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IRIS 1 : Exposés miniprojets

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Les 22 étudiants qui n’ont pas encore passé l’oral, présentent leur exposé.

Jury 1

Jury 2

13h30 Honnoré Romain Tremel Thibaut
13h50 Briend Maxime Le Roy Pierre-Yves
14h10 Diard Steeven Lienardy Maxime
14h30 Bernard Julie Denes Alan
14h50 Vannier Florian Grosjean Djalil
15h10 Le Cam Malo Garnier Jérémy
15h30 Carnec Amandine Velten Marc
15h50 Hémery Nicolas Laot Thomas
16h10 L’Her David Grouiec Maxime
16h30 Bouachra Youns Hervagault Mark
16h50 Pommé Pierre
17h10 Moreau Sébastien

 

IRIS 1 : DS BILAN 1ère année 3H

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Exercice 1 : Notions de base en courant continu : tension, potentiels, diviseurs de tension, résistance équivalente.

Exercice 2 : Caractéristiques temporelles d’un signal PWM : période, fréquence, amplitude , amplitude crête à crête, rapport cyclique, valeur moyenne, valeur efficace.

PWM

Exercice 3 : Mise en oeuvre d’un capteur d’éclairement : Caractéristiques du capteur, équation, valeur de l’éclairement mesuré.

Exercice 4 Filtrage analogique du signal : spectre du signal d’entrée,  lecture du diagramme de Bode, fréquence de coupure, bande passante, atténuation en dB/décade, ordre du filtre, calcul des amplitudes des harmoniques de sortie.

Exercice 5 : Eléments d’une chaîne de traitement numérique : Filtre antirepliement, échantillonneur-bloqueur, CAN, calculateur, CNA, filtre de lissage.

Exercice 6 : Choix d’une carte d’acquisition d’après un cahier des charges : Condition de Shannon, tension pleine échelle, quantum.

carte ES

Exercice 7 :  Filtrage numérique du signal : équation de récurrence, schéma -bloc, filtre récursif ou non récursif, RII ou RIF, stable ou instable, tracé de la réponse impulsionnelle.

Exercice 8  : Extrait BTS  :Installation de panneaux photovoltaïques avec dispositif suiveur de soleil (SUN TRACKING)

Partie A : module capteur : quelques éléments sur le dispositif chargé de déterminer l’azimut. Partie B : module capteur : conditionnement analogique. Partie C : module capteur : conversion analogique-numérique et traitement numérique.

 

IRIS 1 : miniprojet station météo

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projetmeteo

CAHIER DES CHARGES PHYSIQUE :

- Mettre en oeuvre les 4 capteurs (toute ligne de code doit pouvoir être expliquée).
- Optimiser la résolution (plus petite variation mesurable).
- Vérifier la validité de la mesure avec un autre appareil de mesure.
- Modifier éventuellement le code pour améliorer la mesure.

CAPTEURS UTILISES :

- capteur de température analogique TMP36.
- capteur d’éclairement analogique TEMT6000.
- capteur de température numérique I2C TMP102.
- capteur d’humidité numérique ONE WIRE RHT03.

IRIS 1 : miniprojet station météo

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Mise en oeuvre du capteur I2C

- Décodage des trames

- Visualisation des trames

- Affichage de la température

- Résolution du capteur.

tmp102Extrait de la doc technique du TMP102.

IRIS 1 : Révisions pour le DS bilan

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Le dernier devoir surveillé  de Physique avant le stage aura lieu le Vendredi 18 Avril.

Il comptera pour un coefficient 2. Toute absence doit être justifiée.

NOTIONS A REVOIR :

- Notions de base en courant continu  : tension, potentiels, Loi d’ohm, diviseurs de tension , théorème de Millman.

- Caractéristiques temporelles d’un signal : période, fréquence, amplitude , amplitude crête à crête, rapport cyclique, valeur moyenne, valeur efficace.

