A2- Tutoriel senseur : Geoffrey Boen Pierre Quinet

ARDUINO : Température / Pression - Vortex d'ailes

ARDUINO - Capteur thermique 

Quantifier les phénomène des vortex d'ailes

INTRODUCTION

Suite à l’expérience portant sur le phénomène de vortex d’aile, nous avons tenté de quantifier ce phénomène par le biais de l’électronique. La quantification, fortement utilisée en physique nous permettra de démontrer nos premières hypothèses. Pour ce faire, un Arduino Uno ainsi qu’un capteur thermique furent nécessaire.

VÉRIFICATION DE L'HYPOTHÈSE

L’objectif de cette démarche sera de vérifier notre première hypothèse :

" La pression n’est pas le seul facteur qui engendre cette condensation observée sur les ailes des avions.  Les vortex d’aile sont en réalité le résultat de 2 phénomènes physiques : Premièrement la diminution de la pression engendre une diminution de la température de l’air. Cette diminution de la température de l’air entraînera la condensation de la vapeur d’eau contenue dans l’air. "

Il s’agit donc de vérifier, par le biais de la technologie, s’il y a bel et bien une augmentation de la température lors d’une hausse de la pression ainsi qu’une chute de la température lorsqu’il y a une baisse de pression.

EXPÉRIMENTATION

La première étape fut de réaliser le montage (fig. 1) de l’installation avant de commencer à programmer l’Arduino Uno, sorte de cerveau des opérations, et lui indiquer la marche à suivre avec le « code » ci-dessous (fig. 2). Ce dernier génère une commande permettant d’interpréter les données recueillies par un capteur thermique placé à l’intérieur dans notre récipient sous pression (fig. 3) 

fig. 1 - Montage Arduino Uno

   

    

fig. 1 - Capteur thermique 

    

fig. 1 - Capteur thermique dans récipient 

    

fig 1. - Montage complet

        

Élaboration du code vers l'Arduino

fig 2. - Code Arduino 

En réalisant l’expérience avec un capteur thermique, nous avons effectivement observé une hausse de la température lorsque nous augmentions progressivement la pression au sein de la bouteille. La température initiale était de 24 °C (fig. 3). Suite à l’augmentation de la pression, la température est montée progressivement jusqu’à 33 °C (fig. 4) pour chuter de façon brutale jusqu’à 24 °C lorsque nous avons relâché la pression interne.

fig. 3 - Température initiale

fig 4. - Augmentation de la pression + hausse de la température

INTERPRÉTATION DES RÉSULTATS

fig. 5 - Courbe de température avec augmentation de la pression

Expérience arduino

Calcul du débit de l'eau

Tutoriel senseur : Senseur infrarouge

Tutoriel senseur : capteur de niveau d'eau

1- Description du senseur électronique

Nom de capteur : Water Sensor : Capteur de niveau d’eau

C’est un capteur qui fonctionne de façon analogique et qui envoie une valeur entre 0 et 1024 en fonction du niveau d’eau dans lequel il est immergé (max 40mm).

2- Description de l'expérience physique et mesure à réaliser

L’expérience physique que nous souhaitions réaliser est celle que nous avions déjà réalisée lors du précédent TP.

Elle consiste à :

- Remplir une soucoupe d’eau.

- Disposer la bougie au centre de la soucoupe. (Ici → Coton + Alcool)

- Enflammer la bougie.

- Retourner le bécher sur la bougie.

- Observer. 

Constatations : La bougie brûle quelques secondes, puis s’éteint. Une fois éteinte l’eau monte dans le verre retourné. (voir tuto expérience sur la physique des gaz)

En accord avec cette expérience, nous souhaitions mesurer le volume d’eau ayant été aspiré dans le bécher, à la suite de l’extinction de la flamme.

3- Mise en place du senseur + montage +code

Le montage et la programmation du Senseur sont relativement simples et nécessitent peu de matériel.

Matériel nécessaire :

-  Un Arduino

- Un capteur de niveau d’eau

- Une nappe 3 fils permettant de relier le capteur à l’Arduino

Montage :

Le montage consiste ensuite à relier le capteur à l’alimentation (5V et GND) de l’Arduino, ainsi qu’à une lecture analogique de celui-ci.

On choisit alors de brancher de la manière suivante :

- La borne + du capteur sur le 5V de l’Arduino

- La borne – du capteur sur le GND de l’Arduino

- La borne S du capteur sur l’entrée A5 de l’Arduino

Code :

A partir de ce branchement, il faut encoder les lignes de code suivante dans le logiciel Arduino et lancer une synchronisation

4- Mesures réalisées

Afin de comprendre le fonctionnement du capteur, nous avons souhaité le tester de manière simplifiée, simplement en le plongeant dans un volume d’eau et en le faisant augmenter petit à petit, par tranche de 5mm.

5- Analyse de la mesure réalisée

Suite à cette expérience, que nous avons réalisée à 2 reprises, nous nous sommes rendus compte qu’il y avait un problème avec le capteur et qu’il ne serait pas possible de réellement le mettre en application au travers de l’expérience sur la physique des gaz, avec la bougie.

6- Conclusion

Le capteur semble avoir un problème, car les valeurs obtenues ne semblent pas cohérentes. En effet en augmentant le volume d’eau par tranches régulières de 5mm, les valeurs analogiques relevées auraient dues être toujours croissantes, Or on constate d’après le graphique qu’elles ne le sont pas toujours.

Cependant, par lecture graphique sur le bécher, on constate que ce sont +/- 200ml d’eau qui ont été « aspirés » dans le bécher

Esteban Hernandez & Margarita Aguado Travail 20/10/2017

Sensor Light

20/10/2017

1. Description du senseur électronique 

  The digital sensor we used detected light and asigned a number between 0-233 according to the amount it detected.

2. Description de l'expérience physique et mesure à réaliser.

 We used a recipient with water and the light sensor to evaluate the dispersion of light throw the material. For the measurements we use a simple montage in which the amount of water (distance from light source to sensor) was our variable.

3. Mise en place du senseur + montage +code

 Code:                                        Montage:

4. Mesure réalisée

 

 In this graph you can see in Y the amount of light received by the sensor and in X the distance created by the water.

5. Analyse de la mesure réalisée

As we can see in the graph when there is a smaller distance of water between the souce and the sensor Arduino registered higher amounts of light and viceversa. This relation can be reflected by many factors like the transparency of the water, for the experiment we use colorant to make results more visible. 

6. Conclusion

Light is an energy resource that can be use to purify water, however we are not always conscious of the dispersion that occures. Light can easily pass through gases like the ones we find in the atmosphere, but a material like water has a mayor recistance. This process called light dispersion can be affected by the cualities of the material it passes through. It will be harder for light to pass through a darker water.

A2 - Tutoriel senseur

Rédigez un tutoriel sur la mise en place d'un senseur électronique sur l'expérience physique réalisée la semaine passée. Détaillez le senseur choisi et ses possibilités d'applications. Décrivez votre expérience, la mesure que vous souhaiteriez réaliser. la manière dont vous l'avez mis en application. L'idée est que votre tutoriel soit suffisamment précis et détaillé pour que n'importe quel étudiant de l'atelier puisse reproduire votre travail.

Voici une idée de la structure pour votre post:

1. Description du senseur électronique

2. Description de l'expérience physique et mesure à réaliser

3. Mise en place du senseur + montage +code

4. Mesure réalisée

5. Analyse de la mesure réalisée

6. Conclusion