Projet Pluridisciplinaire Encadré DORO Typhaine CALLEWAERT Kévin SIMOULIN Audrey MASSELOT Sébastien T.SSI 2010

PROJET : Création d’une station météorologique virtuelle. PROBLEMATIQUE : Comment réaliser la détection et l’affichage des différents paramètres météorologiques ?  Utilisation du logiciel Labview.

Sommaire A. Rapide présentation B. Capteur de température C. Capteur d’humidité D. Capteur de pression E. Anémomètre F. Résultat final

Environnement extérieur A. Rapide présentation : Énoncé du besoin Utilisateur Environnement extérieur FP1 Centrale Météorologique Énergie FC3 Esthétique FC1 FC2 Affichage FP1: Permettre à un utilisateur d’obtenir des paramètres météorologiques. FC1: Plaire à l’œil. FC2 : Permettre un affichage digital FC3 : S’adapter à une source d’énergie

Chaîne d’information ACQUERIR TRAITER COMMUNIQUER Module USB Capteurs PC Capteurs utilisés : - Capteur de pression - Capteur de température - Capteur d’humidité - Anémomètre

B. Capteur de température : 4 principaux types de thermomètres électriques : PT100 CTN Thermocouple LM35  utilisé

Points forts:  très faible consommation (environ 60 µA)  linéarité excellente  faible coût : de 3 à 8 euros  mise en œuvre facile

Branchement : a : Vsortie c : Masse b : Ampli opérationnel

C . Capteur d’humidité : Humidité : Présence d’eau ou de vapeur d’eau dans l’air. Dans une pièce saine, l'air contient en moyenne 45 à 50% d'humidité. X 100

Permettre l’acquisition d’un taux d’humidité Capteur utilisé : HIH-4000-001 Ses points forts : - Sa tension d’alimentation et de sortie - Sa précision ± 3,5 % - Sa gamme de mesure de 0 à 100 % d’humidité

Contrainte de positionnement : Température de fonctionnement : -40 à 80°  Pour des soucis de sécurité, on éloignera un maximum le capteur d’humidité du capteur de température

Branchement : Le capteur HIH-4000-001 que nous avons choisi nous permet de relier directement la sortie au boîtier Labview.

Acquisition : Courbe de calibrage Face avant Labview 

D. Capteur de pression : Formule générale pour calculer une pression : D’où P = F*S Avec : F  Force (N) Appliquée sur une surface S (m2) P  Pression (1Nm2 = 1Pa)

Il existe différents types de pression : Absolue Différentielle Hydrostatique Hydrodynamique Relative Dépression Atmosphérique  celle étudiée

La Pression Atmosphérique :  Poids exercé par une colonne d’air sur une surface donnée  Varie selon le lieu et la température 1hPa = 100 Pa et 1Bar =105Pa = 103 hPa

Ainsi, au niveau de la mer  P = 1013hPa (considérée comme Pnormale) A Lille  1008hPa < P < 1030hPa

 Élément météorologique le plus important :  responsable à 80% du temps qu’il fera ! Si P augmente  amélioration du temps = anticyclone (en météorologie) Si P diminue  dégradation du temps = dépression (en météorologie)

Pour notre centrale météo :  Utilisation d’un capteur de pression, mesurant la pression atmosphérique.  Capteur choisi : MPX4100A

Caractéristiques du MPX4100a : - Branchement : le capteur possède 6 pattes, mais seules 3 utilisées : Patte 1  reliée au module USB  ordi Patte 2  reliée à la masse Patte 3  reliée à l’alimentation (5V) - Signal de sortie : tension

Vout = 5.1*(0.01059*P-0.152) Soit P = [(Vout/5.1)+0.152]/0.01059 - Pour visualiser une pression : Vout = 5.1*(0.01059*P-0.152) Soit P = [(Vout/5.1)+0.152]/0.01059 Avec : Vout  Tension de sortie en Volt P  Pression atmosphérique en kPa Pour avoir P en bars 

E. Anémomètre : Pour mesurer la vitesse du vent :  utilisation d’un anémomètre équipé d’un ILS permettant le comptage du nombre de tour de l’anémomètre.

L’ILS Interrupteur à lame souple  composé de deux lamelles en acier flexibles renfermées dans un tube rempli de gaz.

Lorsque les lamelles sont soumises à un champ magnétique, elles s'aimantent et viennent en contact. Les lamelles se comportent comme des aimants. Les lamelles entrent en contact grâce au champ magnétique. Le contact de l’ILS est ouvert.

Les pôles Nord attirent les pôles Sud Lorsque le champ magnétique cesse, l'aimantation cesse aussi, et l'élasticité des contacts les écarte, coupant le courant.

Branchement : Il ne possède que deux pattes: une pour l’alimenter et une à la masse. On a besoin d’une résistance sinon il y a court-circuit !

Lorsqu’on connecte l’anémomètre à l’oscilloscope, on obtient : Chaque période correspond à un tour de l’anémomètre. Vvent = 2л*f*R

F. Résultat final : Interface LABVIEW :  Voir Ici