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Version actuelle datée du 15 octobre 2019 à 15:41
Comment feriez-vous pour estimer l’effort de pression entre deux objets ?
Difficulté
Technique
Durée
1 heure(s)
Disciplines scientifiques
Arduino
- Matériel et outils
Logiciel Arduino 
C'est le logiciel libre développé pour accompagner et programmer la carte Arduino
Ordinateur 
Dès sa mise sous tension, un ordinateur exécute, l'une après l'autre, des instructions qui lui font lire, manipuler, puis réécrire un ensemble de données auquel il a accès. Des tests et des sauts conditionnels permettent de changer d'instruction suivante, et donc d'agir différemment en fonction des données ou des nécessités du moment. Les données à manipuler sont obtenues, soit par la lecture de mémoires, soit par la lecture de composants d'interface (périphériques) qui représentent des données physiques extérieures en valeurs binaires (déplacement d'une souris, touche appuyée sur un clavier, température, vitesse, compression...). Une fois utilisées, ou manipulées, les données sont réécrites, soit dans des mémoires, soit dans des composants qui peuvent transformer une valeur binaire en une action physique (écriture sur une imprimante ou sur un moniteur, accélération ou freinage d'un véhicule, changement de température d'un four ...). L'ordinateur peut aussi répondre à des interruptions qui lui permettent d’exécuter des programmes de réponses spécifiques à chacune, puis de reprendre l’exécution séquentielle du programme interrompu. La technique actuelle des ordinateurs date du milieu du xxe siècle. Ils peuvent être classés selon plusieurs critères1 (domaine d'application, taille ou architecture).
Led
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Fil électrique 
Un fil électrique : est le composant électro technique servant au transport de l'électricité, afin de transmettre de l'énergie et de l'information. Il est constitué d'un matériau conducteur, mono-brin ou multi-brin, souvent entouré d'une enveloppe isolante (plastique, Téflon...). L'intérieur du fil électrique est appelée « âme » du fil.
Capteur de pression 
Lorsque la sonde est reliée à un système numérique, les variations analogiques sont d'abord converties en signaux numériques binaires par un convertisseur analogique-numérique avant d'être transmises à l'ordinateur de contrôle et de gestion. L'unité de pression fournie par la sonde peut être exprimée en différentes unités, telle que bar, pascal, etc.
Il existe plusieurs types de capteurs de pression.
Résistance 
Une résistance est un composant électronique ou électrique dont la principale caractéristique est d'opposer une plus ou moins grande résistance (mesurée en ohms) à la circulation du courant électrique.
Étape 1 - Manipulation
1. Effectuer le câblage ci-dessous.
Étape 2 - Manipulation suite
1. Effectuer le câblage ci-dessous. (suite)
Étape 3 - Télécharger
Télécharger le logiciel ARDUINO sur http://arduino.cc/en/main/software
Étape 4 - Intégrer
Intégrer ce programme dans le logiciel ARDUINO.
int sensorPin = A0; //on récupére la valeur de l'entrée analogique int ledPin0 = 0; //on déclare la sortie 0 int ledPin1 = 1; //on déclare la sortie 1 int ledPin2 = 2; //on déclare la sortie 2 int ledPin3 = 3; //on déclare la sortie 3 int ledPin4 = 4; //on déclare la sortie 4 int ledPin5 = 5; //on déclare la sortie 5 int ledPin6 = 6; //on déclare la sortie 6 int ledPin7 = 7; //on déclare la sortie 7 int ledPin8 = 8; //on déclare la sortie 8 int sensorValue = 0; //on crée une variable initialisée à 0 void setup() { //fonction d'initialisation
pinMode(ledPin0, OUTPUT); //on définit la sortie 0 pinMode(ledPin2, OUTPUT); //on définit la sortie 2 pinMode(ledPin3, OUTPUT); //on définit la sortie 3 pinMode(ledPin4, OUTPUT); //on définit la sortie 4 pinMode(ledPin5, OUTPUT); //on définit la sortie 5 pinMode(ledPin6, OUTPUT); //on définit la sortie 6 pinMode(ledPin7, OUTPUT); //on définit la sortie 7 pinMode(ledPin8, OUTPUT); //on définit la sortie 8
} void loop() {
sensorValue = analogRead(sensorPin); //On convertit la valeur lue par l'entrée analogique en un entier, la valeur lue est comprise entre 0 et 1024 if (sensorValue<113)digitalWrite(ledPin8, HIGH); //programmation de l'allumage de la derniére LED
else digitalWrite(ledPin8, LOW); if (sensorValue<226)digitalWrite(ledPin7, HIGH); else digitalWrite(ledPin7, LOW); if (sensorValue<339)digitalWrite(ledPin6, HIGH); else digitalWrite(ledPin6, LOW); if (sensorValue<452)digitalWrite(ledPin5, HIGH); else digitalWrite(ledPin5, LOW); if (sensorValue<565)digitalWrite(ledPin4, HIGH); else digitalWrite(ledPin4, LOW); if (sensorValue<678)digitalWrite(ledPin3, HIGH); else digitalWrite(ledPin3, LOW); if (sensorValue<791)digitalWrite(ledPin2, HIGH); else digitalWrite(ledPin2, LOW); if (sensorValue<904)digitalWrite(ledPin1, HIGH); else digitalWrite(ledPin1, LOW);
if (sensorValue<1024)digitalWrite(ledPin0, HIGH); //programmation de l'allumage de la premiére LED
else digitalWrite(ledPin0, LOW); }
Étape 5 - Brancher
Brancher le microprocesseur ARDUINO à l’ordinateur via le port USB.
Étape 6 - Appuyer
6. Appuyer sur le bouton « vérifier » puis « téléverser ».
Étape 7 - Exercer
7. Exercer une pression sur le capteur.
Étape 8 - Fonction
8. En fonction de la programmation des LEDS, effectuer un relevé d’affichage des LEDS.
Étape 9 - Finir
9. Pour finir, estimer l’effort de pression.
Comment ça marche ?
Observations : que voit-on ?
Une fois le branchement effectué et programme chargé, on aperçoit l’affichage des LEDS lors d’une pression exercée sur le capteur.
Explications
De manière simple
Une pression est effectuée sur le capteur, suite à cet effort un certain nombre de LEDS s’allume.
L’allumage et le paramétrage des LEDS se programment grâce au logiciel ARDUINO.
- Que se passe-t-il quand toutes les LEDS sont allumées ?
=> L’effort de pression est trop important pour le capteur, il faut donc vérifier que le capteur a une fourchette de pression assez importante pour assurer le bon fonctionnement de ce montage.
Éléments pédagogiques
Pistes pour animer l'expérience
N’hésitez pas à raccorder le capteur de pression avec les fils électriques afin d’en faciliter sa manipulation.
- Lors de la programmation, n’hésitez pas à paramétrer plusieurs LEDS pour avoir plus de précision.
Dernière modification 15/10/2019 par user:Pierreb.
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