Cours prévu en début de 2° année A.1-5 Ondes Cours prévu en début de 2° année

Lecture du référentiel On donnera les notions nécessaires à la compréhension et à la mise en œuvre de la fibre optique et de certains capteurs A-1.5 Ondes 1 2 3 4 Ondes progressives : quelques exemples d’ondes et leurs caractéristiques : lois de la réflexion et de la réfraction   Notions d’optique ondulatoire et géométrique (miroir plan, lentilles minces et fibre optique) Description des principes physiques mis en jeu dans quelques sources lumineuses : sources à incandescence et sources à décharge. Grandeurs photométriques d’émission : flux énergétique, flux lumineux et éclairement Perturbations électromagnétiques par conduction, par induction, par effet capacitif, par rayonnement : causes, effets, remèdes. Traité en cours de SA Les principes physiques et les définitions des grandeurs photométriques seront introduites expérimentalement Traité en essais de systèmes On présentera les perturbations électromagnétiques BF et HF ainsi que les principaux modes de couplage et qq règles de câblage permettant de se prémunir de ces perturbations Repère pour la formation

Partie de cours (6h) A-1.5 Ondes 1 2 3 4 Ondes progressives : quelques exemples d’ondes et leurs caractéristiques : lois de la réflexion et de la réfraction   Notions d’optique ondulatoire et géométrique (miroir plan, lentilles minces et fibre optique) Niveau 2 : Niveau de l’expression. Maîtrise d’un savoir relatif à l’expression orale et écrite en utilisant le langage de la discipline. On donnera les notions nécessaires à la compréhension et à la mise en œuvre de la fibre optique et de certains capteurs

Objectifs A partir de : Une expérience simple La documentation technique mise à disposition Différents capteurs associés aux systèmes L’étudiant devra être capable de : Appliquer les lois de la réflexion et de la réfraction Décrire les principaux constituants et le principe physique mis en jeu dans certains capteurs et dans la fibre optique Modéliser un objectif de caméra et exploiter ce modèle

Déroulement 1° séance (2h) 2° séance (2h) 3° séance (2h) A : détecteur de couleur Groupe 1 Reprise avec la classe des points pas ou mal abordés. Compléments éventuels. B : détecteur photoélectrique Groupe 2 C : détecteur à ultrasons Évaluation Personnelle. (1h) Groupe x D : système de vision E : fibre optique => Rédaction d’un document de synthèse (corrigé et noté) Rédaction d’un document par capteur (corrigé)

Compétences transversales C01 : Analyser un dossier C03 : Analyser une solution technique C04 : Rédiger un document de synthèse C16 : Élaborer un support de formation C28 : Communiquer de façon adaptée à la situation

Savoirs et Savoirs Faire Définition du vocabulaire associé : Appliquer les lois de la réflexion et de la réfraction sur des exemples simples Aux ondes Aux lois de la réflexion et de la réfraction Aux lentilles minces À la fibre optique Construire géométriquement l’image d’un objet à travers une lentille mince convergente Construire géométriquement le trajet d’un rayon lumineux dans une fibre optique à saut d’indice.

Documents à disposition des étudiants Le catalogue sensor technology de Siemens Le cahier technique n°209 de Schneider Electric relatif à l’acquisition de données Le fichier Excel Descartes Le fichier Excel focométrie Des rapports de thèmes sur les maquettes où sont présents les capteurs

Comment est réalisée la détection de couleur ? Les lois physiques : L’expérience : Réflexion Réfraction Le vocabulaire à définir : Les références du capteur sur la maquette : Lumière Spectre lumineux Lumière blanche Couleur Longueur d’onde Siemens BERO 3RG75 500-7CA00  Le capteur : Principe Constitution Réglage possible

Expériences sur les couleurs.

Comment fonctionne un détecteur à ultrason ? Les lois physiques : L’expérience : Réflexion Calcul de la distance d’un objet en fonction du temps du trajet Le vocabulaire à définir : Les références du capteur sur la maquette : Son, ultrason onde célérité Longueur d’onde Siemens Sonar-BERO 3RG6112-3GF00 Le capteur : Principe Constitution Réglages possibles Applications

Comment fonctionne un détecteur photoélectrique ? Les lois physiques : Les expériences : Réflexion Lentille mince convergente (rendre un faisceau parallèle focaliser un faisceau vers le détecteur) Le vocabulaire à définir : Les références du capteur sur la maquette : Rayons incident, réfléchi Angles d’incidence, de réflexion Lentille mince convergente Foyer Siemens Opto-BERO 3RG7211-3DK00   Réflecteur type D84 Le capteur : Principe Constitution Différents types de détecteurs Applications

Rayon incident I Rayon réfléchi qincidence qréflexion

Extrait CT 209

Comment obtenir l’image d’un objet ? Les lois physiques : Les expériences : Mise au point de l’image d’une image avec un projecteur de diapositive. Construction géométrique de l’image Lentilles minces Construction géométrique de l’image Les références du capteur sur la maquette : Le vocabulaire à définir : Objet, image Lentille mince convergente Foyers Axe optique Focale Caméra siemens simatics 721 CMOS (réf 3GF1721-0AA) à éclairage annulaire  Le capteur : Principe Constitution Applications

F’ F a) Recherche de la distance focale F’ F b) Rayon incident parallèle à l’axe optique F’ F c) Rayon incident qui passe par le foyer objet F’ F d) Rayon incident qui passe par le centre optique de la lentille Lien vers le fichier focométrie

Comment déporter la détection par rapport au capteur ? Les lois physiques : L’expérience : Réfraction Réflexion totale Construction du trajet lumineux dans une fibre à saut d’indice Le vocabulaire à définir : Réfraction Angle d’incidence, de réfraction Indice de réfraction Réflexion totale Capteurs avec fibres optiques Détecteur de couleur, … La fibre optique : Principe Constitution

Lien vers le fichier Descartes Extrait CT 209 I qinc qrélexion qréfraction Réflexion totale

Séance 2 : document de synthèse Rédaction d’un document de synthèse : Expliquez brièvement la constitution, le principe de fonctionnement et le rôle de chaque capteur Définissez le vocabulaire suivant : spectre lumineux, longueur d’onde célérité (donnez des valeurs numériques), indice de réfraction Présentez à travers des schémas légendés : Les lois de la réflexion et de la réfraction La modélisation d’un objectif de caméra et le principe de construction géométrique de l’image d’un objet. Le principe de propagation de la lumière dans une fibre optique à saut d’indice

Séance 3 : remédiation et évaluation Reprise des points pas ou mal abordés avec la classe. Évaluation (1h). Doc word.