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Support : Une station météo Réalisation : Etude du pluviomètre électronique Support : Une station météo Réalisation : Etude du pluviomètre électronique.

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1 Support : Une station météo Réalisation : Etude du pluviomètre électronique Support : Une station météo Réalisation : Etude du pluviomètre électronique Problématique : Une station météo est présente au lycée ; elle est constituée dun thermomètre au mercure, dun pluviomètre (à vidage manuel), dune girouette (traditionnelle) et dun anémomètre. On veut automatiser la mesure des précipitations.

2 Sommaire Présentation Globale Cahiers des charges Station météo Le pluviomètre en générale Pluviomètre maison Notre pluviomètre à Auget Présentation Premier contact Etude du système Principe de fonctionnement mécanique Capacité de stockage de notre auget

3 Sommaire Exploitation du système Interrupteur à lame souple Fonctionnement Pourquoi lI.L.S ? Interactivité Carte ControlBoy Pourquoi avoir besoin dune carte dacquisition ? Quest ce que Controlboy ? Pourquoi créer un programme ? Coordination des groupes Présentation du programme et de lalgorigramme

4 Présentation Globale Notre but finale, dans la réalisation de notre pluviomètre électronique, est d« Afficher et de mémoriser la hauteur des précipitations cumulées ». Notre support est une station météo. Le jury attend de notre part un pluviomètre raccordé à un afficheur qui indique la hauteur des précipitations.

5 Présentation Globale Il est demandé de réaliser un pluviomètre électronique permettant dafficher la hauteur des précipitations. De prévoir une commande de remise à zéro (dans notre cas, la touche 0 du clavier ControlBoy)

6 Station météo La station météo est née de la météorologie. La météorologie étudie les phénomènes atmosphérique tels que les nuages, les dépressions, les précipitations … afin de comprendre comment ils se forment et évolue. Ceci est aussi a but préventif ( prévoir les ouragans …) La météorologie est lune des branches de la géophysique qui se consacre à létude des éléments du temps (température, précipitations, vents, pression, etc.) et à la recherche de modèles sur les mouvements de latmosphère.

7 Le pluviomètre en générale Une station météo comporte plusieurs appareils

8 Le pluviomètre en générale Définition : Le pluviomètre est relatif à la pluviométrie. La pluviométrie est létude de la répartition des pluies dans lespace et dans le temps. Leau est supposée uniformément répartie et non sujette à lévaporation. Les mesures effectuées sont exprimées en millimètres (mm) ou bien en litres par mètre carré (l/m²) Benedetto Castelli : Inventeur du pluviomètre en Ordre de grandeur : Guyane 3600 mm / an Grenoble 1000 mm / an Mali 100 à 200 mm / an Crues du Sud-est de la France 100 à 700 mm / événement.

9 Le pluviomètre en générale Ils existent plusieurs sortes de pluviomètre, en voici une liste non exhaustive:

10 Pluviomètre maison

11 Présentation Dans le cadre de notre Station météo, le lycée nous a fournis un pluviomètre à auget de marque inconnu. Ce pluviomètre est muni dun entonnoir, dun auget, dun socle et dun I.L.S

12 Premier contact Lors du premier contact avec le pluviomètre, nous avons commencé par déboîter lentonnoir de son socle. Ceci nous a permis de découvrir lauget, à ce stade, la présence de lI.L.S dans le système nous était encore inconnue. Après quelques recherches sur le web, nous avons pris connaissance des différents éléments qui le composaient.

13 Etude du système

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15 Principe de fonctionnement mécanique Leau de pluie accumulée dans lentonnoir tombe dans une des deux parties de lauget. Lorsque la masse deau accumulée dans lauget est suffisamment importante, lauget bascule. (Par exemple, pour la photo de gauche, lauget basculera vers la droite, ainsi on obtiendra la photo de droite !)

16 Principe de fonctionnement mécanique

17 Lorsque le basculement se produit, laimant fixé au bout du pendule vient effleurer lI.L.S placé dans le socle. Grâce aux forces électromagnétiques présentent, lI.L.S se fermera, ce qui ferme par la suite le circuit électronique.

18 Capacité de stockage de notre auget Coté gauche coté du filCoté droit Moyenne de 3,2 mL

19 Capacité de stockage de notre auget Calcul de notre capacité deau pour lauget en mm : Capacité deau 3,2g 1g = 1 cm 3 Surface de captation = 214 cm² On a donc, pour chaque basculement, une résolution de 0,15 mm. Ceci signifie, que lorsque lauget bascule, le programme incrémente la valeur de 0,15 mm.

