Le rôle des capteurs

Le rôle des capteurs

Le pluviomètre est par définition un instrument météorologique qui est destiné à mesurer la quantité de précipitations tombée pendant un intervalle de temps donné en un endroit donné. On présuppose bien entendu que l’eau des précipitations est uniformément répartie et qu’elle n’est pas prédisposée à une évaporation. Cet outil est en principe fourni avec toutes stations météorologiques et il en existe différents types, certains à mesure directe et d’autres automatiques. En fait , le pluviomètre est habituellement assez représentatif des critères relatifs à la gestion du jardinage, de l’agriculture ou encore de la régénération de la nappe phréatique, en revanche; elle est moins bien adaptée pour donner une idée précise du « beau temps ». Le comptabilisateur de journées de pluie que nous avons réalisé pratiquement comble cette lacune. La mission de ce comptabilisateur consiste à comptabiliser sur une très longue période le nombre de journées de pluie sur une longue période qui est dans notre cas, au maximum, égale à 999 jours. Une journée de pluie est dans notre cas une journée ou il pleut en continue pendant une heure, ou bien c’est une journée où il pleut au moins trois fois avec des durées de pluie inférieures à une heure .La séparation entre deux journées pluvieuses consécutives est fixée à la tombée de la nuit.

Rappel sur les capteurs:

Le capteur est un dispositif qui permet de prélever une grandeur physique telle qu’une température, une pression, ou vitesse, ou encore une force, etc……….. et de la transformer en une grandeur normée généralement électrique telle qu’une tension, un courant ou une charge qui peut être interprétée par un dispositif de contrôle commande. Les différents éléments qui accompagnent le capteur constituent le conditionneur ou transmetteur. Le conditionneur est en fait l’environnement du capteur qui lui permet de produire le signal image de la mesure. Donnons l’exemple de l’amplificateur d’instrumentation pour le capteur de pression . Le signal est disponible en sortie du capteur est obtenu sous forme analogique ou numérique.

le rôle des capteurs:

Parmi les informations de toutes natures nées de notre environnement, on peut différencier entre les grandeurs physiques associées à des événements climatiques, géométriques , lumineux et les événements temporels. Le rôle principal des capteurs est de rendre ces différentes grandeurs physiques exploitable afin de pouvoir les traiter ultérieurement . Citons par exemple le cas du signal de la voix humaine capté par un microphone et transformée en signal électrique qui sera transmis par exemple en parlant au téléphone à notre interlocuteur.

Présentations des différents montages utilisés pour la réalisation du pluviomètre:

Notre travail a comme nous l’avons mentionné auparavant consisté à réaliser pratiquement un circuit comptabilisateur des journées de pluie. avant de présenter ultérieurement son principe de fonctionnement nous allons tout d’abord présenter brièvement les différents montages constituant ce circuit .

Amplificateur Opérationnel :
Un amplificateur opérationnel (AOP) est un circuit intégré dont la fonction de base est, comme son nom l’indique, l’amplification. Il est en outre « opérationnel » car il permet de réaliser des fonctions de type « arithmétique » telle que l’inversion, l’addition, la soustraction….

A l’arrivé de la première impulsion d’horloge, la bascule A passe à l’état haut alors que les autres bascules sont toutes à l’état bas, on est donc sur la combinaison 001. A l’arrivé de la deuxième impulsion , constituant un front déclencheur à l’entrée horloge de la bascule B, va forcer cette dernière à passer à l’état haut au quel correspond la combinaison 010, et ainsi de suite jusqu’à l’obtention de la combinaison 111 qui correspond à la septième impulsion d’horloge. Arrivé à la huitième impulsion d’horloge, toutes les bascules reviennent à leur état initial 000, et dans ce cas on dit que le compteur est « recyclé » et qu’il recommence un nouveau cycle de dénombrement des impulsions.

Effacement de la bascule RS :

Au cours de la journée la résistance de la LDR est très faible. La tension qui sera appliquée sur l’entrée inversseuse de U4 est basse. la sortie du comparateur est à l’état haut et celle de la porte NOR (B) de U1(CD 4001) est à l’état bas. Lorsque la nuit tombe la résistance ohmique de la LDR augmente conduisant à l’augmentation de la tension aux bornes de l’entrée inversseuse et qui sera plus importante que la tension aux bornes e l’entrée non inversseuse. La sortie du circuit U4 passe alors à un état bas alors que celle de la porte NOR (B) passe à l’état haut. Lors du basculement du compteur la résistance R6 introduit une réaction positive entrainant un passage bien net d’une situation « jour » à une situation « nuit » et inversement. Le front montant à la sortie de la porte NOR(B) du circuit intégré U1 qui est provoqué par l’apparition de la nuit est pris en compte par le système de dérivation formé par C4,R7 et D3 par conséquent il apparait un état haut sur l’entrée 13 de la bascule RS dont la sortie11 passe à l’état bas rendant cette bascule prête a pour une nouvelle période de comptabilisation.

