Avant correction finale 12,5 /20 AMOURETTI Alexis BOTSOS Ugo Avant correction finale 12,5 /20 Bilan du groupe sur l’activité ballon, sonde : Maîtrise d’Excel : satisfaisante sauf au début 3 / 5 Compte rendu : souvent bien (à la fin !!) 3 / 5 argumentation satisfaisante souvent complet (sauf au début) bien corrigé à chaque fois pas toujours envoyé Exploitation des données : 3,5 / 5 Courbe à superposer Analyse correcte Activité en classe : satisfaisante 3 / 5 un peu lent

Capteur 08 de luminosité n°2 AMOURETTI Alexis BOTSOS Ugo Capteur 08 de luminosité n°2 L'éclairement lumineux correspond à un flux lumineux reçu par unité de surface. Le lumen (lm) est l’unité d’un flux lumineux. 1 lux= 1lm/m2 L’éclairement va augmenter en même temps que l’altitude du ballon, jusqu’à atteindre une luminosité de 300000 lux c’est ce que nous prévoyons. Sommaire 24/02/10 : Présentation du capteur à utiliser 03/03/10 : Etalonnage du capteur en résistance 10/03/10 : Etalonnage du capteur en résistance 17/03/10 : Etalonnage du capteur en tension : détermination de la résistance moyenne 24/03/10 : Etalonnage du capteur en tension : tableau de valeurs et graphique correspondant 31/03/10 : Etalonnage du capteur en tension : tableau de valeurs et graphique correspondant 21/04/10 : Etalonnage du capteur en tension : exploitation de la courbe 21/04/10 : Capteur n°8 de luminosité dans la nacelle d’Alexis et de Ugo 12/05/10 : Prévision de la tension en fonction de la courbe d’étalonnage en résistance 26/05/10 : Exploitation des données 02/06/10 : Exploitation des données Fichier Excel satisfaisant, vous pourriez superposer l’éclairement et l’altitude en fonction du temps t(s) !!! Corriger diapos 9 et 10

Présentation du capteur à utiliser 24/02/10 On a comparé deux luxmètres. On veut savoir si on peut en utiliser un dans le ballon sonde pour faire les mesure de luminosité. Mesure en tension On utilisera plutôt une photo résistance pour le capteur de luminosité, le luxmètre étant trop lourd, trop encombrant. De plus le luxmètre ne convertit pas la mesure de l’éclairement à mesurer en mesure analogique. On a calculé l’éclairement à définir (en lux) de la salle de MPI grâce a un luxmètre branché à un voltmètre (en Volt). X10 Sortie en tension Calibre Capteur de luminosité du luxmètre. Sur le calibre 2000 Lux ; 1,0 mV correspond donc à 10 lux. Sur le calibre 20000 Lux ; 1,0 mV correspond donc à 100 lux. Sur le calibre 50000 Lux ; 1,0 mV correspond donc à 1000 lux. On a obtenu 0,024V qui correspond a 240 mV qui équivaut donc a un éclairement de 2400 lux. Notre capteur, une fois soudé

Etalonnage du capteur en résistance 03/03/10 10/03/10 On remarque que la valeur de la résistance de la photorésistance augmente à l’obscurité et diminue à la lumière. Pour le calibre 50 000 lux : 0.1mV correspond a 100 lux Pour le calibre 2 000 lux : 0.1mV correspond a 1 lux Pour les grandes valeurs on obtient la courbe représentative qui est une fonction de puissance d’équation : E = 31,85 * R -3,27. Cette courbe est décroissante, plus l’éclairement diminue plus la résistance augmente. C’est la partie de la courbe la plus importante car à 30 km d’altitude, l’éclairement est compris entre 50000 et 250000 lux. Pour les faibles éclairement (qui correspond au reste de la courbe) on obtient une fonction de puissance d’équation : E = 678,36R-1,864. La courbe est aussi décroissante et se rapproche de zéro. Le domaine de validité est de 300000 à 50000 lux pour les grandes valeurs et de 34000 à 1700 lux pour les autres valeurs. On remarque que l’éclairement moyen est de 150000 lux, et la résistance correspondante a pour valeur 76Ω. On se servira de celle-ci pour étalonner en tension (voir page suivante). On a branché un luxmètre à un voltmètre et notre capteur à un ohmmètre. Puis on a approché le luxmètre et notre capteur d’une source lumineuse, et on a relevé les valeurs de tension et de résistance. Grâce à ces valeurs on a déterminé le la correspondance entre la résistance et l’éclairement.

