Différences entre les pages « Faire flotter de la pâte à modeler » et « Photo Thermique à base d'arduino »

 
 
Ligne 1 : Ligne 1 :
 
{{Tuto Details
 
{{Tuto Details
−
|Main_Picture=Faire_flotter_de_la_p_te___modeler_IMG_20200404_184717.jpg
+
|Main_Picture=Photo_Thermique_à_base_d'arduino_Animation_scan.gif
 
|Licences=Attribution (CC-BY)
 
|Licences=Attribution (CC-BY)
−
|Description=Comment faire flotter de la pâte à modeler ?
+
|Description=Photo avec arduino
−
|Disciplines scientifiques=Matter Sciences, Physics
+
|Disciplines scientifiques=Arduino, Life Sciences, Optical, Physics
−
|Difficulty=Easy
+
|Difficulty=Technical
−
|Duration=10
+
|Duration=1
−
|Duration-type=minute(s)
+
|Duration-type=hour(s)
−
|Tags=pâte à modeler, surface, poussée d'Archimède, densité
+
}}
 +
{{Introduction
 +
|Introduction=Comment prendre des photographies thermiques ? Ce petit montage peu coûteux comparé au prix d'une caméra dédiée à la photographie thermique, se base sur la technique du "light painting".
 
}}
 
}}
−
{{Introduction}}
 
 
{{Materials
 
{{Materials
 
|ItemList={{ItemList
 
|ItemList={{ItemList
−
|Item=Pate à modeler
+
|Item=Arduino
 
}}{{ItemList
 
}}{{ItemList
−
|Item=Bol
+
|Item=Appareil photo
 
}}{{ItemList
 
}}{{ItemList
−
|Item=Eau
+
|Item=Capteur de température infrarouge
 
}}{{ItemList
 
}}{{ItemList
−
|Item=Bocal en verre
+
|Item=Led RGB
 +
}}{{ItemList
 +
|Item=Breadboard
 +
}}{{ItemList
 +
|Item=Câble Dupont
 +
}}
 +
|Tuto_Attachments={{Tuto Attachments
 +
|Attachment=Photo_Thermique___base_d_arduino_photo_thermique.ino.ino
 
}}
 
}}
 
}}
 
}}
 
{{Tuto Step
 
{{Tuto Step
−
|Step_Title=Réunir le matériel
+
|Step_Title=Le montage
−
|Step_Content=*une boule de pâte à modeler résistante à l'eau
+
|Step_Content=Réalisez le montage comme décris ci-contre.
−
*un bol rempli d'eau
+
 
 +
 
 +
Uploadez le programme ci-joint dans votre arduino. Afin d'avoir des résultats visibles, c'est à dire des couleurs bleues pour les zones froides et rouges pour les zones chaudes, bien contrastées , effectuez des mesures sur votre mur ou objet afin d'avoir un ordre de grandeur des températures à détecter.
  
−
<br />{{Info|Pour teste la résistance à l'eau de ta pâte à modeler, prends en un petit morceau et mets le dans l'eau. Si ta pâte devient cassable ou fond entre tes doigts, alors elle n'est pas résistante à l'eau et nous te déconseillons de l'utiliser pour l'expérience.}}<br />
+
<br />
−
|Step_Picture_00=Faire_flotter_de_la_p_te___modeler_IMG_20200404_184635.jpg
+
|Step_Picture_00=Photo_Thermique_à_base_d'arduino_750px-Montage_photo_thermique.png
 +
|Step_Picture_01=Photo_Thermique___base_d_arduino_pinout_led_rgb.jpg
 
}}
 
}}
 
{{Tuto Step
 
{{Tuto Step
−
|Step_Title=Tester la flottabilité de la boule
+
|Step_Title=Reglage des températures Min et Max dans le code
−
|Step_Content=Que se passe-t-il si tu poses la pâte à modeler dans le bol d'eau ?
+
|Step_Content=et ensuite modifiez les deux premières variables :
 +
<br /><syntaxhighlight lang="arduino" line="1" start="18">
 +
const float lowReading = 0; // température basse en degrés (bleu)
 +
const float highReading = 45; // température haute en degrés (rouge)
 +
</syntaxhighlight>
  
−
La boule tombe au fond du bol.
 
