La présentation est en train de télécharger. S'il vous plaît, attendez

La présentation est en train de télécharger. S'il vous plaît, attendez

Bilan du groupe sur lactivité ballon, sonde : Maîtrise dExcel : excellente 5/ 5 Compte rendu : bien quand elle a été possible 4/ 5 argumentation satisfaisante.

Présentations similaires


Présentation au sujet: "Bilan du groupe sur lactivité ballon, sonde : Maîtrise dExcel : excellente 5/ 5 Compte rendu : bien quand elle a été possible 4/ 5 argumentation satisfaisante."— Transcription de la présentation:

1 Bilan du groupe sur lactivité ballon, sonde : Maîtrise dExcel : excellente 5/ 5 Compte rendu : bien quand elle a été possible 4/ 5 argumentation satisfaisante complet pas toujours envoyé et pour cause ! Exploitation des données : 4 / 5 Courbe bien tracées Analyse à approfondir Activité en classe : très satisfaisante 5 / 5 malgré tous les problèmes rencontrés ! Avant correction finale et envoi de prédiction trajectoire 18 /20 Roméo Thibauld toujours pas de nom sur la première page !

2 Capteur de vitesse ascensionnelle (n°3) 1.Différents types de capteurs permettant de mesurer une vitesseDifférents types de capteurs permettant de mesurer une vitesse a.Effet HallEffet Hall b.DynamomètreDynamomètre c.BaromètreBaromètre d.AnémomètreAnémomètre 2.Utilisation dune photorésistanceUtilisation dune photorésistance a.Domaine de validitéDomaine de validité b.EtalonnageEtalonnage 3.Utilisation dun phototransistorUtilisation dun phototransistor a.Domaine de validitéDomaine de validité b.Etalonnage en fréquenceEtalonnage en fréquence c.Conversion de la fréquence en tensionConversion de la fréquence en tension d.Etalonnage final (en tension)Etalonnage final (en tension) Données prévues concernant le ballon : Altitude : 30 km Vitesse de montée : 5 m/s Vitesse de descente : ??? m/s valeur inconnue Sommaire : Etalonnage avec tension créneau ???? Une feuille du fichier Excel est à reprendre, étalonnage avec tension créneau Compte rendu : une bonne analyse mais incomplète, a finir

3 1.Capteur à effet Hall Le principe de leffet hall consiste en « compter » le nombre de passages dun objet métallique devant un capteur électronique(par exemple, les rayons dune bicyclette). Ensuite, on détermine une vitesse en ayant le nombre dobjets passés en un temps donné (vitesse en fonction de la fréquence). On ne pourra cependant pas utiliser le principe de leffet hall. 2. Dynamomètre Un dynamomètre mesure un poids (or celui ci varie en fonction de laltitude) : P = m * g (g variant en fonction de laltitude). On pourrait ainsi déterminer un coefficient de diminution de cette valeur, et, par conséquent, une vitesse ascensionnelle. Cependant, le ballon nest pas capable datteindre une altitude supérieure à 30 km, or le poids, sur une telle distance ne variera que de moins de 1%. 3.Baromètre 4.Anémomètre On intercale lhélice dun anémomètre entre une DEL haute luminosité en un capteur permettant de mesurer une fréquence. On mesurera donc la fréquence de passage dune pale, ce qui nous permettra détablir une courbe détalonnage (vitesse en fonction de le fréquence). Dans un premier temps, on va utiliser une photorésistance pour mesurer cette fréquence. Différentes manières de déterminer une vitesse vvitesse ptpt pression totale psps pression statique pdpd pression dynamique masse volumique de l'air Sommaire Cependant, le capteur de pression dynamique est difficile à mettre en œuvre Pourquoi ? Nous nutiliserons donc pas ce principe.

4 a.Domaine de validité On constate que pour des valeurs de fréquence supérieures à 1100 Hz, la photorésistance ne donne plus de valeurs cohérentes. b.Etalonnage On prend une série de mesures et on détermine le coefficient directeur de la droite obtenue. Ici, on ne dépasse pas le domaine de validité du capteur. Ainsi, la fréquence mesurée par le fréquencemètre est proportionnelle à la vitesse ascensionnelle du ballon (lue sur lécran de lanémomètre. En utilisant une photorésistance Sommaire

5 a.Domaine de validité On constate que pour des valeurs de vitesses supérieures à 75 km/h, le phototransistor ne donne plus de valeurs de fréquences cohérentes. b.Etalonnage On prend une série de mesures et On détermine le coefficient directeur de la droite obtenue. Ces valeurs peuvent être considérées comme justes car on ne sort pas du domaine de validité du capteur, en effet, on peut considérer que le ballon ne dépassera pas des vitesses de 25 m/s. En utilisant un phototransistor Sommaire Ainsi, la fréquence mesurée par le fréquencemètre est proportionnelle à la vitesse du flux de lair passant dans lanémomètre.

