Propagation d’une onde thermique dans une barre Soutenance Projet LabVIEW 9 novembre 2007 Etudiants : GENDRE Laurent LECA Jean-Pierre Professeur : M. Sauder

Introduction Cours d’instrumentation Cours théorique + miniprojet LabVIEW Projet Programme Interface Demonstration Améliorations Conclusion Cours d’instrumentation Cours théorique + miniprojet « Propagation d’une onde thermique dans une barre » But : calculer la conductivité thermique de différents matériaux.

Introduction Plan : Présentation de LabVIEW Présentation du projet Programme Interface Demonstration Améliorations Conclusion Plan : Présentation de LabVIEW Présentation du projet Description du programme Description de l’interface Démonstration Améliorations

Présentation de LabVIEW Introduction LabVIEW Projet Programme Interface Demonstration Améliorations Conclusion Historique de LabVIEW : Logiciel de développement d’applications de la société National Instruments. Créé par Jeff Kodosky en 1986. Présenté sous Macintosh puis étendu sur d’autres OS : Windows, UNIX, Linux, Mac OS …

Présentation de LabVIEW Introduction LabVIEW Projet Programme Interface Demonstration Améliorations Conclusion Logiciel de programmation instrumentale : Domaine d’application traditionnel de LabVIEW : commande et mesure à partir d’un PC Concept d’instrument virtuel => interface graphique en permanence Fonctionnement assuré par des bibliothèques de fonctions et des outils de développement

Présentation de LabVIEW Logiciel comparable aux systèmes de développement en C ou JAVA (lignes de code) Démarcation par son mode de programmation graphique : le langage G Avantages : Principal avantage : ce mode de programmation Plus intuitif : icônes, terminologie et principes familiers aux ingénieurs (symboles graphiques). Langage par flux de données et approche par diagramme Mêmes éléments que les langages classiques (variables, type de données, boucles, séquence, gestion d’erreurs …) Introduction LabVIEW Projet Programme Interface Demonstration Améliorations Conclusion

Présentation de LabVIEW Bibliothèques de fonctions étendues Routines (blocs pré-programmés) Bibliothèques de fonctions spécifiques à l’acquisition de données et au pilotage d’instruments VXI, GPIB ou liaison série. Comment marche LabVIEW ? Programme = VI 3 composants : FA, diagramme et icônes Structure hiérarchique et modulaire : programme principal et sous-VI (utilisation d’un code récurrent => - de mémoire + facile à déboguer) Introduction LabVIEW Projet Programme Interface Demonstration Améliorations Conclusion

Présentation du projet L’étudiant dispose de 3 barres (acier, alu, cuivre) Thermocouples placés tous les 10cm Chauffage afin de calculer la conductivité (W/mK) Modélisation du problème : Equation différentielle par bilan énergétique : avec RS et modèle sans pertes : Introduction LabVIEW Projet Programme Interface Démonstration Améliorations Conclusion

Présentation du projet Solution de l’équation : avec (W/m²) La pente donne donc la valeur de la conductivité thermique. RP : approximation : onde thermique de forme sinusoïdale => solution de l’EQ : En posant k = μ - iν : Introduction LabVIEW Projet Programme Interface Démonstration Améliorations Conclusion

Présentation du projet On a donc : λ est donc fonction de µ, ν et ω ω est donnée par la période de la sinusoïde ν est donné par l’amplitude max crête à crête µ est donné par la vitesse de phase de la Sinusoïde l’exploitation graphique du sinus nous permet de calculer λ Introduction LabVIEW Projet Programme Interface Démonstration Améliorations Conclusion

Description du programme Introduction LabVIEW Projet Programme Interface Demonstration Améliorations Conclusion Le programme nécessite d'être multitâche. Pour ce faire, on utilise 4 tâches qui sont : une gestion interface une acquisition Ti=f(t) une acquisition Ti=f(x) avec le calcul de λ un échauffement de la barre

Description du programme Gestion de l’interface : Introduction LabVIEW Projet Programme Interface Demonstration Améliorations Conclusion Cette tâche permet de réactualiser l’interface lorsque l’on effectue les actions : Arrêt de Ti=f(t) Arrêt de T=f(X) Arrêt de la chauffe Reset graphique 1 Reset graphique 2 Sélection du régime Choix d'un menu Sortie de l'application

Description du programme Acquisition Ti = f(t) : Introduction LabVIEW Projet Programme Interface Demonstration Améliorations Conclusion Cette tâche permet d’effectuer les actions suivantes suite à la pression de « Démarrer » : Acquisition de la température des 8 thermocouples positionnés tout les 10 cm. Enregistrement des valeurs dans un tableur. Tracé du graphique Ti = f(t).

Description du programme Acquisition Ti = f(X) : Introduction LabVIEW Projet Programme Interface Demonstration Améliorations Conclusion Cette tâche permet d’effectuer les actions suivantes suite à la pression de « Acquisition » : Récupération de l’information curseur. Récupération des valeurs de température des capteurs dans le fichier tableur. Tracé du graphique Ti = f(X). Linéarisation de la pente. Calcul de Lambda.

Description du programme Echauffement de la barre : Introduction LabVIEW Projet Programme Interface Demonstration Améliorations Conclusion Cette tâche permet d’effectuer l’action suivante suite à la pression de « Chauffe » : un chauffage périodique de période 60 secondes afin d’avoir une température qui varie sinusoïdalement pour les capteurs.

Description du programme Example de code pour chauffer la barre : Introduction LabVIEW Projet Programme Interface Demonstration Améliorations Conclusion

Description de l’interface Introduction LabVIEW Projet Programme Interface Demonstration Améliorations Conclusion

Description de l’interface Introduction LabVIEW Projet Programme Interface Demonstration Améliorations Conclusion

Demonstration Démonstration du programme en action ! Introduction LabVIEW Projet Programme Interface Demonstration Améliorations Conclusion Démonstration du programme en action !

Améliorations Les améliorations possibles sont : Introduction LabVIEW Projet Programme Interface Demonstration Améliorations Conclusion Les améliorations possibles sont : Chargement/sauvegarde des courbes Génération/Impression de rapports Envoi d’email automatique

Conclusion Introduction LabVIEW Projet Programme Interface Demonstration Améliorations Conclusion Ce projet nous a permis de mieux appréhender le domaine du développement LabVIEW. Il nous a entre autre permis d’améliorer nos compétences sur la programmation graphique et modulaire et d’enrichir nos connaissances sur l’utilisation d’appareils couplés avec labVIEW.

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