), les valeurs prisent
par le compteur vont de 0 à FF, puis repasse à 0, et recommence indéfiniment donc compteur
modulo 256. la période d’apparition à 0L du bit FCil sera (FH/64)/256=61Hz donc
TFCil=16.38ms
• 2min=120s=7326*T 1s=61.05*T

Question N°13 :
• Voir DR2.
• On ne peut pas utiliser un µC uniquement au format de 8 bits car la valeur de
Y MODE A =7325 nécessite un format de 16 bits (ou au moins 13 bits).




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 4 CHAUFFAGE DE L’ENCEINTE DE CUISSON 2
4.1 ÉNERGIE CALORIFIQUE (FT32)
Question N°14 :
• Voir DR2.
• La fonction de transfert est à hystérésis, de façon à ce qu’arriver à la température de consigne
le système n’oscille pas entre « chauffe » et « ne chauffe pas »

5 MESURE DE LA TEMPERATURE
5.1 COMPOSANT PERMETTANT D’INFORMER LE SYSTEME SUR LA TEMPÉRATURE DE CUISSON
Question N°15 :
• La thermistance permet d’informer le système sur la température dans l’enceinte de cuisson
• La thermistance est positionnée contre l’enceinte de cuisson à un peu moins de la mi-hauteur
du moule et légèrement éloignée de la résistance chauffante. Le but est d’obtenir une image de
la température dans le four et non de la résistance chauffante.

5.2 IMAGE ANALOGIQUE DE LA TEMPÉRATURE
Question N°16 :
• Vx=(Rctn/(Rctn+Req))*Vcc
• Voir DR2.

5.3 IMAGE NUMÉRIQUE DE LA TEMPÉRATURE

5.3.1 Quantum pour la cuisson
Question N°17 :
• Nb de valeurs = 28 =256
• q = 5 / 255 = 19,6 mV. On pourra accepter 5/256 !
• Le plus petit écart à distinguer est de 89mV (voir DR2, 0,375- 0,286) et le CAN a un quantum
de 19.6mV donc un CAN 8 bits convient.

5.3.2 Valeurs de Vx
Question N°18 :
• XN=255*(Vx/5) et il faut arrondir à l’entier supérieur
• Voir DR2.

5.4 CONTRÔLE LOGICIEL DE LA TEMPÉRATURE DU PAIN
Question N°19 :
• Voir DR2.

6 AMÉLIORATION DU PRODUIT
6.1 AMELIORATION DE LA SOLUTION RETENUE POUR EVACUER LA CHALEUR AU NIVEAU DU
MOTEUR
Question N°20 :
• On mesure sur le dessin un rayon maximum de 60 mm (échelle 1 : 1) donc un diamètre limite
de 120 mm.
• On choisit l’hélice avec la référence Ø100-19° car la Ø115-19° a un encombrement trop limite
en tenant des tolérances appliquées (± 2 ou 3 mm !!!).
FAN 19° 22° 25° 28° 31°
A D
TYPE B C B C B C B C B C
Ø77 76 14 maxi 10 5.5 12 6.5 13.5 7 15 8 17 9 Référence :
Ø86 85 14 maxi 11 6 13 7 14.5 7.5 16 8.5 18 9.5
Ø100 98 14 maxi 12 6.5 14 7.5 15.5 8 17 9 19 10 FAN TYPE-Angle
Ø115 114 14 maxi 13 7 15 8 16.5 8.5 18 9.5 20.5 11.5
Ø125 122 14 maxi 14 7.5 16 8.5 17.5 9 20 10.5 22 12

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 • Voir DR3
• Voir DR3

Question N°21 :
Il faut rajouter des aérations (fentes) dans le socle et dans la coque
extérieure de la machine (en haut et en bas pour faire rentrer l’air frais et
ressortir l’air chaud).

6.2 STANDARDISATION DES COURROIES
Question N°22 :
Soit changer l’entraxe entre les poulies soit rajouter un galet tendeur.

7 RENTABILITE POUR L’UTILISATEUR
7.1 IDENTIFICATION DES COMPOSANTS QUI CONSOMMENT DE L’ENERGIE
Question N°23 :
• Voir DR3
• Voir DR3


7.2 ESTIMATION DE LA PUISSANCE CONSOMMÉE PAR LA FONCTION FT32 « TRANSFORMER
L’ÉNERGIE ÉLECTRIQUE EN ÉNERGIE THERMIQUE ».
Question N°24 :
• PRH = 230 x 230 / 77 x 1= 687 W


7.3 ESTIMATION DE LA PUISSANCE CONSOMMÉE PAR LA FONCTION FT2 « MÉLANGER ET
PÉTRIR LES INGRÉDIENTS »

7.3.1 Puissance électrique consommée par le moteur 16
Question N°25 :
• Pmotel = U.I.cos ϕ = 230 x 0,62 x 0,7 = 99,82 W


7.3.2 Rendement η
Question N°26 :
...