Projet Pluridisciplinaire Encadré DORO Typhaine CALLEWAERT Kévin

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

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

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

4 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

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

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

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

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

9 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

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

11 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

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

13 Acquisition : Courbe de calibrage Face avant Labview 

14 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)

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

16 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

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

18  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)

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

20 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

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

22 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.

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

24 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.

25 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.

26 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 !

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

28 F. Résultat final : Interface LABVIEW :  Voir Ici