  
  
−
Si tu as un bol transparent, marque le niveau d'eau avec la boule en traçant un trait à l'extérieur du bol.
+
Une fois le montage réalisé, scotchez le capteur de température infrarouge bien parallèle à la led RGB.  
−
|Step_Picture_00=Faire_flotter_de_la_p_te___modeler_IMG_20200404_184717.jpg
+
 
−
|Step_Picture_01=Faire_flotter_de_la_p_te___modeler_IMG_20200404_184724.jpg
+
Vérifiez avec votre main en face du capteur que la led change de couleur, si ce n'est pas le cas, controlez votre montage et/ou modifiez les parametres de température haute et basse.
 
}}
 
}}
 
{{Tuto Step
 
{{Tuto Step
−
|Step_Title=Modeler pour faire flotter
+
|Step_Title=Réglage de l'appareil photo reflex
−
|Step_Content=A présent, essaye de modifier la forme de la pâte à modeler pour réussir à la faire flotter. Tu peux essayer de t'inspirer de ce que tu connais, de ce qui flotte autour de toi.
+
|Step_Content=Réglez votre appareil photo en mode Manuel, puis l'ouverture à F7.1 et le temps d'exposition de 30 secondes sensibilité 200 ISO
−
|Step_Picture_00=Faire_flotter_de_la_p_te___modeler_IMG_20200404_184742.jpg
+
 
 +
<br />
 +
|Step_Picture_00=Photo_Thermique_à_base_d'arduino_350px-Reglages_reflex.jpg
 
}}
 
}}
 
{{Tuto Step
 
{{Tuto Step
−
|Step_Title=Résultat
+
|Step_Title=Prise de vue et scan
−
|Step_Content=Bravo !
+
|Step_Content=Dans une pièce noir, positionnez votre appareil photo en face de la partie du mur à "scanner". Déclenchez votre appareil photo, et balayez à environ 10 cm toute la surface du mur.
−
 
+
|Step_Picture_00=Photo_Thermique_à_base_d'arduino_Animation_scan.gif
−
Normalement ta pâte à modeler flotte. Un bateau, un bol, une barque... plusieurs formes fonctionnent. Mais certaines sont plus résistante que d'autres. Si cela t'intéresse, tu peux continuer avec l'étape "Pour aller plus loin".
 
−
 
 
−
<br />
 
−
|Step_Picture_00=Faire_flotter_de_la_p_te___modeler_IMG_20200404_185611-min.jpg
 
−
|Step_Picture_00_annotation={"version":"3.5.0","objects":[{"type":"image","version":"3.5.0","originX":"left","originY":"top","left":-7,"top":-85,"width":2976,"height":3968,"fill":"rgb(0,0,0)","stroke":null,"strokeWidth":0,"strokeDashArray":null,"strokeLineCap":"butt","strokeDashOffset":0,"strokeLineJoin":"miter","strokeMiterLimit":4,"scaleX":0.2,"scaleY":0.2,"angle":0,"flipX":false,"flipY":false,"opacity":1,"shadow":null,"visible":true,"clipTo":null,"backgroundColor":"","fillRule":"nonzero","paintFirst":"fill","globalCompositeOperation":"source-over","transformMatrix":null,"skewX":0,"skewY":0,"crossOrigin":"","cropX":0,"cropY":0,"src":"https://www.wikidebrouillard.org/images/c/c6/Faire_flotter_de_la_p_te_modeler_IMG_20200404_185611-min.jpg","filters":[]}],"height":450.4065040650407,"width":600}
 
−
|Step_Picture_01=Faire_flotter_de_la_p_te___modeler_IMG_20200404_185658.jpg
 
 
}}
 
}}
 
{{Tuto Step
 
{{Tuto Step
−
|Step_Title=Pour aller plus loin
+
|Step_Title=Resultat
−
|Step_Content=Tu as réussi à faire flotter la pâte à modeler. Penses-tu qu'elle pourrait supporter du poids et flotter quand même ?
+
|Step_Picture_00=Photo_Thermique_à_base_d'arduino_350px-Resultat_photo_thermique.jpg
−
 
+
|Step_Picture_01=Photo_Thermique_à_base_d'arduino_350px-Resultat_photo_thermique2.jpg
−
Tu peux mettre des petits objets lourds (comme des billes par exemple) pour voir si la pâte à modeler flotte malgré le poids.
 