- Caractéristiques fréquentielles : spectre d’amplitude, harmoniques, composante continue, fondamental.

- Filtrage analogique d’un signal : lecture du diagramme de Bode, fréquence de coupure, bande passante, atténuation en dB/décade, ordre du filtre, calcul des amplitudes des harmoniques de sortie.

- Eléments d’une chaîne de traitement numérique : Filtre antirepliement, échantillonneur-bloqueur,  CAN, calculateur, CNA, filtre de lissage.

- Echantillonnage et Conversion : Condition de Shannon, tension pleine échelle, quantum, choix d’une carte d’acquisition d’après un cahier des charges.

- Filtrage numérique du signal : équation de récurrence, schéma -bloc, filtre récursif ou non récursif,  RII ou RIF, stable ou instable, tracé de la réponse impulsionnelle ou indicielle.

- Capteur : étendue de mesure, sensibilité, résolution, équation de la caractéristique.

Le cours sur la liaison  I2C n’est pas à revoir.

Ci-joint le corrigé du DS précédent : correction_DS

IRIS 1 : Cours capteurs I2C

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1. Rappels sur les capteurs analogiques :

Différentes normes, avantages, inconvénients,équation de la caractéristique.

capteur_analog

2. Les capteurs numériques :

Communication série, communication parallèle, communication synchrone et asynchrone, communication halfduplex, communication fullduplex.

3. La liaison I2C :

Comment le maître identifie-t-il les différents « esclaves » ?, déroulement la communication I2C, trames émises, chronogrammes observés.

trameI2C4.Exemples de dispositifs fonctionnant en i2c

Capteur de température TMP102, potentiomètre numérique AD5171, baromètre  , accéléromètre, Nunchuk, ..

5. Langage arduino : la librairie WIRE pour l’utilisation de la liaison i2c

#include <Wire.h>, Wire.fonction()

begin(), requestFrom(adresse, quantite), beginTransmission(adresse) , endTransmission() , write(), available(),  read().

6. Exemple 1 : potentiomètre numérique AD5171

Doc technique, code Arduino.

IRIS 1 : TD filtrage analogique ou numérique

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MISE EN OEUVRE D’UN CAPTEUR D’ECLAIREMENT

- Caractéristiques du signal capteur.

- Filtrage analogique du signal.

- Filtrage numérique du signal. (non récursif et récursif)

IRIS1 : TP SCILAB

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ECHANTILLONNAGE ET QUANTIFICATION D’UN SIGNAL

1. Etudier l’influence de la fréquence d’échantillonnage sur un signal sonore.

2. Etudier l’influence de la quantification (nombre de bits pour coder chaque échantillon).

Exemple : échantillonnage à 1102.5 Hz soit un facteur de décimation de 40:

echant

Exemple : codage sur 5 bits par troncature:

quantif

IRIS 1 : cours traitement numérique : 1ère approche

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calculateurEtude d’un exemple de traitement du signal (réalisation analogique / réalisation numérique)
En quoi consiste le traitement numérique?
Quelles sont les opérations utiliseés?
les différents types de processeurs utilisés en traitement numérique du signal
Définitions (causalité, réponse impulsionnelle, algorithme de type RIF er RII, récursivité, stabilité)
ex1 : Valeur moyenne glissante à 4 coefficients :yn= 0,25*(xn +xn-1+xn-2+xn -3)

IRIS 1 : Prise en main de Scilab

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SCILAB (Scientific Laboratory) est un logiciel libre de calcul numérique. Il peut être utilisé pour le traitement du signal, l’analyse statistique, le traitement d’images, etc.

Il peut exécuter des instructions en ligne de commande (console), ainsi que des fichiers de commande (scripts contenant des instructions  au format texte).

SCILAB est un langage interprété. Il permet de réaliser de nombreuses applications dans le domaine de la physique.