20 Interrupteur à lame souple Définition : LInterrupteur à lame souple, dit I.L.S, se compose de deux lames souples polarisées, scellées sous vide dans une ampoule en verre. LI.L.S fonctionne grâce au champ magnétique dun aimant.

21 Fonctionnement Voici les trois étapes possible de lI.L.S en fonctionnement normale Lorsque laimant nest pas au dessus de linterrupteur, la lame nest pas soumise au champ magnétique, le circuit est donc Ouvert. Lorsque laimant est au dessus de linterrupteur, celui si est soumis au champ magnétique ; ainsi, la lame souple sera attirée par laimant qui viendra se plaquer contre la deuxième borne de linterrupteur. Le circuit sera donc Fermé.

22 Fonctionnement Pour savoir si lI.L.S est Ouvert ou Fermé au repos, nous avons réalisé le montage suivant :

23 Pourquoi lI.L.S ? Linterrupteur à lame souple, permet, lorsquil est soumis au champ magnétique de laimant, une fermeture du circuit. Grâce à ce système, notre carte électronique (cf. Partie ControlBoy) détectera les impulsions générées. Pour étudier les impulsions, nous avons réalisé le câblage suivant grâce à laide du professeur délectronique :

24 Pourquoi lI.L.S ?

25 Interactivité Pour pouvoir afficher la mesure de la précipitations sur notre afficheur, il nous faillais relier lI.L.S à notre carte électronique. Pour cela, on a tout dabord simuler ce raccordement a laide dun circuit imprimé représentant les différents ports placé dans la nappe, des grips fils, et une carte électronique.

26 Interactivité

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28 Pourquoi avoir besoin dune carte dacquisition ? Pour récupérer les informations provenant de lI.L.S, on a besoin dune carte électronique qui puisse le faire. La carte ControlBoy est relié au pluviomètre par le biais de ladaptateur.

29 Pourquoi avoir besoin dune carte dacquisition ? Ce système permet : De récupérer rapidement les informations de lI.L.S Dafficher sur un afficheur les valeurs que lon souhait De rassembler toutes les informations provenant des autres systèmes. Cependant, il y a quelques inconvénients : Encombrement de la carte ControlBoy Caractère daffichage restreints pour lafficheur (virgule…)

30 Quest ce que Controlboy ? Control boy F1 est un automate complètement indépendant avec un microprocesseur, une mémoire vive, une mémoire EEPROM (« Electrically- erasable programmable read-only memory » ou « mémoire morte effaçable électriquement et programmable »), des entrées analogiques et digitales, et des sorties digitales.

31 Pourquoi créer un programme ? Pour afficher les mesures du pluviomètre sur lafficheur de la carte ControlBoy, on a besoin dun programme qui puisse « mesurer » cette quantité deau tombée. Ce programme permettra de faire la transition entre lafficheur et le pluviomètre.

32 Pourquoi créer un programme ? En plus de mesurer leau de pluie tombé, notre programme est capable de : Remettre a zéro la mesure (touche 0) Dafficher lancienne précipitation (touche 1)

33 Coordination des groupes Dans notre cahier des charges, il est stipulé que les travaux des différents groupes devront êtres coordonnés afin de prévoir lintégration de tous les travaux au sein dune seul et même carte de commande. Pour coordonner les différents travaux, nous avons répartis les différents PORTS de la carte.

34 Présentation du programme et de lalgorigramme

35 Comme expliqué dans la partie précédente, lI.L.S fonctionne avec le programme. Lorsque que le circuit se ferme, c'est-à-dire, lorsque lI.L.S se ferme, on a alors le PORT 4 qui est activé (=0). On pourra ainsi grâce au programme incrémenter notre mesure de 150 µm (car on a une résolution de 0.15mm) par rapport à lancienne mesure. Le programme, grâce à différentes boucles, pourra compter la quantité deau tombée. If PORTA.4 = 0 then i = i tempo(32765) …

36 Présentation du programme et de lalgorigramme function tempo(cnt) For cnt=cnt to 0 step -1 next return 0 end function Cette fonction, ou sous programme, permet de réaliser une temporisation Nom : tempo Variable de temps : cnt

37 Présentation du programme et de lalgorigramme

38 On trouve aussi dans ce programme des boucles qui permettent la remise a zéro de la variable (dans notre cas) « i » if k = 48 then lcdinit() j = i i = 0 print "Reset"...

39 Présentation du programme et de lalgorigramme Mais aussi des boucles qui permettent laffichage de lancienne précipitation. if k = 70 then lcdinit() print "Derniere " print "Precipitation " …


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