−
 
 
−
 
 
−
Si tu as un bol transparent : que remarques-tu par rapport au niveau d'eau tracé au départ?
 
−
|Step_Picture_00=Faire_flotter_de_la_p_te___modeler_IMG_20200404_185844-min.jpg
 
 
}}
 
}}
 
{{Notes
 
{{Notes
−
|Observations=Lorsque la pâte à modeler est en forme de boule, elle coule. En l'aplatissant, elle coule plus doucement. Si on creuse la pâte en lui donnant une forme de bateau ou de bol, elle flotte.
+
|Observations=Après 30 secondes de pose, vous devriez obtenir un resultat ressemblant à ceci : ci dessus
−
 
+
|Explanations==== '''De manière simple''' ===
−
 
+
Le programme chargé dans votre arduino capte la température infrarouge d'un objet puis le transforme en couleur. En plaçant un appareil photo avec un temps de pose relativement long et en balayant le mur à l'aide de votre montage eclairant, vous effectuez du light painting ! Mais pas n’importe quel light painting, vous peignez des températures !
−
Si tu as un bol transparent : le niveau d'eau a augmenté avec la nouvelle forme de la pâte à modeler.
 
−
|Avertissement=Il existe différents types de pâte à modeler (composition différente) et certaines d'entres-elles flottent, même en forme de boule.
 
  
−
En aplatissant trop la pâte elle peut être fragiliser et des petits trous se créent. Si le bateau prend l'eau, il ne pourra pas flotter.
+
La photo prise à l'aide de votre reflex est tintée de couleurs correspondantes à la température de votre objet, le rouge pour les températures chaudes et le bleu pour les températures froides.
−
|Explanations=La pâte à modeler a une masse volumique plus forte que celle de l'eau, c'est pour quoi elle coule lorsqu'elle est en boule.  Si nous comparons le poids d'une bille d'eau avec celle d'une bille de pâte à modeler (même volume), la pâte à modeler est plus lourde, ce qui signifie qu'elle a une plus forte masse volumique que l'eau. Cependant, il est possible de faire flotter des objets ayant une masse volumique plus forte que l'eau.
 
−
 
 
−
 
 
−
Lorsqu'un objet est dans l'eau il subit une force de bas en haut plus communément appelée poussée d'Archimède : l'eau pousse l'objet vers le haut. En étalant et en creusant la pâte à modeler, on agrandit sa surface de contact avec l'eau, la poussée d'Archimède est plus grande et l'objet ne coule pas.
 
−
|Deepen=Un corps solide immergé dans un liquide en équilibre est soumis à deux forces verticales et de sens contraires : son poids (P) et la poussée d’Archimède (F).
 
−
 
 
−
Trois cas peuvent se présenter :
 
−
 
 
−
#Le poids est plus grand que la poussée d’Archimède. Le corps va couler.
 
−
#Le poids est plus petit que la poussée d’Archimède. Le corps va flotter
 
−
#Le poids est égal à la poussée d’Archimède. Le corps va rester entre deux eaux.
 
−
 
 
−
 
 
−
Formule de la poussée d'Archimède
 
−
 
 
−
 
 
−
F= masse volumique du liquide déplacé x volume du liquide déplacé x gravité.
 
−
 
 
−
La gravité sur Terre est égale à 9,807 m/s<sup>-2</sup>. Durant l'expérience nous allons surtout jouer sur le paramètre "volume du liquide déplacé" en modifiant la forme de la pâte.
 
−
 
 
−
Pour avoir une plus grande poussée d'Archimède, il faut augmenter le volume du liquide déplacé, ce qui revient à augmenter la surface immergée. En creusant et en étirant l'objet, nous augmentons la surface immergée.
 
