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Bilan du groupe sur lactivité ballon, sonde : Maîtrise dExcel : juste correct 2,5 / 5 Compte rendu : souvent très insuffisant 2 / 5 argumentation approximative.

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1 Bilan du groupe sur lactivité ballon, sonde : Maîtrise dExcel : juste correct 2,5 / 5 Compte rendu : souvent très insuffisant 2 / 5 argumentation approximative trop souvent incomplet pas bien corrigé à chaque fois pas toujours envoyé à temps Exploitation des données : 4 / 5 Courbe bien tracées Analyse trop limitée Activité en classe : satisfaisante 4 / 5 surtout pour la nacelle et lappareil photo Avant correction finale 12,5 /20 Claire Chevalier Mélanie Lubrano

2 Claire Chevalier Mélanie Lubrano -Construction nacelle -Appareil photo -Capteur de luminosité, généralité -Etalonnage en résistance -Etalonnage en tension -Prévision de la tension en fonction de la courbe détalonnage en résistance -Bilan général -exploitation des données: -courbes générales -zoom sur la courbe -analyse Mélanie et Claire Capteur n 02 (ex n°10) de luminosité (capteur de secours utilisé) Construction nacelle. Sommaire Certaines diapos sont à reprendre 9,11,12 sommaire revu : OK Certaines feuilles du fichier Excel nont pas été corrigées en totalité

3 Construction de la nacelle Taille minimal de la nacelle: 30 cm de coté pour un cube Formes interdites: Formes autorisés: Cordelettes et câbles doivent pouvoir se rompre facilement en cas de choc Utilisation de matériaux légers. Doit pouvoir accéder a son contenu sans avoir a tout démonter. épaisseur du polystyrène recommandé 20mm Piles disposées aux quatre coin de la nacelle. Prévoir une trappe pour lappareil photo + un trou pour lobjectif. Schémas pour construction de la nacelle. 3/03/10 découpage de du polystyrène Assemblage de 3 faces. Sommaire

4 Appareil photo Nous utiliserons cet appareil photo (luxya pcs-3001) pour filmer la monté du ballon. Sa mémoire est de 2GB. En mode vidéo, il prend 30 image par seconde (25 fps). Son prix est denviron 50 euros. Le 10 Mars. Mélanie. Placement de lappareil photo dans la nacelle. Le principe était de pouvoir placer lappareil au dernier moment, après avoir lancé le film tout en gardant létanchéité de la nacelle. Les températures en altitude étant très basses, nous devions aussi lisoler du froid cest pourquoi nous avons recouvert les paroi de la trappe avec une couverture de survie. De plus un trou pour lobjectif a été percé et recouvert par un film transparent pour conserver létanchéité. Sommaire Emplacement de lappareil photo

5 Nous pouvons utiliser 2 capteurs de luminosité. Le premier sera sur le dessus de la nacelle et recevra une quantité de lumière indépendant de la rotation de la nacelle sur elle même (mais dépend de laxe de rotation). On pourra ainsi vérifier que la quantité de lumière reçue augmentera à mesure que le ballon va sélever. Lors du passage dans les nuages, nous pourrons observer une baisse de luminosité. Le deuxième sera situé sur les cotés de la nacelle, comme ça, nous pourrons étudier son mouvement de rotation de la nacelle. Pour son étalonnage, nous avons disposer le capteur face à une lumière émise par un vidéo projecteur à côté d'un luxmètre. Pour différentes distance du vidéo projecteur, nous avons relevé l'éclairement en lux indiquée par le luxmètre et la tension mesurée aux bornes de la résistance en série avec le capteur. (Voir schéma) 24/02/10 Sommaire Nous pouvons nous attendre à laugmentation de la luminosité lors de la montée du ballon. En effet, la nacelle se rapprochant de plus en plus du soleil, léclairement sera plus important. En revanche, lors que le ballon traversera des nuages, nous constaterons certainement une baisse de la luminosité. L'éclairement d'un objet, correspond à l'ensemble des flux lumineux qu'il intercepte. Son unité est le lux (lx), C Com Source lumineuse Luxmètre V Com v v Notre capteur. Capteur de luminosité Un capteur de luminosité a la capacité de détecter un rayonnement du domaine optique et de le transformer en signal électrique. 1lux= 1 lumen/m²

6 Etalonnage en résistance du capteur de luminosité Cette courbe nous montre que la valeur de la résistance peut nous permettre de déterminer léclairement dun milieu a laide du capteur. Nous pouvons observer que plus la valeur de la résistance est élevée, plus léclairement est faible. Le domaine de validité de la fonction est compris entre 72 et 320 Nous cherchons à déterminer quelle sera la valeur de la résistance pour pouvoir étalonner le capteur en tension. Si lon ne met pas de résistance, la tension au bornes du capteur serai trop élevé et pourrait lendommager, et cette résistance nous permet de calculer la tension relative à léclairement du capteur. Cette résistance permet principalement de répartir la tension entre les bornes de la résistance et les bornes du capteur. Sinon la tension resterais constante. (5V) Nous prenons donc la valeur moyenne de luminosité enregistrée par le capteur, qui est de lux, ce qui correspond alors à une résistance denviron 75 Nous avons donc pris une association de résistance de 10 et 2 résistances de 33 que nous avons monté en série. Sommaire 33 10