Il est complété par un environnement graphique Xcos, comparable à l’environnement graphique SIMULINK fourni avec MATLAB.

Dans ce TP, on utilisera la console et l’éditeur de script SCINOTES.

Chronogramme et spectre d’un signal audio obtenus avec Scilab.

IRIS 1 : cours acquisition d’une grandeur physique.

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1. Introduction (exemple industriel, schéma général d’une chaîne de mesure et de commande)
2.Définitions (Etendue de mesure, résolution, sensibilité, précision, rapidité, erreur absolue, erreur relative)
3.Signal délivré par le capteur (TOR, analogique, numérique)
4.Types d’erreurs classiques (offset, gain, non linéarité, hystérésis, quantification…)
5. Les unités du système S.I
6. Les capteurs intelligents

IRIS 1 : TD echantillonnage et conversion

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1. Erreur de quantification. ( CAN par troncature et par arrondi)

2. Eléments d’une chaîne de traitement numérique.

3. Etude d’une carte E/S 12 bits .

4. Différents types de CAN.

5. Choix d’une carte d’acquisition.

carte ES

IRIS 1 : cours échantillonnage et conversion

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  • Rappel des notions abordées (Tension pleine échelle, Résolution, fréquence d’échantillonnage, condition de Shannon, repliement de spectre)
  • Exercice : Echantillonnage, condition de Shannon, CAN et CNA.
  • Exercice : Erreur de quantification (CAN par arrondi, par troncature)
  • Exercice : Choix d’une carte d’acquisition.
  • Exercice : Problème de l’adaptation du signal issu d’un capteur à un CAN.


IRIS 1 : cours Echantillonnage et conversion du signal

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1. Introduction : domaines du traitement numérique.
2. Différentes étapes de la numérisation.
3. Quels sont les paramètres importants pour une carte d’E/S ? Tension pleine échelle, Résolution, fréquence d’échantillonnage.
4. Chaîne de traitement numériques : rôle des différents éléments.
5. Exemple : carte NI 4088, carte Arduino, carte son.
6. Exemple du son en qualité CD. Questions sur le MP3 : Format MP3.

IRIS 1 : TP Arduino : capteur de température

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Le dispositif de surveillance de température doit :

1. Afficher la température en temps réel.
2. Déclencher un « buzzer » ou un ventilateur si la température dépasse 25 °C.
3. Eteindre le « buzzer » si la température devient inférieure à 23°C.
4. Le son doit devenir de plus en plus aigu lorsque la température augmente.

Interface graphique réalisée avec le logiciel Processing

IRIS 1 : cours et TD filtrage analogique

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1. Exemples d’utilisations de filtres analogiques

2. Définitions (transmittance, gain, différence de phase, fréquence de coupure bande passante)

3. Méthode d’étude d’un filtre (Etude théorique d’un filtre, tracé du diagramme de bode, action sur un signal périodique)

IRIS 1 : TP Etude de filtres passifs audio

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Etude de filtres passifs  pour enceintes trois voies

- Simulation sous ISIS (gain et phase)

- Mesures automatiques (gain et phase) avec Cleoview.

- Superposition des graphes de simulation et de mesures sous Cleoview.

- Utilisation des filtres :

Signal audio : sortie carte son PC ou lecteur MP3.

Amplificateur : boitier alimenté en +15V/ -15V.

Filtres : passe-haut, passe-bande et passe-bas étudiés précédemment.

Haut parleurs : HP adapté à chaque voie.

IRIS 1 : TP analyse spectrale de sons

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1. Relever les spectres de signaux sonores à l’aide du logiciel  ISIS.
2. Décrypter un numéro de téléphone en analysant les fréquences contenues dans le signal.

Exemple d’application d’analyse spectrale :

L’application « Shazam » sous iPhone est capable d’identifier en 10 secondes un morceau de musique ( parmi 8 millions de morceaux ) en analysant certaines fréquences contenues dans le signal …

Plus difficile que de déchiffer un numéro de téléphone !

