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Description

Le SmartHalo est un appareil intelligent pour les cyclistes. Une fois jumelé avec un téléphone intelligent, celui-ci fournit une navigation virage par virage directement sur le guidon du vélo, à travers un halo de lumière intuitif. L’appareil procure de plus un localisateur pour le vélo, un feu pour rouler la nuit, un outil de suivi pour connaître les métriques de cyclisme ainsi qu’un dispositif anti-vol. Durant la conception du SmartHalo, la compagnie CycleLabs a fait appel aux services de Creaform pour résoudre la dissipation thermique de l’appareil ainsi que pour s’assurer d’un design électronique robuste. La dissipation thermique a été étudiée à l’aide d’un modèle de dynamique des fluides numériques (CFD) complet, selon des conditions très sévères : température ambiante de 40°C, radiation solaire directe, lumières DEL et pilotes opérationnels.

Une première itération de concept avait suggéré l’utilisation d’un boîtier en aluminium, ce qui aurait pu permettre d’améliorer la conduction de la chaleur interne de l’appareil vers l’environnement extérieur. Toutefois, cette solution a été éliminée après une analyse des interférences de fréquence radioélectrique. Parmi les alternatives proposées, des solutions telles que l’utilisation de composé de remplissage thermique et de membranes thermiques ont également été testées à l’aide de la CFD. Après étude, ces deux solutions se sont avérées très efficaces pour réduire la température des composantes essentielles.

Du point de vue de l’électronique, Creaform a proposé diverses recommandations à l’équipe de CycleLabs afin d’optimiser le placement des composantes essentielles sur la carte de circuits imprimés. L’antenne RF (Bluetooth), l’accéléromètre, le manomètre (compas) ainsi que l’écran tactile ont entre autres été analysés.

Services offerts par Creaform :

  • Récupération des propriétés thermiques de matériaux ;
  • Calculs de résistance de contact pour la soudure et les interfaces en composé de remplissage thermique ;
  • Calculs de la conductivité anisotrope sur la carte de circuits imprimés ;
  • Définition de la charge thermale interne critique, à l’aide du budget de puissance prévu pour une randonnée à vélo typique ;
  • Définition de la charge de radiation solaire en utilisant l’absorption et la réflexion des surfaces ;
  • Préparation de la géométrie en utilisant un logiciel de CAO ;
  • Maillage volumétrique en utilisant des cellules polyédriques, des couches de prismes et un mailleur à fines plaques pour une méthode à volume fini ;
  • Détermination de modèles physiques et de paramètres numériques ;
  • Cas d’étude pour la validation des paramètres et l’indépendance du maillage ;
  • Suivi des simulations ;
  • Post-traitement des solutions CFD : visualisation du flot et de la distribution de la température ;
  • Interférence RF vs proximité du métal : validation en profondeur des propriétés de l’antenne (en contactant le manufacturier) ;
  • Interférence vs proximité du métal : analyse des propriétés du manomètre et de la conception de l’écran tactile ;
  • Analyse de risque : analyse de la température maximale de la pile vs risques de surchauffe ;
  • Présentation des résultats et des recommandations au client, rédaction de rapports sur la méthodologie et la production. 

OUTILS ET MÉTHODES

Conformément aux besoins du client, Creaform a employé les méthodes et outils suivants :

  • StarCCM+
  • Conjugate Heat Transfer SolidWorks et Altium

 

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