Définitions

Les actionneurs servent à réaliser une action et sont pilotés par le système. Ils sont donc en sortie du système. Par exemple, pour l’application «Mesure de la qualité de l’eau de mer dans le bassin», on pourrait actionner une électrovanne pour ajouter de l’eau dans le bassin.

Une électrovanne est une vanne commandée électriquement. Grâce à cet organe, il est possible d’agir sur le débit d’un fluide dans un circuit par un signal électrique.

Il existe deux types d’électrovannes :
– tout ou rien = Fermé/ouvert = actionneur TOR.
– proportionnelle = débit réglable = actionneur analogique.

Objectifs

1. Réaliser un programme Arduino permettant de commander un actionneur TOR via la liaison série.
2. Réaliser un flow Node Red permettant de commander un actionneur TOR.
3. Réaliser un flow Node Red permettant de commander une led RVB

Objectifs

Relever les oscillogrammes et les spectres de signaux périodiques à l’aide de l’oscilloscope numérique.

u1 : signal sinusoïdal d’amplitude 5V et de fréquence 100Hz.

u2 : signal triangulaire d’amplitude 5V et de fréquence 100Hz.

u3 : signal carré d’amplitude 5V et de fréquence 100 Hz.

u4 : signal en créneaux 0/5V de rapport cyclique 75% , f = 100 Hz.

Travail à effectuer pour chaque signal

(1) Régler le GBF pour obtenir le signal voulu.

(2) Relever l’oscillogramme, avec les mesures de la valeur moyenne et de la valeur efficace.

(3) Relever le spectre du signal à l’aide la fonction FFT: (bouton Math, sur l’oscilloscope)

(4) Relever les amplitudes et les fréquences des différentes raies dans un tableau.

(5) Tracer le spectre d’amplitude U= fonction (f) avec U en V.

(6) Retrouver la valeur moyenne et la valeur efficace du signal à partir du spectre.

Analyse du son

Quelles sont les fréquences audibles?
Valeurs en dB.
Timbre d’un son.
Note la3 du diapason .
Spectre et spectrogramme.
Note la3 pour différents instruments.
Différents types de bruits.
Tonalités DTMF.
Spectres de signaux périodiques usuels.
Interférences destructives.
Reconstitution d’un signal périodique.
Formats audio MP3 (format destructif).

Spectrogramme d’un signal carré de fréquence 500Hz de durée 1s :

30 questions tirées des QCM 1 à 6

Définition

Un capteur TOR (tout ou rien) ne peut prendre que deux états (marche-arrêt).
Par exemple, on peut utiliser ce genre de capteur pour la détection de présence d’objets.
Un tel capteur ne renvoie donc que deux niveaux logiques:
• 0 = absence d’objet / interrupteur ouvert / système à l’arrêt
• 1 = présence d’objet / interrupteur fermé / système en marche

Objectifs

1. Câbler correctement un capteur TOR : bouton poussoir (BP)
2. Utiliser un bouton poussoir (BP) pour changer l’état d’une variable de type booléen.
3. Utiliser un bouton poussoir (BP) pour incrémenter ou décrémenter une variable de type entier.
4. Récupérer les données du bouton poussoir (BP) sous Node Red.

Notions révisées :

Période, fréquence, valeur crête à crête, rapport cyclique.
Valeur moyenne d’un signal périodique. (calcul ne nécessitant pas l’utilisation d’intégrales)
Valeur moyenne d’un signal périodique. (calcul nécessitant l’utilisation d’intégrales*)
Valeur efficace d’un signal périodique. (calcul ne nécessitant pas de l’utilisation d’intégrales)
Valeur efficace d’un signal périodique. (calcul nécessitant l’utilisation d’intégrales*)
Décomposition d’un signal périodique.
Valeur efficace de la composante alternative. UAC
*facultatif

Objectifs

1. Réaliser un programme Arduino permettant de lire deux grandeurs analogiques et de les transmettre au PC via la liaison série.
2. Réaliser un programme Node Red permettant d’ afficher ces deux grandeurs analogiques sur une page web.

Révisions en vue de l’évaluation 2 :

Lecture de graphes (linéaire et logarithmique)

Application numérique d’une formule (calculatrice, puissance de 10, unité)

Capteur linéaire (équation de droite)

Circuit avec une seule Led (fléchage tension et courant, loi d’ohm)

Pont diviseur de tension

1ère partie : signaux générés par le GBF

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 U_CC, valeur moyenne <u>, valeur efficace U

2ème partie : signaux périodiques PWM

Sorties PWM arduino :
Relever l’oscillogramme du signal généré sur la broche 10.
Effectuer les différentes mesures: fréquence f, valeur crête à crête UC, valeur moyenne <u>, valeur efficace U.

3ème partie : signaux non périodiques issus de capteurs

Le capteur SRF10 est un télémètre à ultrason numérique de type I2C.
Réaliser le montage : connecter les 4 broches du télémètre à l’arduino.
Compiler puis téléverser le programme fourni sur l’arduino.
Visualiser les signaux SDA et SCL sur les deux voies de l’oscilloscope.

Notions abordées :

Unités et ordre de grandeurs.
Exemple d’erreurs rencontrées.
Unités de base.
Relations de base.
Multiple des unités.
Homogénéité des formules.
Application numérique d’une formule.
Unités usuelles ne faisant pas partie du système SI.
Problème du kilo octet.
Equation d’une droite.

TP Mesures – signaux

1. Relever les oscillogrammes et les grandeurs caractéristiques pour différents signaux:
– signaux générés par un GBF
– signaux issus de capteurs
2. Utiliser pour cela les différents appareils à disposition dans la salle : Voltmètres, oscilloscope numérique, carte d’acquisition.

4 exercices :

Exercice 1 :  Circuit avec une seule alimentation.
Exercice 2 : Circuit avec deux alimentations.
Exercice 3 : Pont diviseur de tension.
Exercice 4 : Utilisation d’un multimètre.

Objectifs

1. Prendre en main le logiciel node Red (installation et configuration)
2. Réaliser une première application Web avec des données aléatoires simulées.