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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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Rappel des 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.

SN1 : Evaluation individuelle de TP

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Savoirs-faire évalués :

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.
Etude d’un filtre analogique.
Utilisation d’un logiciel de simulation.

filtrage

SN1 : 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.

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) avec Cleoview.
Superposition des graphes de simulation et de mesures sous Cleoview.
Utilisation des filtres.

Evaluation de TP Mercredi 6 Janvier : PLANNING

SN1 : TP filtrage du signal issu d’un capteur

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Filtrer le signal issu d’un capteur.

Capteur d’éclairement : filtrage des parasites issus de la lumière des néons.
Capteur de vitesse : filtrage de la tension fournie par la dynamo tachymétrique.

signaux filtrés

SN 1 : Evaluation n°3

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Exercice 1 : loi des mailles, Millman.
Exercice 2 : Signal en créneau : période, fréquence, valeur crête à crête, rapport cyclique, valeur moyenne, valeur efficace.
Exercice 3 : Valeur efficace d’un signal échantillonné bloqué.
Exercice 4 : Mesures de déphasage et d’atténuation.
Exercice 5 : Spectre et filtrage d’un signal carré.

SN1 : TP analyse spectrale

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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.
3. 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/


SN1 : cours : Représentation fréquentielle du signal

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1) Insuffisance de la représentation temporelle.
2) Algoritme FFT (Fast Fourier Transformation).

3) représentation fréquentielle de signaux simples.
4) Exemples de spectres de signaux périodiques.

5) Décomposition d’un signal périodique.
6) Reconstitution du signal à partir des harmoniques.
7) Action d’un filtre sur le spectre d’un signal.
8) Taux de distorsion harmonique.
9) Pollution harmonique.
10) Effets des harmoniques sur les appareils.

SN1 : cours et TD filtrage analogique

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1.Exemples d’utilisations de filtres analogiques.

2. Définition : transmittance, gain, différence de phase, fréquence de coupure bande passante.

3. 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 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.

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 : TD régime sinusoïdal

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Révision nombre complexe

Forme polaire et algébrique d’un nombre complexe.
Addition et soustraction de deux nombres complexes.
Multiplication et division de deux nombres complexes.
Conjugué, opposé et inverse d’un nombre complexe.

SN1 : 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 : évaluation n°2

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Courant continu : Fléchage des tensions, lois des tensions, lois d’ohm, pont diviseur de tension, calcul des potentiels, théorème de Millman, caractéristiques U=f(I) d’un dipôle, point de fonctionnement.
Signal périodique : période, fréquence, valeur crête à crête,rapport cyclique, valeur moyenne , valeur efficace, valeur efficace de la composante alternative.

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.

4ème PARTIE : SIGNAUX PWM

Réaliser un programme permettant d’envoyer un nombre de 0 à 255 sur une sortie PWM.
Visualiser la tension de sortie à l’oscilloscope pour les valeurs suivantes : N= 0, 50, 100, 200.
Mesurer dans chaque cas le rapport cyclique et la valeur moyenne du signal.

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.

Lundi 12 octobre – évaluation n°2 :

Courant continu : Fléchage des tensions, lois des tensions, lois d’ohm, pont diviseur de tension, calcul des potentiels, théorème de Millman, caractéristiques U=f(I) d’un dipôle, point de fonctionnement.
Signal périodique : période, fréquence, valeur crête à crête,rapport cyclique, valeur moyenne , valeur efficace, valeur efficace de la composante alternative.

SN1 : cours propriétés temporelles du signal

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Notions abordées :

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.

signal creneau

Travail pour le mercredi 7 Octobre : fiche d’exercices « valeurs« 

SN1 : TP mesures – signaux

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OBJECTIFS

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 d’acquisition.
3. Utiliser le logiciel d’acquisition et la carte E/S pour générer un signal préenregistré.
4. Mettre en évidence les limitations en fréquence des différents appareils de mesures.

Screen Capture

SN1 : Evaluation n°1

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1. Evaluation n° 1 sujets et devoirs

Fléchage des tensions et des courants
Tensions et potentiels
Calcul de résistance de protection
Circuit avec 2 sources

2. Fin du cours : complément sur les dipôles actifs

Source de tension parfaite.
Générateurs réels. Caractéristique, Modèle de Thévenin.
Association de dipôles actifs. Point de fonctionnement.

SN 1 : TD bases de l’électronique

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Notions abordées

– Source de tension parfaite, caractéristique, courant de court-circuit.
– Générateur réel, caractéristique, courant de court-circuit.
– Résistances équivalentes.
– Relation du diviseur de tension.
– Montage avec plusieurs sources de tension : théorème de Millman ou de superposition.

SN1 : TD systèmes linéaires

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Systèmes passe bas d’ordre 2 :

Réponse indicielle et diagramme de Bode.

2eme ordre freq

Ondes :

ondes mécaniques et électromagnétiques.

SN1 : TD systèmes linéaires du 2nd ordre

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Systèmes passe bas d’ordre 2 : Réponse indicielle et diagramme de Bode.

2eme ordre freq

SN1 : TD Systèmes du 1er ordre

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Exercice passe bas du 1er ordre

1er ordre freq
Equivalence entre la réponse temporelle et fréquentielle.
Transmittance statique.
Constante de temps du système (s).
Gain statique (dB).
Pulsation de coupure du système (rad.s-1).
Fréquence de coupure du système (Hz).