P rojet P luridisciplinaire E ncadré DORO Typhaine CALLEWAERT Kévin MASSELOT Sébastien SIMOULIN...

Projet

Pluridisciplinaire

Encadré

DORO Typhaine CALLEWAERT Kévin

MASSELOT Sébastien

SIMOULIN AudreyT.SSI 2010

PROJET : Création d’une station météorologique virtuelle.

PROBLEMATIQUE : Comment réaliser la détection et l’affichage des différents paramètres météorologiques ?

Utilisation du logiciel Labview.

SommaireA. Rapide présentationB. Capteur de température C. Capteur d’humiditéD. Capteur de pressionE. AnémomètreF. Résultat final

Énoncé du besoin

Énergie

Affichage

Esthétique

Utilisateur Environnement

extérieurCentrale

Météorologiqu

e

FP1

FC1 FC

2

FC3

FP1: Permettre à un utilisateur d’obtenir des paramètres météorologiques.

FC1: Plaire à l’œil.

FC2 : Permettre un affichage digital

FC3 : S’adapter à une source d’énergie

A. Rapide présentation :

Chaîne d’information

ACQUERIR TRAITER COMMUNIQUER

Capteurs

Module USB

PC

Capteurs utilisés :

- Capteur de pression

- Capteur de température

- Capteur d’humidité

- Anémomètre

B. Capteur de température :

4 principaux types de thermomètres électriques : PT100

CTN Thermocouple LM35 utilisé

Points forts:

très faible consommation (environ 60 µA)

linéarité excellente faible coût : de 3 à 8 euros mise en œuvre facile

Branchement :

a : Vsortie

b : Ampli opérationnel

c : Masse

C . Capteur d’humidité :Humidité : Présence d’eau ou de vapeur d’eau dans l’air.

Dans une pièce saine, l'air contient en moyenne 45 à 50% d'humidité.

X 100

Permettre l’acquisition d’un taux d’humidité

• Capteur utilisé : HIH-4000-001

Ses points forts : - Sa tension d’alimentation et de sortie- Sa précision ± 3,5 %- Sa gamme de mesure de 0 à 100 % d’humidité

Contrainte de positionnement :

Température de fonctionnement : -40 à 80°

Pour des soucis de sécurité, on éloignera un maximum le capteur d’humidité du capteur de température

Branchement :

Le capteur HIH-4000-001 que nous avons choisi nous permet de relier directement la sortie au boîtier Labview.

Acquisition :

Courbe de calibrage Face avant Labview

D. Capteur de pression :

Formule générale pour calculer une pression :

D’où P = F*S

Avec : F Force (N)

Appliquée sur une surface S (m2)P Pression (1Nm2 = 1Pa)

Il existe différents types de pression :

Absolue

Différentielle

Hydrostatique

Hydrodynamique

Relative

Dépression

Atmosphérique celle étudiée

La Pression Atmosphérique :

Poids exercé par une colonne d’air sur une surface donnée

Varie selon le lieu et la température

1hPa = 100 Paet 1Bar =105Pa = 103 hPa

Ainsi, au niveau de la mer P = 1013hPa (considérée comme Pnormale)

A Lille 1008hPa < P < 1030hPa

Élément météorologique le plus important :

responsable à 80% du temps qu’il fera !

Si P augmente amélioration du temps = anticyclone (en météorologie)

Si P diminue dégradation du temps = dépression (en météorologie)

Pour notre centrale météo :

Utilisation d’un capteur de pression, mesurant la pression atmosphérique.

Capteur choisi : MPX4100A

Caractéristiques du MPX4100a :

- Branchement : le capteur possède 6 pattes, mais seules 3 utilisées :

Patte 1 reliée au module USB ordiPatte 2 reliée à la masse

Patte 3 reliée à l’alimentation (5V)

- Signal de sortie : tension

- Pour visualiser une pression :

Vout = 5.1*(0.01059*P-0.152)

Soit P = [(Vout/5.1)+0.152]/0.01059

Avec : Vout Tension de sortie en Volt

P Pression atmosphérique en kPa

Pour avoir P en bars

E. Anémomètre :

Pour mesurer la vitesse du vent : utilisation d’un anémomètre

équipé d’un ILS permettant le comptage du nombre de tour de l’anémomètre.

L’ILS  Interrupteur à lame souple

composé de deux lamelles en acier flexibles renfermées dans un tube rempli de gaz.

Lorsque les lamelles sont soumises à un champ magnétique, elles s'aimantent et viennent en contact.

Le contact de l’ILS est ouvert.

Les lamelles se comportent comme des

aimants.

Les lamelles entrent en contact grâce au champ

magnétique.

Lorsque le champ magnétique cesse, l'aimantation cesse aussi, et l'élasticité des contacts les écarte, coupant le

courant.

SS

SN

NN

Les pôles Nord attirent les pôles Sud

Branchement :

On a besoin d’une

résistance sinon il y a court-

circuit !

Il ne possède que deux pattes: une pour l’alimenter et une à la masse.

Lorsqu’on connecte l’anémomètre à l’oscilloscope, on obtient :

Chaque période correspond à un tour de l’anémomètre.

Vvent = 2л*f*R

F. Résultat final :

Voir Ici

Interface LABVIEW :