−
 
 
−
<br />
 
−
|Applications=La poussée d'Archimède est facilement observable dans notre quotidien. Nous pouvons observer grâce à elle que :
 
−
 
 
−
*les bateaux ne coulent pas
 
−
*les plongeurs peuvent se maintenir entre deux eaux pour observer la faune et flore marine
 
−
*nous flottons dans l'eau (bien que le sel de l'océan participe aussi à la flottaison, voir expériences ci-dessous)
 
−
 
 
−
 
 
−
La poussée d'Archimède ne s'applique pas que dans l'eau, l'air aussi exerce cette force, mais comme il est beaucoup plus léger que l'eau, il faut des volumes beaucoup plus grands pour avoir la même force. C'est comme cela que les montgolfières remplit d'air chaud et les zeppelins remplit d’hélium (plus léger que l'air), peuvent monter, en flottant dans l'air.
 
−
|Related=[[L'oeuf qui flotte]]
 
−
 
 
−
[[Mission ludion, l'amener au fond de la bouteille|Mission ludion]]
 
−
 
 
−
[[Trombone qui flotte]]
 
−
 
 
−
<br />
 
−
|Objectives=*S'amuser
 
−
*Comprendre la poussée d'Archimède
 
−
*S'introduire aux notions de volume, densité, masse, vitesse, gravité
 
−
|Animation=Cette expérience est rapide et simple à réaliser. Il est possible de l'amener sous forme de défi "pourras-tu faire flotter la pâte à modeler?", ou bien de l'utiliser en introduction dans le cadre d'une histoire où les participants partent au bord d'un bateau (exemples : expédition de Darwin, exploration des fonds marins, découverte des EMR ...).
 
−
|Notes=[https://fr.vikidia.org/wiki/Pouss%C3%A9e_d%27Archim%C3%A8de Page Vikidia Poussée d'Archimède]
 
  
−
[https://www.youtube.com/watch?v=Id_0UAsJtz0 Vidéo 'C'est pas sorcier']
+
Vous venez ainsi de réaliser une photo thermique !
 +
|Applications=Selon Wikipédia (http://fr.wikipedia.org/wiki/Cam%C3%A9ra_thermique)
  
−
[https://fr.wikipedia.org/wiki/Pouss%C3%A9e_d%27Archim%C3%A8de Page Wikipédia Poussée d'Archimède]
+
Une caméra thermique peut être utilisée dans différentes situations. Cette liste n'est donc pas exhaustive :
 +
* Pour les [http://www.wikidebrouillard.org/index.php?title=Sapeur-pompier&action=edit&redlink=1 sapeurs-pompiers] :
 +
** recherche de victimes lors de feux d’appartements et surtout dans de grands volumes tels que parkings souterrains, usines, halls de stockage, feu de forêt…
 +
** recherche de foyer : la caméra thermique permet de détecter très rapidement un foyer ou même un feu couvant
 +
** feu ou foyer résiduel dans un joint de dilatation suite à un feu de cave dans un immeuble collectif type barre d’habitation,
 +
** point chaud après extinction d’un feu de cheminée ou de comble,
 +
** feu électrique : court-circuit, faux-contact entrainant une surchauffe ponctuelle
 +
** lors du dépotage de wagons ou de citerne, le niveau dans la cuve de certains produits chimiques peut être observé à l'aide de la caméra thermique
 +
** lors d'une intervention pour un accident de la circulation de nuit en campagne, pour détecter un éventuel corps éjecté hors de la route
 +
** en sauvetage déblaiement, pour localiser une victime dans un local accessible par une petite ouverture
 +
: Les modèles ne sont en général pas antidéflagrants et ne peuvent donc pas être engagées dans les ambiances explosives.
 +
* Pour l'[http://www.wikidebrouillard.org/index.php?title=Arm%C3%A9e&action=edit&redlink=1 armée] et les services de [http://www.wikidebrouillard.org/index.php?title=Police_(institution)&action=edit&redlink=1 police] : pour les opérations de nuit ;
 +
* récemment, des exploitants de salles de [http://www.wikidebrouillard.org/index.php?title=Cin%C3%A9ma&action=edit&redlink=1 cinéma] aux États-Unis ont équipé leurs personnels de caméras thermiques afin de détecter les personnes filmant les projections depuis la salle (''[http://www.wikidebrouillard.org/index.php?title=Screening&action=edit&redlink=1 screening]'').
 +
* Pour le bâtiment:
 +
** Détection des points faibles de l'isolation d'un bâtiment.
 +
** Vérification des températures des canalisations et installations de chauffage, notamment pour le contrôle des planchers chauffants.
 +
** Vérification des armoires électriques par visualisation des surchauffes des connexions, ou de certains composants.
 +
* Pour les aéroports :
 +
** Pour vérifier les personnes ayant une fièvre suspecte.
 +
* Dans le domaine médical (ex: Thermographie)
 
