Tous les billets de la catégorie 1ère année

SN1 : TD optoélectronique – fibre optique

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TD fibre optique :

– Courbe d’atténuation linéique de la silice
– Utilisation des dB et dBm
– Bilan de puissance
– Budget optique

QCM :

– Composants optoélectroniques
– Fibre optique

SN1 : cours optoéléctronique et fibres optiques

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Composants optoélectroniques

Dualité onde-corpuscule.
Energie d’un photon.
Composants émetteurs (DEL, LASER).
Propriétés de la lumière LASER.
Comparaison lumière blanche / lumière LASER.
Composants récepteurs (Photodiode, capteur CCD).

Fibre optique

Comparaison fibre optique /câble.
Constitution. Principe de propagation de la lumière dans la fibre.
Différents types de fibres.
Bilan de liaison.
Raccordement de deux fibres.

Image de prévisualisation YouTube
Source : Comment souder 2 fibres optiques pour développer les réseaux en ville ? – Franck Montagné. Youtube.

SN1 : Révisions pour l’évaluation individuelle de TP

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Organisation

Evaluation individuelle de TP Mercredi 29 Mars 2016.
7 étudiants passent l’évaluation de TP.
Les 7 autres étudiants font un QCM.
planning

Notions à revoir

Utilisation des appareils de mesures (oscilloscope, multimètre, bitscope).
Utilisation de la carte microcontrôleur.
Réalisation d’un montage simple.
Etude des sorties PWM.
Etude des entrées analogiques.
Mise en œuvre d’un capteur de température analogique.
Mise en œuvre d’un capteur de température numérique.
Capteur de température – Déclenchement d’un dispositif.

SN1 : TP capteur I2C

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Travail à réaliser

Mise en oeuvre du capteur I2C TMP102.
Configuration en mode lecture 12 bits.
Visualisation des trames I2C.
Décodage des trames I2C.
Utilisation du bitscope.

SN1 : TD ligne de transmission

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champs

Notions abordées

Présenter les différents types de lignes de transmission : Ligne bifilaire, coaxiale.
Décrire le modèle équivalent de la ligne de transmission à l’aide de ses paramètres linéiques.
Définir l’impédance caractéristique d’une ligne de transmission.
Donner et utiliser son expression dans le cas d’une ligne sans pertes.
Étudier expérimentalement la transmission d’une impulsion et d’un échelon dans le cas d’une charge nulle, infinie ou adaptée.
Définir le coefficient de réflexion.

Ligne de transmission.

SN1 : TD ondes

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Groupe 1 :

Ondes mécaniques :

Onde mécanique progressive.
Onde transversale, onde longitudinale, onde plane et onde sphérique.
Fréquence, longueur d’onde et célérité.
Phénomène de dispersion.
Ondes sonores et ultrasonores.

Ondes électromagnétiques :

Classification selon la fréquence et la longueur d’onde dans le vide.
Structure d’une onde électromagnétique.
Période, fréquence, longueur d’onde, célérité, puissance.
Polarisation, onde TEM.

QCM ondes

Groupe 2 :

Correction DS
Aide DM

Documents

SN1 : TP Arduino : capteur de température

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Capteur analogique TMP36 – capteur numérique TMP102

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

SN 1: Mise en forme du signal

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Problème

On veut déclencher un actionneur lorsque la grandeur mesurée par un capteur dépasse une certaine valeur.

Comparateur un seuil


Caractéristiques, chronogrammes, algorithme, réalisation matérielle.

Comparateur deux seuils


Caractéristiques, chronogrammes, algorithme, réalisation matérielle.

Exercice : mise en forme des données

SN1 : DS bilan des notions 2H

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Exercice 1 : Extrait BTS  : Installation de panneaux photovoltaïques avec dispositif suiveur de soleil (SUN TRACKING) : module capteur – quelques éléments sur le dispositif chargé de déterminer l’azimut.

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

Exercice 3 : 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 4 : Eléments d’une chaîne de traitement numérique : filtre antirepliement, échantillonneur-bloqueur, CAN, calculateur, CNA, filtre de lissage.

Exercice 5 : Choix d’une carte d’acquisition d’après un cahier des charges : condition de Shannon, tension pleine échelle, quantum.

carte ES

Exercice 6 : Capteur 4 / 20 mA : sensibilité, équation de la caractéristique, intensité I fournie.

Exercice 7 : Capteur I2C : niveau de tension, débit, décodage de trames.

SN1 : TP Arduino : étude des entrées analogiques

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OBJECTIFS

1. Etude du CAN de la carte (tension pleine échelle, résolution, quantum).
can10bits
2. Mesure de la durée de la conversion analogique – numérique.
3. Modification de la tension pleine échelle VPE.
4. Mesure de la résistance d’entrée d’une broche.

SN1 : Cours capteurs I2C

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Rappels sur les capteurs analogiques

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

Les capteurs numériques

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

La liaison I2C

Comment le maître identifie-t-il les différents « esclaves » ?, déroulement la communication I2C, trames émises, chronogrammes observés.
trame i2c

Exemples de dispositifs fonctionnant en I2C

Capteur de température TMP102, potentiomètre numérique AD5171, télémètre à ultrasons, accéléromètre, Nunchuk, ..

Librairie WIRE pour la liaison I2C

#include <Wire.h>, Wire.fonction()
begin(), requestFrom(adresse, quantite), beginTransmission(adresse) , endTransmission() , write(), available(),  read().

QCM

Capteurs analogiques. Capteurs numériques.

SN1 : 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.

TRAVAIL pour le mercredi 27 février : DM capteur

SN1 : cours acquisition d’une grandeur physique.

