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Capteurs, actionneurs et transmission

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  • Responsable de l'UE : Fabien Vérité (fabien.verite@sorbonne-universite.fr)
  • Code UE : UM4RBM12
  • Volumes horaires / étu : 18 h Cours, h TD, 40 h TP
  • Nombre de crédits de l'UE/EC : 6 ECTS
  • Parcours-type :
  • Semestre où l'enseignement est proposé : S1 S2 S3 S4
  • Langue d'enseignement : Français Anglais
  • Public concerné : Département SDI Autre (préciser) :
  • Localisation : Campus PMC Autre (préciser) :

Thématique

Ce cours offre une étude approfondie des solutions classiques de dispositifs mécatroniques. En commençant par les solutions de mesure classiques (déplacement, déformation, forces ...) et des techniques de mesure de l'humain (capteurs portés, capture de mouvement). Il couvre également les systèmes d’actionneurs, en particulier les actionneurs électriques, et leurs applications pratiques.

Mots-clés :

Prérequis

Afin de suivre cette UE, doivent être acquis précédemment :

  • Connaissances en électronique (CAN, Loi des mailes/Loi des nœuds, Pont diviseur de tension)
  • Bases de mécanique générale

Acquis d'apprentissage visés (AAV)

À l'issue de cette UE, les étudiantes ou étudiants seront capables de :

  1. Comprendre les Solutions de Mesure Classiques :
  2. Acquérir une connaissance approfondie des techniques de mesure pour le déplacement, les forces et la déformation.
  3. Appliquer les Techniques de Mesure Humaine :
  4. Apprendre les méthodes de mesure humaine, y compris les capteurs portables, et leurs applications.
  5. Utiliser les Systèmes de Capture de Mouvement :
  6. Explorer les systèmes de capture de mouvement avec et sans marqueurs et leur intégration avec Mediapipe.
  7. Implémenter des Systèmes d’Actionneurs Électriques :
  8. Comprendre en détail les actionneurs électriques et leur utilisation dans les circuits de contrôle de servomoteurs et de moteurs (MCC) avec et sans contrôleurs.
  9. Dimensionnement et choix d'actionneur en fonction de l'application
  10. Mettre en place et implémenter des boucles de rétroaction de bas niveau utilisant des actionneurs électriques des capteurs pour réaliser une tâche sensorimotrice de base.

Séquencement et modalités de l'enseignement (indicatif)

Semaine C/TD/TP Contenu Préparation AAV associé(s)
S1/S2/S3 C1 Introduction aux Solutions de Mesure Classiques (3x1 heures)
  • Présentation des techniques de mesure de déplacement, forces, et déformation
  • Importance et applications dans différents domaines
TP1-TP2-TP3 Mesures de Déplacement, Forces, et Déformation (3x3 heures)
  • Mise en pratique des techniques de mesure classiques de déplacement
  • Circuits électroniques (pont de wheastone, pont diviseur de tension, pull-up/down)
  • Expériences et analyses de données
S4-S5 C2-C3 Techniques de Mesure de l'humain (2x1 heures)
  • Capteurs portables pour détecter l'intention et le mouvement (IMU, capteurs de flexion … )
  • Applications et exemples concrets
S4-S5 TP4-TP5 Utilisation de Capteurs Portables pour la détection/mesure de mouvements (2x3h):
  • Installation et utilisation de capteurs portables (flexiforce, flexion, IMU)
S6 C4-C5 Cours : Systèmes de Capture de Mouvement (2x1h)
  • Principes de base de la capture de mouvement
  • Comparaison entre systèmes avec et sans marqueurs
  • Intégration avec Mediapipe
S7 TP6 TP 4 : Capture de Mouvement avec Marqueurs (3h)
  • Configuration et utilisation d’un système de capture de mouvement avec marqueurs (optitrack)
  • Collecte et analyse de données de mouvement
S8 TP7 TP 5 : Capture de Mouvement sans Marqueurs (3h)
  • Utilisation de Mediapipe pour la capture de mouvement sans marqueurs
  • Analyse comparative des données obtenues
S9 C6-C7 Cours 4 : Systèmes d’Actionneurs Électriques (3 heures)
  • Détails des actionneurs électriques et leur fonctionnement
  • Servomoteur - Pas à pas - MCC/Brushless
  • PWM - ServoRC - Hacheur/Pont en H - Commande Pas à Pas
  • Capteur propioceptif du système : Encodeur / potentiomètre
  • moteur pas à pas
S10 TP8 TP 6 : Contrôle de Servomoteurs et MCC sans Contrôleur
  • Configuration de servomoteurs et de MCC sans contrôleur
  • Analyse des performances et des limitations
TP9 TP 7 : Contrôle de Servomoteurs et MCC avec Contrôleur
  • Utilisation de contrôleurs (type Elmo) avec servomoteurs et MCC
  • Expériences sur la précision et la réactivité
S11 TP10 TP 8 : Commande moteur Pas à pas
S12 C8 Cours 5 : Boucles de Rétroaction Sensorimotrices (3 heures)
  • Concept des boucles de rétroaction sensorimotrices
  • Mise en œuvre et applications pratiques
S13-S14 MinProjet Mise en Place de Boucles de Rétroaction Sensorimotrices. Utiliser un capteur pour détecter une intention et commander un actionneur.

Modalités d'évaluation des acquis d'apprentissage (1ère session)

Semaine Indiv/collectif Présentiel/distanciel Type d'examen AAV évalué(s) Barème %
S9 Individuel Présentiel TP 1, 2 et 3 25%
S12 Individuel Présentiel TP 4 25%
S14 Collectif Présentiel Autre 5 50%

2nde session

Session Indiv/collectif Présentiel/distanciel Type d'examen AAV évalué(s) Barème %
2 Individuel Présentiel Autre 1,2,3,4 et 5 100%

Logo SDI Date de génération de la fiche d'UE : 14/01/2026 Logo SDI