Tous les billets de la catégorie 1ère année

IRIS 2 : 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.

SN1 : Evaluation n°3

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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.

IRIS1 : TP régime sinusoïdal – Introduction au filtrage.

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Un circuit simple est soumis à une tension sinusoïdale uE(t).

isis

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.

Etude théorique à l’aide d’un tableur.
Simulation à l’aide du logiciel ISIS.
Réalisation du montage et mesures à l’oscilloscope.

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 »

 

SN1 : TP Révisions des savoirs faire expérimentaux

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1ère PARTIE : SIGNAUX GENERES PAR LE GBF

Signaux utilisés :

u1 : signal sinusoïdal d’amplitude 1V de fréquence 1kHz.
u2 : signal carré d’amplitude 2V de fréquence 1kHz.
u3 : signal en créneaux 0V/8V de rapport cyclique a = 0,6 de fréquence 500Hz.

Mesures :

Régler le GBF pour obtenir le signal voulu.
Relever l’oscillogramme.
Effectuer les différentes mesures, en utilisant le matériel adapté : fréquence f, valeur crête à crête UCC, valeur moyenne <u>, valeur efficace U

 

2ème PARTIE : SIGNAUX ISSUS DE CAPTEURS

Signaux utilisés (1 parmi les 4) :

u1 : signal Uvitesse (sortie capteur de vitesse)
u2 : signal audio (sortie micro +préampli)
u3 : signal Ulum (sortie montage photorésistance)
u4: signal URVB (sortie capteur RVB)

 

3ème PARTIE : SIGNAUX PREENREGISTRES

Générer le signal 1 sur la voie de sortie AO0 et visualiser le signal à l’oscilloscope.

Mesurer les différents paramètres du signal en utilisant l’un ou l’autre des appareils

 

SN 1 : TD représentation temporelle du signal

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Notions révisées :

Valeur moyenne d’un signal périodique.

Valeur efficace d’un signal périodique.

Décomposition d’un signal périodique.

Mardi 1er Octobre : évaluation n°2 : représentation temporelle du signal

Résumé de cours : 

représentation temporelle

SN1 : TP Représentation temporelle du signal

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1. Relever les oscillogrammes et les grandeurs caractéristiques pour différents signaux.
2. Utiliser pour cela les différents appareils à disposition dans la salle : Voltmètres, Oscilloscope numérique, Carte et logiciel d’acquisition.
3. Utiliser le logiciel cleoview et la carte d’acquisition pour  générer un signal préenregistré.
4. Mettre en évidence les limitations en fréquence des différents appareils de mesures).

Appareils utilisés : multimètre MX579, oscilloscope numérique TDS 2002B, carte d’acquisition.

SN1 : cours propriétés temporelles du signal

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1) Représentation temporelle du signal.

2) Signaux périodiques : valeur maximale, minimale, crête à crête, période, fréquence, rapport cyclique

3) Valeur moyenne d’un signal périodique.

4) Valeur efficace d’un signal périodique.

5) Décomposition d’une grandeur périodique.

Révisions pour le mercredi 1er Octobre :  propriétés du signal

Evaluation de l’année dernière : Eval 2 temporel

 

SN1 : TP acquisition des signaux

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OBJECTIFS :

Acquérir des signaux via un oscilloscope.
Mémoriser un signal ou une collection de signaux.
Modifier les noms et les unités des signaux.
Afficher les graphes des signaux.
Manipuler les graphes (échelles, curseurs, zooms).
Exporter l’image d’un graphe vers un traitement de texte.
Exporter les données d’un graphe vers un tableur.
Modifier un signal (supprimer des points ou en rajouter).
Réaliser une opération sur un signal.
Modéliser un signal.
Charger une collection de signaux.
Lisser ou mettre en forme un signal.

filtrage

IRIS 1 : TD révisions des bases de l’électronique

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1. Correction de la fiche d’exercices « bases de l’électronique ».

2. Théorème de Millman. Théorème de superposition.

3. Source de tension parfaite. Générateurs réels. Caractéristique. Modèle de Thévenin.

TRAVAIL INDIVIDUEL :  Réviser le cours sur les bases de l’électronique pour Mercredi 17 Septembre.

Evaluation n°1  de l’année précédente : Eval 1 continu

SN1: TP montages électroniques simples

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Notions abordées :

- Générateur réel, caractéristique, courant de court-circuit.
- Loi d’ohm.
- Résistances équivalentes.
- Relation du diviseur de tension.

TP montages électroniques simples :

- Réaliser un montage électrique à partir d’un schéma.
- Vérifier par la mesure les différentes lois de l’électricité.
- Générer un signal à l’aide du GBF.

Exercice 2 et 3  pour le Mardi 16 Septembre

N’hésitez pas poster un commentaire si vous avez des  questions !

SN1 : TD bases de l’électronique

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Notions abordées :

Notations.
Homogénéité des formules.
Vocabulaire précis ( point froid, potentiel de référence, masse, terre).
Tension électrique et potentiels.
Court-circuit.
Tension aux bornes d’un interrupteur ouvert.

SN1 : TP révisions des bases de l’électronique

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Présentation du programme des deux années.

procédé

TP révisions des bases de l’électronique

Notions abordées : Source de tension, potentiels, masse, intensité , convention de fléchage, générateurs et récepteurs, loi d’additivité des tensions, loi d’ohm, court-circuit, fusible, associations de résistances, diviseur de tension, homogénéité des formules.

Manip n°1 : résistances et ohmmètre.

Manip n°2 : Alimentation stabilisée, pont diviseur de tension, voltmètre.

Manip n°3 : Alimentation stabilisée, résistance de protection , DEL, voltmètre.

Manip n°4 : Alimentation stabilisée, capteur d’éclairement (LDR et résistance),voltmètre

Manip n°5 : Alimentation stabilisée, capteur d’éclairement (LDR et résistance),oscilloscope.

Manip n°6 : Alimentation stabilisée, capteur d’éclairement (LDR et résistance), carte NI +logiciel Cleoview;

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 : 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.