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Différentes familles de capteur

Capteur tout ou rien.
Capteur analogique.
Capteur numérique.

Définitions

Etendue de mesure.
Domaine de linéarité.
Résolution.
Sensibilité.
Erreur absolue, erreur relative.
Rapidité.

Différentes normes utilisées en analogique

capteur_analog

SN1 : 1er 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.

SN1 : TD échantillonnage et conversion

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Notions abordées :

Tension pleine échelle.
Résolution.
Fréquence d’échantillonnage.
Condition de Shannon.
Repliement de spectre.
Eléments d’une chaîne de traitement analogique/numérique/analogique.

Exercices :

Echantillonnage, condition de Shannon, CAN et CNA.
Erreur de quantification (CAN par arrondi, par troncature).
Choix d’une carte d’acquisition.
Problème de l’adaptation du signal issu d’un capteur à un CAN.

QCM numérisation

SN 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).
Superposition des graphes de simulation et de mesures.
Utilisation des filtres.

SN1 : cours Echantillonnage et conversion du signal

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Notions abordées :

1. Introduction : Exemples de traitement analogique et numérique.*
2. Domaines du traitement numérique.*
3. Signal audionumérique.*
4. Différentes étapes de la numérisation.*
5. A quelle cadence doit-on échantillonner?
6. Spectre du signal échantillonné bloqué.*
7. Repliement de spectre.*
8. Quels sont les paramètres importants pour une carte E/S ? * Tension pleine échelle, Résolution, fréquence d’échantillonnage.
9. Calcul classique sur un CAN.*
10. Erreur de quantification.*
11. Chaîne de traitement numérique : rôle des différents éléments.

SN1 : TP 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 d’acquisition.

QCM « filtrage analogique » : QCM

SN1 : Evaluation n°4

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L’évaluation n°4 (2H) aura lieu le lundi 12 décembre de 8H00 à 10H00 dans le télespace.
Devoirs SN1

Exercice 1 : Circuit avec deux alimentations.
Exercice 2 : Caractéristiques temporelles d’un signal en créneau.
Exercice 3 : Gain et atténuation.
Exercice 4 : Oscillogrammes.
Exercice 5 : Filtrage passe bas.
Exercice 6 : Filtrage passe haut.

SN1 : TD filtrage analogique

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Exercices

Spectre d’un signal, filtrage, diagramme de bode, spectre du signal de sortie.
Filtrage du signal issu d’un capteur. Choix d’un filtre à partir d’un cahier des charges.

Notions à réviser – DS Lundi 12 décembre 8H-10H Telespace

Courant continu : diviseur de tension, Millman, notions de potentiels.
(4. TD bases elec)
Signaux : composante continue, composante alternative, valeur moyenne, valeur efficace, fréquence, période, rapport cyclique. (7. TD valeurs signal)
Gain et atténuation (12. TD gain et atténuation)
Sinusoïdal : expression temporelle, amplitude, pulsation, déphasage.
(15. ex oscillogramme)
Spectres : spectre d’un signal périodique, action d’un filtre sur le spectre d’un signal (18. Ex filtrage PB)
Filtrage analogique : comportement physique du filtre, transmittance, représentation de Bode, bande passante, ordre. (19. Ex filtrage capteur)

Tous les cours SN1

SN1 : 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. Filtres parfaits. Notions de gabarits. Approximations possibles.

4. Méthode d’étude d’un filtre : étude théorique d’un filtre, tracé du diagramme de bode, action sur un signal périodique.

1er ordre freq

SN1 : TP introduction au filtrage

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Un circuit simple est soumis à une tension sinusoïdale uE (t).
L’objectif est de déterminer les caractéristiques de la tension uS(t).
amplitude et phase à l’origine) pour différentes fréquences
du signal d’entrée.
– Dans un premier temps, on réalisera l’étude théorique du circuit.
– On effectuera ensuite une simulation du circuit avec le logiciel ISIS.
– Enfin, on réalisera le montage et les mesures grâce à l’oscilloscope et au logiciel CLEOVIEW.

Savoirs-faire évalués pour le TP individuel  :

Utilisation des appareils de mesures (GBF, oscilloscope, multimètre).
Utilisation de la carte et du logiciel d’acquisition.
Acquisition de signaux et de spectres.
Réalisation d’un montage simple.
Utilisation d’un logiciel de simulation.

SN1 : TD régime sinusoïdal

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Expression mathématique d’un signal sinusoïdal :

1. Amplitude, valeur efficace.
2. Fréquence, pulsation.
3. Phase à l’origine.
4. Déphasage entre deux signaux.
5. Expression temporelle.

Nombre complexe associé à un signal sinusoïdal :

1. Forme algébrique ou cartésienne.
2. Forme trigonométrique ou polaire.

Etude du filtre RC en sinusoïdal :

1. Transmittance. comlexe.
2. Module et argument.
3. Gain.
2. Diagramme de Bode.

SN1 : TP analyse spectrale

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obtenirspectre

1. Relever les oscillogrammes et les spectres de signaux périodiques à l’aide de l’oscilloscope numérique et du logiciel d’acquisition.
2. Relever les spectres de signaux sonores à l’aide du logiciel  ISIS.

Exemple d’application d’analyse spectrale :
L’application « Shazam »  est capable d’identifier en 10 secondes un morceau de musique ( parmi 8 millions de morceaux ) en analysant certaines fréquences contenues dans le signal !


SN1 : TD Le régime sinusoïdal

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1) Importance du régime sinusoïdal

En électrotechnique.
En analyse du signal.
En transmission du signal.
Autres domaines (mathématiques,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 »