}}
 
}}
 
{{Tuto Status
 
{{Tuto Status
 
|Complete=Published
 
|Complete=Published
 
}}
 
}}
 +
{{Separator}}

Version actuelle datée du 4 septembre 2020 à 10:19

Photo avec arduino

Auteur avatarTess | Dernière modification 4/09/2020 par Julienrat

Photo Thermique à base d'arduino Animation scan.gif
Difficulté
Technique
Durée
1 heure(s)
Disciplines scientifiques
Arduino, Science de la vie, Optique, Physique
Photo avec arduino
Difficulté
Technique
Durée
1 heure(s)
Disciplines scientifiques
Arduino, Science de la vie, Optique, Physique
<languages />
Licence : Attribution (CC-BY)

Introduction

Comment prendre des photographies thermiques ? Ce petit montage peu coûteux comparé au prix d'une caméra dédiée à la photographie thermique, se base sur la technique du "light painting".
  • Fichiers
Arduino
Item-Arduino Arduino Uno - R3.jpg
Arduino, et son synonyme Genuino sont des micro-controleurs libres.
Appareil photo
Item-Appareil photo 800px-Reflex.jpg
Appareil photo Reflex
Capteur de température infrarouge
Item-Capteur de temp rature infrarouge 800px-CapteurIR.jpg
Capteur de température infrarouge de type grove Ce module capteur de température par infrarouges sans contact compatible Grove permet de mesurer une température de -10 à +100 °C. Le capteur est composé de 116 éléments de thermocouple générant une tension proportionnelle à la température mesurée.
Led RGB
Led RGB led rgb.jpg
Del à 4 broches +5V(ou GND) /R/V/B permettant d'afficher toutes sortes de couleurs
Breadboard
Item-Breadboard 300px-Cspa 1.jpg
L'avantage de ce système est d'être totalement réutilisable, car il ne nécessite pas de soudure. Ce dernier point distingue les platines Labdec des stripboards (ou veroboards), des perfboards ou des circuits imprimés qui sont, eux, utilisés pour réaliser des prototypes permanents et que l'on sera donc moins à même de démonter. On peut de plus câbler sur une platine Labdec une grande variété de composants afin de réaliser des circuits électroniques, du plus simple circuit jusqu'au microprocesseur.
Câble Dupont
Item-Câble de Connexion compressed cable connexion.jpg
Les câbles de connexion servent à créer rapidement des liaisons électriques sur des platines de prototypage sans avoir besoin de faire des soudures.

Étape 1 - Le montage

Réalisez le montage comme décris ci-contre.


Uploadez le programme ci-joint dans votre arduino. Afin d'avoir des résultats visibles, c'est à dire des couleurs bleues pour les zones froides et rouges pour les zones chaudes, bien contrastées , effectuez des mesures sur votre mur ou objet afin d'avoir un ordre de grandeur des températures à détecter.


Photo Thermique à base d'arduino 750px-Montage photo thermique.png
Photo Thermique base d arduino pinout led rgb.jpg



Étape 2 - Reglage des températures Min et Max dans le code

et ensuite modifiez les deux premières variables : 


18 const float lowReading = 0; // température basse en degrés (bleu)
19 const float highReading = 45; // température haute en degrés (rouge)


Une fois le montage réalisé, scotchez le capteur de température infrarouge bien parallèle à la led RGB.

