Claire Chevalier Mélanie Lubrano Avant correction finale 12,5 /20 Bilan du groupe sur l’activité ballon, sonde : Maîtrise d’Excel : 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 l’appareil photo

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

Schémas pour construction de la nacelle. Sommaire 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 l’appareil photo + un trou pour l’objectif. 3/03/10 découpage de du polystyrène Assemblage de 3 faces. Schémas pour construction de la nacelle.

Sommaire 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 d’environ 50 euros. Le 10 Mars. Mélanie. Placement de l’appareil photo dans la nacelle. Le principe était de pouvoir placer l’appareil au dernier moment, après avoir lancé le film tout en gardant l’étanchéité de la nacelle. Les températures en altitude étant très basses, nous devions aussi l’isoler du froid c’est pourquoi nous avons recouvert les paroi de la trappe avec une couverture de survie. De plus un trou pour l’objectif a été percé et recouvert par un film transparent pour conserver l’étanchéité. Emplacement de l’appareil photo

Capteur de luminosité 24/02/10 Sommaire V W C v v 1lux= 1 lumen/m² Com Un capteur de luminosité a la capacité de détecter un rayonnement du domaine optique et de le transformer en signal électrique. L'éclairement d'un objet, correspond à l'ensemble des flux lumineux qu'il intercepte. Son unité est le lux (lx), 1lux= 1 lumen/m² Nous pouvons nous attendre à l’augmentation de la luminosité lors de la montée du ballon. En effet, la nacelle se rapprochant de plus en plus du soleil, l’éclairement sera plus important. En revanche, lors que le ballon traversera des nuages, nous constaterons certainement une baisse de la luminosité. 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 l’axe de rotation). On pourra ainsi vérifier que la quantité de lumière reçue augmentera à mesure que le ballon va s’élever. 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) v Com V Source lumineuse Com C W Luxmètre v Notre capteur.

Etalonnage en résistance du capteur de luminosité Sommaire Cette courbe nous montre que la valeur de la résistance peut nous permettre de déterminer l’éclairement d’un milieu a l’aide du capteur. Nous pouvons observer que plus la valeur de la résistance est élevée, plus l’éclairement est faible. Le domaine de validité de la fonction est compris entre 72 W et 320 W Nous cherchons à déterminer quelle sera la valeur de la résistance pour pouvoir étalonner le capteur en tension. Si l’on ne met pas de résistance, la tension au bornes du capteur serai trop élevé et pourrait l’endommager, et cette résistance nous permet de calculer la tension relative à l’éclairement 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 150 000 lux, ce qui correspond alors à une résistance d’environ 75 W Nous avons donc pris une association de résistance de 10 W et 2 résistances de 33 W que nous avons monté en série. 33 W 10 W

Etalonnage en tension du capteur de luminosité Soudage Montage v Com Cette courbe nous montre que plus l’éclairement est élevé, plus la tension augmente, en effet pour un éclairement de 50000 lux, la tension est environ de 2,0 V. Lorsque qu’il est de 200000 lux, la tension vaut 3 V. Nous pouvons voir aussi que le domaine de validité commence à partir de 0,6 V jusqu’à 2,7V environ V Source lumineuse Com - C G Luxmètre 5V v + R On peut aussi prévoir la forme de cette courbe en utilisant la courbe d’étalonnage en résistance( voir page suivante). 75 W V v Com 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. Sommaire

V V COM Prévision de la tension en fonction de la courbe d’étalonnage en résistance Sommaire R=75W RC UR URC - + G 5V UG 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 UG= I*(R+RC)=UR+URC URC/UG = R/ (R+RC) URC/5= 75 / (75+Rc) URC=5,0*75/(75+RC) A partir de la courbe d’étalonnage 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 W à l’aide de la loi d’Ohm.

Capteur n°2 bis, de luminosité de secours Capteur de luminosité: Type résistif. Réagissant à la lumière. Luminosité ambiante: tension de l’ordre de 0.25 V A l’obscurité totale: tension de l’ordre de 0.2V Dans la nacelle, notre capteur sera positionné sur l’une 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 Où était précisément votre capteur dans la nacelle? Voir position du capteur de température remplacé. Pourquoi n’avez-vous pas pris de photo ? Notre capteur à été mis au dernier moment c’est pourquoi nous n’avons pas de photo. Il était situé sur un coté de la nacelle Il faut alors récupérer la photo prise pour le capteur qu’il a remplacé. Sommaire

Exploitation des données Courbes représentant les mesures effectuées par tous les capteurs lors de l’expérience. Titre satisfaisant maintenant 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 d’augmenter ce qui signifie que l’intensité de l’éclairage est de plus en plus élevé.

Zoom Exploitation des données Bien visible maintenant Le changement de titre apparaît sur Excel mais pas sur ce fichier 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 l’expérience, nous remarquons que la luminosité ne cesse d’augmenter. En effet cela correspond à l’ascension de la nacelle. Bien visible maintenant Zoom Titre à revoir Cette courbe apparaît maintenant sur pas sur le fichier Excel.

Ces 2 courbes ci-dessus auraient peu être superposées Exploitation des données (suite) Ces 2 courbes ci-dessus auraient peu être superposées Courbe 1 Nous pouvons voir sur la courbe 1, la variation d’altitude de la nacelle. En effet l’altitude augmente fortement jusqu’à 12h03 pour ensuite augmenter plus légèrement jusqu’à 12h41 et enfin diminuer d’un coup. La courbe 2 représente les variations de l’éclairement au cour du temps. Nous pouvons observer que durant les dernières minutes il y a un pic de luminosité. L’éclairement minimum ne varie, pas il reste stable, en revanche; l’éclairement maximum varie. L’éclairement minimum est à environ 15000 lux, et l’éclairement maximum varie de 80000 à 135000 lux. OK pour l’évolution Courbe 2