Partie 1 : Manipulation 1
1- But de TP
Le deuxième TP
permet de découvrir par les techniques d’instrumentation et d’acquisition des
données analogique parvient des
capteurs analogiques de lumière LDR et de température LM335 sur un circuit numérique et la supervision en temps
réel des états des signaux analogiques
via un langage de programmation graphique Labview.
1-Objectif
de manipulation :
Dans cette
manipulation nous allons acquérir les compétences de base de l’acquisition des
données et de l’instrumentation en réalisant le circuit électronique proposé à
base des capteur analogique (LDR & LM335), et en découvrant et en
programmant le microcontrôleur de type ATmega328P de la carte d’instrumentation
Arduino.
2-Le
principe de capteur de lumière LDR et son diagramme approximatif :
LDR :
‘Light Dependent Resistor ‘, la photorésistance est un dipôle dont la résistance dépend de
la lumière qu’il reçoit.
Variation de
résistance :
résistance
chute fortement (quelques KΩ). Un pont diviseur permet de récupérer une tension
qui sera directement le reflet de la lumière arrivant sur la LDR
3-Le
principe de capteur de température LM335 et son diagramme approximatif :
Le LM335
est un capteur de température qui produit une tension qui varie en fonction de
la température. La variation de la
tension est très faible, c’est pourquoi on utilise un amplificateur
opérationnel.
La relation entre la résistance et la tension est presque linéaire.
4-Le
rôle de la résistance de rappelle
Une résistance de rappel permet de fixer une entrée
numérique à un état HIGH ou LOW stable. Elle permet aussi de
réduire le bruit, d'éliminer les broches flottantes et surtout, d'établir
deux états électriques clairs et distincts :
• Un état haut (HIGH); Un état bas (LOW).
Il existe deux types
de résistance de rappel, un type pour chaque état :
• «pull-up»:
résistance de rappel vers HIGH
• «pull-down»:
résistance de rappel vers LOW
5-Le
rôle du condensateur de découplage :
Un
condensateur de découplage est un condensateur (généralement céramique car on
n'a pas besoin d'une grande précision sur sa valeur) relié entre la patte
d'alimentation d'un composant et la masse du circuit. Il permet d'évacuer les
harmoniques de hautes fréquences vers la masse et augmente donc l'immunité
électromagnétique du circuit sur lequel il est installé.
6-Le
type de la résistance ultilsé dans le circuit de la figure
La
résistance utilisée dans le circuit de la figure 7 est de type pull down.
7-Les
caractéristiques du microcontrôleur ATmega328 :
Jusqu’à
aujourd’hui il existe 16 versions de carte Arduino qui ont tous leur propre but
dans différentes situations et ça dépend de nombre des entrées et des sorties
numériques et analogique et aussi le type de microcontrôleur utilisé à la
construction de chaque carte : Arduino Extreme, Arduino Mini, Arduino Nano,
Arduino Mega, Arduino DUE, Arduino Esplora.
Il existe
plusieurs cartes Arduino mais la plus important c’est Arduino UNO.
1- Les entrées/sorties
numérique : D0 a D13
La carte
Arduino UNO possède 14 broches numérique (numérotée de 0 à 13) peut être
utilisée soit comme une entrée, soit comme une sortie. En utilisant les
instructions pinMode(), digitalWrite() et digital Read() du langage Arduino.
Remarque :
le signe ~ sur les connecteurs 3, 5, 6, 9,10 et 11, nous verrons plus tard sa
signification (PWM) et son importance.
2- Les entrées
analogiques A0 à A5 :
Contrairement
aux entrées/sorties numériques qui ne peuvent prendre que deux états HAUT et
BAS, ces six entrées peuvent admettre un millier de valeurs (1014 exactement)
ces six entrées peuvent analogique comprises entre 0 et 5 Volts. Nous pourrons
donc avoir des valeurs de tension précises a 5mV prés (≈5/10241).
8-Traduction
en français les éléments du schéma de la figure 10 :
9-10-Réalisation
des différents circuits électroniques de fig7 et 8:
11-12-13-Les
codes utilisés avec visualisation a base de traceur série :
Pour
le circuit des deux (LDR et LM335) : conversions volt en Celsius Vout=0.01/°C
14.
Conclusion :
A l’aide de la réalisation des circuits électriques
pour le capteur de température (LM335, LM35) et pour LDR, plus la programmation
du microcontrôleur ATmega328P de la carte d’instrumentation Arduino on a trouvé
que :
La
tension sortie du circuit à la base de LDR dépend de la lumière car la résistance
de LDR dépend de la lumière.
La température est
presque constante mais le capteur LM35 utilisé dans cette manip donne des
valeurs trop grand c’est pour ça que on a changé
dans la relation de conversion, tel qu’on a pris que chaque 0.1 V donne 1°C, et après ça le traceur série commencé a
donné des valeurs raisonnables.
Partie 2 Manipulation 2
1-2-Définir un firmware :
Dans un système informatique, un firmware (ou micrologiciel, microcode,
logiciel interne…) est un programme intégré
dans un matériel informatique (ordinateur,
automate (API, APS), disque dur, routeur, appareil photo numérique,
etc.) pour qu'il puisse fonctionner.
LIFA signifie LabVIEW
Interface For Arduino. C’est une extension de LabVIEW
(compatible à partir de la version 2009) qui permet de piloter une carte
compatible Arduino depuis LabVIEW.
3-Interprétation de la figure 12 :
Le diagramme Labview pour assurer la
fonctionnalité de la face avant présente dans la figure 13 pour la lecture des
sorties des capteurs LDR et LM355 divisé en trois parties principales :
1- la connexion à
l'Arduino avec le débit en bauds par défaut de 115200.
|
2-Lire la
broche d'entrée analogique spécifiée.
|
|
|
3-Fermer
la connexion avec Arduino.
|
|
4-5-Le
diagramme Labview pour assurer la fonctionalité de la face avant présente dans
la figure 13 pour la lecture des sorties des capteurs LDR et LM355 :
6-7-Le
diagramme Labview pour assurer la fonctionnalité de la face avant présenté par
la figure 14 pour la lecture de LM355 :
8-Interprétation
et Conclusion du 2éme manip:
Même résultat que la manipulation mais avec utilisation
du langage graphique Labview.
9-
Conclusion du TP2:
Dans ce TP on a découvrir les techniques
d’instrumentation et d’acquisition des données analogiques depuis les capteurs
LDR et LM355 depuis une carte Arduino ,et Après on a découvrit le firmware LIFA
Base qui a nous permet de contrôler la carte Arduino via Labview en utilisant
des graphes pour la visualisation des signaux analogiques brancher dans les
ports analogiques d’Arduino .
🌟🌟Pour plus de détails🌟🌟