Vérifiez avec votre main en face du capteur que la led change de couleur, si ce n'est pas le cas, controlez votre montage et/ou modifiez les parametres de température haute et basse.

Étape 3 - Réglage de l'appareil photo reflex

Réglez votre appareil photo en mode Manuel, puis l'ouverture à F7.1 et le temps d'exposition de 30 secondes sensibilité 200 ISO


Photo Thermique à base d'arduino 350px-Reglages reflex.jpg




Étape 4 - Prise de vue et scan

Dans une pièce noir, positionnez votre appareil photo en face de la partie du mur à "scanner". Déclenchez votre appareil photo, et balayez à environ 10 cm toute la surface du mur.

Photo Thermique à base d'arduino Animation scan.gif




Étape 5 - Resultat

Photo Thermique à base d'arduino 350px-Resultat photo thermique.jpg
Photo Thermique à base d'arduino 350px-Resultat photo thermique2.jpg



Comment ça marche ?

Observations : que voit-on ?

Après 30 secondes de pose, vous devriez obtenir un resultat ressemblant à ceci : ci dessus

Explications

De manière simple

Le programme chargé dans votre arduino capte la température infrarouge d'un objet puis le transforme en couleur. En plaçant un appareil photo avec un temps de pose relativement long et en balayant le mur à l'aide de votre montage eclairant, vous effectuez du light painting ! Mais pas n’importe quel light painting, vous peignez des températures !

La photo prise à l'aide de votre reflex est tintée de couleurs correspondantes à la température de votre objet, le rouge pour les températures chaudes et le bleu pour les températures froides.

Vous venez ainsi de réaliser une photo thermique !

Applications : dans la vie de tous les jours

Selon Wikipédia (http://fr.wikipedia.org/wiki/Cam%C3%A9ra_thermique)

Une caméra thermique peut être utilisée dans différentes situations. Cette liste n'est donc pas exhaustive :

  • Pour les sapeurs-pompiers :
    • recherche de victimes lors de feux d’appartements et surtout dans de grands volumes tels que parkings souterrains, usines, halls de stockage, feu de forêt…
    • recherche de foyer : la caméra thermique permet de détecter très rapidement un foyer ou même un feu couvant
    • feu ou foyer résiduel dans un joint de dilatation suite à un feu de cave dans un immeuble collectif type barre d’habitation,
    • point chaud après extinction d’un feu de cheminée ou de comble,
    • feu électrique : court-circuit, faux-contact entrainant une surchauffe ponctuelle
    • lors du dépotage de wagons ou de citerne, le niveau dans la cuve de certains produits chimiques peut être observé à l'aide de la caméra thermique
    • lors d'une intervention pour un accident de la circulation de nuit en campagne, pour détecter un éventuel corps éjecté hors de la route
    • en sauvetage déblaiement, pour localiser une victime dans un local accessible par une petite ouverture
Les modèles ne sont en général pas antidéflagrants et ne peuvent donc pas être engagées dans les ambiances explosives.
  • Pour l'armée et les services de police : pour les opérations de nuit ;
  • récemment, des exploitants de salles de cinéma aux États-Unis ont équipé leurs personnels de caméras thermiques afin de détecter les personnes filmant les projections depuis la salle (screening).
  • Pour le bâtiment:
    • Détection des points faibles de l'isolation d'un bâtiment.
    • Vérification des températures des canalisations et installations de chauffage, notamment pour le contrôle des planchers chauffants.
    • Vérification des armoires électriques par visualisation des surchauffes des connexions, ou de certains composants.
  • Pour les aéroports :
    • Pour vérifier les personnes ayant une fièvre suspecte.
  • Dans le domaine médical (ex: Thermographie)


Dernière modification 4/09/2020 par user:Julienrat.

Commentaires

Published

Récupérée de « https://www.wikidebrouillard.org/w/index.php?title=Faire_flotter_de_la_pâte_à_modeler&oldid=9119 »
© 2017 - 2024 Dokit, SAS.