6 Sommaire On utilise ici un générateur de tension en créneau (max 5,0 V) Voltmètre utilisé en alternatif, sensé simuler la tension injectée en entrée du montage convertisseur. On vérifie ainsi que la tension continue mesurée dépend de la fréquence. Si on avait été plus épargné par les soucis de montage, on aurait pu : [oui… mais non !] On cherche à tracer alors la courbe : U (bornes de la résistance de 470 k) en fonction de la fréquence f (générateur) Kiwi nétant pas capable denvoyer des fréquences, il va falloir transformer la fréquence obtenue en tension. Ainsi, on va utiliser un montage permettant cette opération. Conversion de la fréquence en tension

7 47 k 470 k 47 k 33 5V 0V Générateur kiwi C3 = 1 µ C4 = 1 µ C2 = 10 n IRF : Gate 2 : Drain 3 : Source Queue : émetteur Collecteur base Fil gris signal entrée anémomètre (simulation par signal tension carrée entre 0 et 5 V) 2N 2219A* NE 555 P repère ,7 k 8 C1 = 100 n Fil noir Fil violet dessous 2 Fil rouge 1 Fil marron dessus Fil rouge dessus Fil rouge ,7 k 1N4148 * Ou transistor 2N222 * Valeur préconisé C1 = 100 nF Connexion dans montage convertisseur Fréquence/Tension continue(0/5V): Remarque : pas de résistance R2 ni R3 R 10 = k Fil rouge Fil noir 162 4,7 k R éq = 160 Mesure de la tension aux bornes de la résistance de 470 k

8 Connexion dans montage convertisseur Fréquence/Tension continue(0/5V): Remarque : pas de résistance R2 ni R3 47 k 470 k 47 k 33 5V 0V Générateur (kiwi) C3 = 1 µ C4 = 1 µ C2 = 10 n IRF : Gate 2 : Drain 3 : Source Queue : émetteur Collecteur base Fil gris signal entrée anémomètre (simulation par signal tension carrée entre 0 et 5 V) 2N 2219A* NE 555 P repère ,7 k 8 C1 = 100 n Fil noir Fil violet 3 2 Fil violet 1 Fil rouge 1 Fil rouge ,7 k 1N4148 * Ou transistor 2N 222 * Valeur préconisée C1 = 100 nF R 10 = Fil rouge 2 Fil noir 162 4,7 k R éq = 160 Fil violet 2 Fil violet 4 Fil violet 5 Partie métallisée avec fil ou patte conducteurIntersection métal avec patte conducteurPartie non visible (autre côté) Mesure de la tension aux bornes de la résistance de 470 k

9 Capteur n°3 : vitesse ascensionnelle BROFIGA Roméo DURIVAUX Thibaud Notre capteur est constitué de pales (dun anémomètre que nous nutilisons pas en tant que tel), dune diode dun côté et dun phototransistor de lautre, en face. Le phototransistor reçoit le signal lumineux de la diode, qui est coupé par intermittence à chaque passage dune pale. On obtient donc la fréquence de passage de celles-ci. Etant donné que Kiwi ne peut pas transmettre une fréquence, il faut convertir celle obtenue en tension. Pour cela, on utilise un montage convertisseur fréquence/tension continue. Le montage est au fond, dans une boîte faite de polystyrène afin de protéger le circuit du froid et des chocs. Le capteur est fixé dans une paroi de la nacelle, de laquelle il dépasse de 3 cm afin de permettre à lair de sengouffrer dans les pales. Uvv v (modèle exp.) Ecart relatif v (modèle poly.) Ecart relatif Vkm/hm/s % % 0,00 0,00,000,0 0,901,400,390,3125,60,390,6 1,582,700,750,828,70,733,1 2,065,001,391,6315,01,401,1 2,306,901,922,3116,91,962,4 2,357,902,192,4811,42,132,8 2,5010,602,943,074,12,833,9 2,5411,503,193,251,83,083,8 2,5812,003,333,453,23,350,6 2,8019,505,424,7214,75,521,8 2,9226,707,425,6132,27,301,6

10 Capteur n°3 : vitesse ascensionnelle BROFIGA Roméo DURIVAUX Thibaud Modèles math choisis ? Analyse de la courbe détalonnage ? Vous avez oublié de montrer votre courbe sur lacquisition réalisée par kiwi !

11 Données relevées durant le vol Entre 11h35 et 11h50, on observe des tensions nulles. Cela est certainement dû à un disfonctionnement inopiné du générateur (il produisait alors une tension denviron 6,5V). Argument faux, si lhélice ne tourne plus cest pour une autre raison, laquelle ? La den… de lair devient trop faible pour faire tourner les pales à partir de 15 km, mais dès 8 km dalt….a vitesse mesurée chute. Cela correspond donc à laltitude maximale de fonctionnement de la plupart des hélicoptères (environ 5 km).Quelle est celle des avions à hélice (voir internet) Durant le vol, on observe que les valeurs oscillent fortement. Cela signifie que lanémomètre cesse de tourner de façon intermittente. Ce phénomène est très probablement causé par le balancement et la rotation de la nacelle sous le ballon. Pour obtenir une courbe comportant des valeurs cohérentes, il faudrait supprimer les évènements pour lesquels la tension atteint une valeur de 0 V. On observe également que les valeurs sont étrangement faibles par rapport aux prévisions. Cela peut être dû au fait que lanémomètre soit placé contre la nacelle (sous le ballon) ; aussi, une importante protection lumineuse ???? masque une grande surface de lhélice. A 12h43, on observe que la vitesse mesurée par lanémomètre augmente subitement. Ceci nous permet de déterminer lheure à laquelle le ballon a définitivement cessé de monter et a amorcé sa descente (éclatement du ballon). On voit aussi que la vitesse de descente est nettement supérieure à celle de la montée. (comparaison ???) Equation (en rouge aussi) de la vitesse (max) en fonction du temps ? Pourquoi la vitesse diminue-t-elle ? Début de la chute


Télécharger ppt "Bilan du groupe sur lactivité ballon, sonde : Maîtrise dExcel : excellente 5/ 5 Compte rendu : bien quand elle a été possible 4/ 5 argumentation satisfaisante."

Présentations similaires


Annonces Google