2 Piézoélectrique

Le piézoélectrique va permettre la transformation d'un signal électrique en son. C'est lui qui est à l'origine
du son que produit la sirène. Pour cet élément nous n'avions pas de caractéristiques, ni sur les schémas
papiers, ni sur le composant en lui même sur la sirène réelle.

Figure 3 : Piezoélectrique sur la sirène réelle

Un modèle spice a été trouvé (cf https://forge.clermont-universite.fr/documents/1138), nous ne savions pas si
ce modèle correspondait à celui de notre sirène. Ce modèle était très précis mais ralentissait considérablement
le temps de simulation du fait de sa précision. Un modèle simplifié était donc nécessaire. De plus, le piézoélectrique
n'est pas l'élément qui consomme le plus de courant dans la sirène donc un modèle simplifié est le bienvenu.
Il a fallu définir si ce piézoélectrique se comportait comme un passe bas, un passe haut ou un passe bande.
Quand la sirène sonne nous pouvons entendre deux tons d'une puissance sonore de 93 dB. Ces deux tons sont caractérisés
par deux fréquences ( 440 Hz et 500 Hz) qui dépendent directement du signal rectangulaire à fréquences prédéfinies
par ces deux dernières. Pour caractériser le comportement du piézoélectrique nous avons procédé à 3 méthodes.
Dans les 3 cas, nous nous sommes basés sur un gain=20log(V/I) pour tracer le diagramme de bode.

1-Pince ampèremétrique

Pour caractériser le piézoélectrique, nous alimentions en tension et regardions le courant qui le
traversait. Pour plusieurs valeurs de tension nous avons pu caractériser le piézoélectrique en obtenant
un passe bande.

Diagramme de bode obtenue avec cette méthode et son modèle pour la caractérisation du piézoélectrique sur LTSpice

Ce résultat a été rejeté parce que la pince ampèremétrique utilisée a une bande passante à 50 Hz. Elle atténue
les amplitudes des fréquences en dehors de sa bande passante ce qui donne l'impression d'un passe bande.

2-Shunt


Shunt 0,0075 Ohm - 10 A

La pince ampèremétrique n'étant pas la meilleure approche, nous avons utilisé un shunt avec un résistance
très précise. Toujours en alimentant en tension nous avons pu déterminer avec précision le courant qui
passait dans le shunt. Avec cette méthode nous avons obtenu un passe haut.


Diagramme de bode obtenue avec cette méthode et son modèle pour la caractérisation du piézoélectrique sur LTSpice

Ce résultat a été rejeté parce que le shunt reçu ne correspondait pas au shunt commandé et la précision en Ohm
du shunt était très inférieure à celle attendue.

3-HAMEG LCR Bridge


HAMEG LCR Bridge
Cet outil, qui aurait dû être utilisé en première méthode, donne directement le diagramme de bode et nous
obtenons un passe bas.

Diagramme de bode obtenue avec cette méthode et son modèle pour la caractérisation du piézoélectrique sur LTSpice

Ce résultat est retenu, cependant notre modèle comporte une dérive à partir de 1 kHz.


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piezo.PNG

Bode_pince.PNG

bode_shunt.PNG

shunt.jpg

hameg.jpg

bode_hameg.PNG