Pour plus d’info sur cette prouesse technologique :

http://www.paperblog.fr/2115205/comment-marche-shazam/

IRIS 1 : Etude d’un filtre passif

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Théorie, simulation, mesures point par point, mesures automatisées.

1. Etude théorique du filtre RC ( gain et déphasage)
2. Mesures point par point ( tracé des diagrammes de Bode avec un tableur  : gain et déphasage)
3. Simulation avec le logiciel ISIS ( tracé des diagrammes de Bode : gain et déphasage)
4. Mesures automatisées : pilotage de l’oscilloscope numérique et du GBF programmable à l’aide du logiciel Cléoview.

TP : Filtrage d’un signal bruité :


IRIS 1 : fin du cours régime sinusoïdal

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Régime sinusoïdal

Expression temporelle d’une tension sinusoïdale.
Utilisation de la représentation complexe en sinusoidal.
Impédances complexes – comportement BF et HF.

Introduction au filtrage

Etude du circuit RC.
Module et argument de la fonction de transfert.
Tracé du diagramme de bode.

1er ordre freq

Devoir maison :

Travail facultatif, en bonus : régime sinusoïdal

IRIS 1 : TP Arduino : Etude des sorties PWM

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1. Réaliser un programme permettant de générer un signal PWM en sortie de l’Arduino.
2. Visualiser le signal à l’oscilloscope.
3. Réaliser un filtre analogique permettant de récupérer la valeur moyenne.

IRIS 1 : Compléments de cours

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A la demande de plusieurs étudiants de première année, voici un complément sur l’utilisation d’un bouton poussoir et d’une résistance de pull up, ainsi que le corrigé de l’exercice sur le Pont de Wheatstone.

Bouton poussoir et résistance de pull up

Le bouton poussoir (BP) est un composant très simple :
Lorsqu’on appuie sur le BP, le circuit se ferme et le courant passe.
Lorsque le BP est relaché, le circuit est ouvert et le courant ne passe pas.
Cependant son utilisation nécessite de prendre quelques précautions !

bp

Explications simples pour ceux qui le désirent sur le site OPENCLASSROOMS.

Corrigé Exercice

CORRIGE pont de Wheatstone

IRIS 1 : TD Le régime sinusoïdal

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1) Importance du régime sinusoïdal

Electrotechnique
Analyse du signal
Transmission du signal par porteuse
Autres domaines (mécanique, physique…)

2) Expression mathématique d’un signal sinusoïdal

Amplitude, valeur efficace
Fréquence, pulsation
Phase à l’origine
Déphasage entre deux signaux

Cliquer sur l’image pour voir l’animation :« déphasage entre deux signaux sinusoidaux »

 

IRIS 1 : TD représentation fréquentielle du signal

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1. Harmoniques d’un signal périodique.

2. Action d’un filtre sur le spectre d’un signal périodique.

3. Taux de distorsion d’un signal.

4. Utilisation des dBm. Echelle logarithmique.

Travail pour le Vendredi 22 novembre :

Revoir les exercices sur les spectres en vue de l’évaluation (30 min)

IRIS 1 : TP Arduino

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PREMIERS MONTAGES

Les montages sont réalisés à l’aide de capteurs et d’actionneurs les plus simples possibles : bouton poussoir, potentiomètre, LED.

Ils permettent de comprendre le fonctionnement de la carte et du langage Arduino.

Par la suite, l’utilisation de capteurs et actionneurs plus complexes (accéléromètres, servomoteurs, …) suivra exactement le même raisonnement.

TP LED RVB

L’objectif est d’obtenir une couleur déterminée à l’aide d’une LED RVB

1.Utilisation d’une LED RVB
2. Utilisation d’un potentiomètre pour régler la couleur RVB
3. Utilisation de 3 potentiomètres pour régler chaque composante R, V et B.