7 Soudage Montage Cette courbe nous montre que plus léclairement est élevé, plus la tension augmente, en effet pour un éclairement de lux, la tension est environ de 2,0 V. Lorsque quil est de lux, la tension vaut 3 V. Nous pouvons voir aussi que le domaine de validité commence à partir de 0,6 V jusquà 2,7V environ On peut aussi prévoir la forme de cette courbe en utilisant la courbe détalonnage en résistance( voir page suivante). Etalonnage en tension du capteur de luminosité C Com Source lumineuse Luxmètre V Com v v R 75 G Sommaire + - 5V Etalonnage du capteur: Pour son étalonnage, nous avons disposer le capteur final face à une lumière blanche émise par un vidéo projecteur à côté d'un luxmètre. Pour différentes distance du vidéo projecteur, nous avons relevé l'éclairement en lux indiquée par le luxmètre et la tension mesurée aux bornes de la résistance en série avec le capteur. v V V Com

8 R=75 RC V + - COMV Tension aux bornes du générateur UG= 5,0V Tension aux bornes de le résistance UR=R*I Tension aux bornes du capteur URC= I*RC Tension aux bornes du générateur UG= I*(R+RC)=UR+URC URC/UG = R/ (R+RC) URC/5= 75 / (75+Rc) URC=5,0*75/(75+RC) 5V URUR U RC UGUG Prévision de la tension en fonction de la courbe détalonnage en résistance A partir de la courbe détalonnage en résistance, on peut déterminer la tension aux bornes de notre capteur. On a déterminé la tension totale qui est la somme des tensions aux bornes du capteur et de la résistance de 75 à laide de la loi dOhm. Sommaire G

9 Dans la nacelle, notre capteur sera positionné sur lune des quatre faces horizontales, fixé dans une petite trappe de la taille de notre capteur. Les brillantes chercheuses qui ont accomplies ce travail : Claire Chevalier et Mélanie Lubrano di Scandalea Capteur n°2 bis, de luminosité de secours Capteur de luminosité: Type résistif. Réagissant à la lumière. Luminosité ambiante: tension de lordre de 0.25 V A lobscurité totale: tension de lordre de 0.2V Sommaire Où était précisément votre capteur dans la nacelle? Voir position du capteur de température remplacé. Pourquoi navez- vous pas pris de photo ? Notre capteur à été mis au dernier moment cest pourquoi nous navons pas de photo. Il était situé sur un coté de la nacelle Il faut alors récupérer la photo prise pour le capteur quil a remplacé.

10 La courbe représentant les mesures de notre capteur de luminosité est la rouge. Nous avons 2 parties de courbes a interpréter. En effet, au delà de 13h14, le tension devient régulière et ne cesse daugmenter ce qui signifie que lintensité de léclairage est de plus en plus élevé. Exploitation des données Courbes représentant les mesures effectuées par tous les capteurs lors de lexpérience. Titre satisfaisant maintenant

11 Exploitation des données En zoomant, nous pouvons observer des oscillations. En effet, notre capteur étant situé sur un des bords de la nacelle, la luminosité varie en fonction de la rotation de la nacelle. Sur ce zoom, nous voyons que la majorité des points sont situés en bas de la courbe, nous pouvons donc conclure que le capteur se trouvait non exposé à la lumière. Durant les premières minutes de lexpérience, nous remarquons que la luminosité ne cesse daugmenter. En effet cela correspond à lascension de la nacelle. Zoom Titre à revoir Le changement de titre apparaît sur Excel mais pas sur ce fichier Cette courbe apparaît maintenant sur pas sur le fichier Excel. Bien visible maintenant

12 Nous pouvons voir sur la courbe 1, la variation daltitude de la nacelle. En effet laltitude augmente fortement jusquà 12h03 pour ensuite augmenter plus légèrement jusquà 12h41 et enfin diminuer dun coup. La courbe 2 représente les variations de léclairement au cour du temps. Nous pouvons observer que durant les dernières minutes il y a un pic de luminosité. Courbe 2 Courbe 1 Exploitation des données (suite) Léclairement minimum ne varie, pas il reste stable, en revanche; léclairement maximum varie. Léclairement minimum est à environ lux, et léclairement maximum varie de à lux. OK pour lévolution Ces 2 courbes ci-dessus auraient peu être superposées


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