Etalonnage du capteur en tension Notre résistance moyenne 17/03/10 On remarque sur le graphique que l’éclairement moyen est de 150000 lux, donc la résistance est de 76Ω. On se servira de cette valeur pour étalonner en tension. R= 100 Ω R= 330 Ω E=150000 lux Notre résistance moyenne Réquivalent = 1 / (1/R1+1/R2) = 1 / (1/100+1/330) = 77 Ω R=0.076 kΩ Pour étalonner la résistance en tension on va utiliser le schéma ci-dessous: On utilise deux résistances, une de 100 Ω et une autre de 330 Ω en dérivation pour former une résistance de 76 Ω. + Capteur de luminosité G 5 V R = 76.3 Ω Résistance : 76.3 Ω - V com V

Etalonnage du capteur en tension 24/03/10 31/03/10 Pour le calibre 50 000 lux : 0.1mV correspond a 100 lux Pour le calibre 2 000 lux : 0.1mV correspond a 1 lux Générateur délivrant une tension de 5V Voltmètre mesurant la tension aux bornes du luxmètre Voltmètre mesurant la tension aux bornes du capteur capteur luxmètre

Etalonnage du capteur en tension 21/04/10 Pour l’éclairement en fonction de la tension aux bornes de la photorésistance, on obtient deux courbes représentatives de deux fonctions exponentielles qui correspondent à deux calibres différents. Pour les valeurs de tension de 0.62 à 2.1 V, on a utilisé le calibre 2000 lux où 0.1 mV correspond 1lux. La courbe a pour équation : E = 632.26* e1.9581U. Pour les valeurs de 2.3 à 3.2 V, on a utilisé le calibre 50000 lux où 0.1 mV correspond à 100 lux. La courbe a pour équation : E = 654.38e1.8905U. Ces courbes sont croissantes, plus l’éclairement augmente plus la tension augmente.

Prévision de la tension en fonction de la courbe d’étalonnage en résistance 12/05/10 Superposition des deux courbes Uc=Rc*I U1=R1*I UG=I*(Rc+R1) 5=I*(Rc+76) ligne fausse R1 = 76.3 Ω + + Rc G V V com Uc= Rc*Uv ligne fausse aussi - A partir de la courbe d’étalonnage en résistance on peut déterminer la tension aux bornes de notre photorésistance. On a déterminé la résistance total qui est la somme de la résistance aux bornes du capteur et de la résistance moyenne. Puis on a calculé le rapport entre la résistance et la résistance totale et on a ensuite multiplié ce rapport par 5,0V qui est la tension délivrée aux bornes du générateur. On obtient ainsi une courbe représentant une fonction exponentiel d’équation : E=589.48e2.2265U. Cette courbe est pratiquement la même que celle déterminée lors de l’étalonnage en tension. Prévision de l'éclairement E de la photoresistance en fonction de la Tension U aux bornes de la photorésistance Eclairement E de la photoresistance en fonction de la Tension U aux bornes de la photorésistance

Capteur n°8 de luminosité dans la nacelle d’Alexis et Ugo 21/04/10 Capteur n°8 de luminosité dans la nacelle d’Alexis et Ugo 225000 lux AMOURETTI Alexis BOTSOS Ugo Notre capteur 80000 lux 11000 lux Position de notre capteur dans la nacelle 1.4 V 2.5 V 3.1 V Notre capteur se situe en bas de la nacelle, il ne sera pas gêné par l’ombre du ballon, donc la mesure de l’éclairement ne sera pas faussée. 0.24V(luminositée ambiante de la salle de MPI) = 800 lux

Exploitation des données du vol du ballon sonde Au delà de 13h14 les valeurs sont erronées. Ma courbe: elle est de couleur verte claire On remarque que l’éclairement varie peu durant le vol du ballon sonde. Au debut l’éclairement augmente, il passe de 5000 lux à 6500 lux puis a partir de 12h45 l’éclairement diminue à 4200lux. On peut en déduire que le ballon a éclaté à 12h45. Entourer cette date sur la courbe ! 26/05/10

Exploitation des données du vol du ballon sonde Superposer les 2 courbes ! On remarque que la luminosité augmente en même temps que l’altitude. Par rapport aux autres capteurs de luminosité, l’éclairement mesuré par notre capteur est extrêmement faible ce qui est dû à sa position dans la nacelle. Notre capteur étant en bas de la nacelle n’a capté que la lumière réfléchie par la Terre alors que les autres capteurs étaient sur les côtés de la nacelle ont reçu la luminosité directement du Soleil. 02/06/10