Conclusion générale:

Notre travail nous a permis d’étudier un comptabilisateur de journées de pluie Nous avons alors pu présenter tout d’abord les capteurs, vu que dans notre cas nous avons utilisé un capteur d’humidité, nous avons alors dans un seconde étape étudier le fonctionnement des différents étages constituant notre circuit. une dernière étape a consisté à analyser notre circuit et présenter les chronogrammes aux différents nœuds de ce montage. Cette étude bien que simple et non exhaustive, nous a été très profitable. En effet, elle nous a permis de compléter notre formation et ceci de par le fait que nous avons pu nous familiariser avec les capteurs, les compteurs, les décodeurs , les afficheurs , montages à base d’amplificateurs opérationnel etc……. Pour finir ce type de montage trouve son utilisation dans différentes applications on citera d’une part la gestion de l’agriculture, du jardinage ou encore la régénération de la nappe phréatique, d’autre part cette réalisation s’adapte bien pour donner une idée ce qu’on nomme habituellement le beau ou le mauvais temps sous l’aspect météorologique et aussi touristique.

Table des matières

Introduction générale
Chapitre I : Rappel sur les capteurs
I.1 Définition
I.2 le rôle des capteurs
I.3 Mode de fonctionnement des capteu
I.3.1 Les Capteurs passifs
I.3.2 Les Capteurs actifs
I.3.3 Les Capteurs intelligents
I.4 Les différents types de capteurs
I.4.1 Capteurs analogiques
I.4.2 Les Capteurs logiques
I.4.3 Capteurs numériques
I.5 Caractéristiques du capteur
I.5.1 Propriétés statiques
I.5.1.1 Etendue de mesure
I.5.1.2 Sensibilité
I.5.1.3 Précision
I.5.1.4 Fidélité et justesse
I.5.1.5 Rapidité
I.5.1.6 Etendue de mesure
I.5.1.7 Résolution
I.5.1.8 Sensibilité
I.5.1.9. Précision
I.5.1.10. Linéarité
I.5.1.11. Stabilité
I.5.1.12. Répétabilité et Reproductibilité
I.5.1.13 Bruit de fond
I.5.2 Propriétés dynamiques
I.5.2.1 Rapidité/temps de réponse
I.5.2.2 Bande passante
I.6 LDR «The Light Dependent Resistor »
I.7 Capteurs de pluie
Chapitre II : Présentations des différents montages utilisés pour la réalisation du
pluviomètre
II.1 Amplificateur Opérationnel
II.1.2 Principe de fonctionnement de l’ amplificateur opérationnel
II.2 Comparateur et générateur de signaux
II.2.2 Comparateur à hystérésis
II.2.2.1 Comparateur à seuils symétriques
II.2.2.2 Comparateur à seuils variables
II.3 les porte logiques
II.3.1 L’ inverseur ou la porte NON
II.3.2 La porte OU (inclusif)
II.3.3 La porte NON OU ou NOR
II.3.4 La porte ET
II.3.5 La Portes NON ET ou NAND
II.3.6 La porte XOR (Ou exclusif)
II.4. Les bascules
II.4.1 Bascule RS
II.4.2 Bascule RSH
II.4.3 Bascule JK
II.4.4 Bascule D
II.5 Les compteurs Binaires
II.5.1 Les compteurs asynchrone (Ripple Counter
II.5.2Les compteurs synchrones
II.6 Les afficheurs 7 segments
II.6.1 Fonctionnement et types
II.6.1.1 Afficheur 7-segments à anode commune.
II.6.1.2 Afficheur 7-segments à cathode commune
II.6.2 Calcul des résistances en sortie de l’afficheur 7-segments :
Chapitre III: Résultats et Interprétations
YIII.1 Schéma électrique de comptabilisateur
III.2 Analyse du circuit
III.2.1 L’alimentation
III.2.2 Détecteur de pluie
III.2.3 Chronométrage de la durée de pluie
III.2.4 Comptage des phases de pluie:
III.2.5 Validation d’une journée de pluie
III.2.6 Effacement de la bascule RS
III.2.7 Comptage et affichage des journées de pluie
III.3 Chronogrammes aux principaux nœuds du circuit
III.3.1 L’affichage lors de l’initialisation
III.3.2 Premier résultat de test sur simulation
III.3.3 Deuxième résultat de test sur simulation
III.4 résultats obtenus en simulation
III.4.1 premier test
III.4.2 deuxiéme test
conclusion

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