Bilan du groupe sur l’activité ballon, sonde :

Maîtrise d’Excel : satisfaisante sauf au début 3 / 5

Compte rendu : souvent bien (à la fin !!) 3 / 5 argumentation satisfaisante souvent complet (sauf au début) bien corrigé à chaque fois pas toujours envoyé

Exploitation des données : 3,5 / 5 Courbe à superposer Analyse correcte Activité en classe : satisfaisante 3 / 5 un peu lent

Avant correction finale 12,5 /20 AMOURETTI AlexisBOTSOS Ugo

AMOURETTI AlexisBOTSOS Ugo

24/02/10 : Présentation du capteur à utiliser03/03/10 : Etalonnage du capteur en résistance10/03/10 : Etalonnage du capteur en résistance 17/03/10 : Etalonnage du capteur en tension : détermination de la résistance moyenne24/03/10 : Etalonnage du capteur en tension : tableau de valeurs et graphique correspondant31/03/10 : Etalonnage du capteur en tension : tableau de valeurs et graphique correspondant21/04/10 : Etalonnage du capteur en tension : exploitation de la courbe21/04/10 : Capteur n°8 de luminosité dans la nacelle d’Alexis et de Ugo12/05/10 : Prévision de la tension en fonction de la courbe d’étalonnage en résistance26/05/10 : Exploitation des données02/06/10 : Exploitation des données

L'éclairement lumineux correspond à un flux lumineux reçu par unité de surface. Le lumen (lm) est l’unité d’un flux lumineux.

1 lux= 1lm/m2

L’éclairement va augmenter en même temps que l’altitude du ballon, jusqu’à atteindre une luminosité de 300000 lux c’est ce que nous prévoyons.

Fichier Excel satisfaisant, vous pourriez superposer l’éclairement et l’altitude en fonction du temps t(s) !!!

Corriger diapos 9 et 10

On utilisera plutôt une photo résistance pour le capteur de luminosité, le luxmètre étant trop lourd, trop encombrant. De plus le luxmètre ne convertit pas la mesure de l’éclairement à mesurer en mesure analogique.

On a calculé l’éclairement à définir (en lux) de la salle de MPI grâce a un luxmètre branché à un voltmètre (en Volt).

24/02/10

On a comparé deux luxmètres. On veut savoir si on peut en utiliser un dans le ballon sonde pour faire les mesure de luminosité.

Notre capteur, une fois soudé

Sur le calibre 2000 Lux ; 1,0 mV correspond donc à 10 lux.

Sur le calibre 20000 Lux ; 1,0 mV correspond donc à 100 lux.

Sur le calibre 50000 Lux ; 1,0 mV correspond donc à 1000 lux.

On a obtenu 0,024V qui correspond a 240 mV qui équivaut donc a un éclairement de 2400 lux.

X10

Capteur de luminosité du luxmètre.

Calibre Sortie en tension

Mesure en tension

On remarque que la valeur de la résistance de la photorésistance augmente à l’obscurité et diminue à la lumière.

Pour les grandes valeurs on obtient la courbe représentative qui est une fonction de puissance

d’équation : E = 31,85 * R -3,27. Cette courbe est décroissante, plus l’éclairement diminue plus la résistance augmente.

C’est la partie de la courbe la plus importante car à 30 km d’altitude, l’éclairement est compris entre 50000 et 250000 lux.

Pour les faibles éclairement (qui correspond au reste de la courbe) on obtient une fonction de puissance d’équation : E = 678,36R-1,864. La courbe est aussi décroissante et se rapproche de zéro. Le domaine de validité est de 300000 à 50000 lux pour les grandes valeurs et de 34000 à 1700 lux pour les autres valeurs.On remarque que l’éclairement moyen est de 150000 lux, et la résistance correspondante a pour valeur 76Ω. On se servira de celle-ci pour étalonner en tension (voir page suivante).

03/03/1010/03/10

Pour le calibre 2 000 lux : 0.1mV correspond a 1 lux

On a branché un luxmètre à un voltmètre et notre capteur à un ohmmètre. Puis on a approché le luxmètre et notre capteur d’une source lumineuse, et on a relevé les valeurs de tension et de résistance. Grâce à ces valeurs on a déterminé le la correspondance entre la résistance et l’éclairement.

Pour le calibre 50 000 lux : 0.1mV correspond a 100 lux

E = 678,36* R -1,864

E = 31,854* R -3,27

0

50000

100000

150000

200000

250000

300000

0,000 0,100 0,200 0,300 0,400 0,500 0,600

E (lux)

R (kΩ )

R es is tanc e R de la photores is tance en fonction de l'éc lairement E

E = 678,36* R -1,864

E = 31,854* R -3,27

0

50000

100000

150000

200000

250000

300000

0,000 0,100 0,200 0,300 0,400 0,500 0,600

E (lux)

R (kΩ )

R es is tance R de la photores is tance en fonction de l'éc lairement E

On remarque sur le graphique que l’éclairement moyen est de 150000 lux, donc la résistance est de 76Ω. On se servira de cette valeur pour étalonner en tension.

Réquivalent = 1 / (1/R1+1/R2) = 1 / (1/100+1/330) = 77 Ω

Notre résistance moyenne

Pour étalonner la résistance en tension on va utiliser le schéma ci-dessous:

17/03/10

On utilise deux résistances, une de 100 Ω et une autre de 330 Ω en dérivation pour former une résistance de 76 Ω.

G

+

-V

Capteur de luminosité

R = 76.3 Ω

R=0.076 kΩ

E=150000 lux

Résistance : 76.3 Ω

5 V

Vcom

R= 100 Ω

R= 330 Ω

24/03/10

Pour le calibre 50 000 lux : 0.1mV correspond a 100 lux

Pour le calibre 2 000 lux : 0.1mV correspond a 1 lux

luxmètre

capteur

Voltmètre mesurant la tension aux bornes du luxmètre

Voltmètre mesurant la tension aux bornes du capteur

Générateur délivrant une tension de 5V

31/03/10

Pour l’éclairement en fonction de la tension aux bornes de la photorésistance, on obtient deux courbes représentatives de deux fonctions exponentielles qui correspondent à deux calibres différents.

Pour les valeurs de tension de 0.62 à 2.1 V, on a utilisé le calibre 2000 lux où 0.1 mV correspond 1lux. La courbe a pour équation : E = 632.26* e1.9581U.

Pour les valeurs de 2.3 à 3.2 V, on a utilisé le calibre 50000 lux où 0.1 mV correspond à 100 lux. La courbe a pour équation : E = 654.38e1.8905U.

Ces courbes sont croissantes, plus l’éclairement augmente plus la tension augmente.

21/04/10

E = 654,38e 1,8905U

E = 632,26e 1,9581U

0

50000

100000

150000

200000

250000

300000

0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5

U(V)

E (lux)

E c la ire ment E de la photore sista nc e e n fonc tion de la T ension U a ux bornes de la photoré sista nc e

A partir de la courbe d’étalonnage en résistance on peut déterminer la tension aux bornes de notre photorésistance.On a déterminé la résistance total qui est la somme de la résistance aux bornes du capteur et de la résistance moyenne.Puis on a calculé le rapport entre la résistance et la résistance totale et on a ensuite multiplié ce rapport par 5,0V qui est la tension délivrée aux bornes du générateur. On obtient ainsi une courbe représentant une fonction exponentiel d’équation : E=589.48e2.2265U. Cette courbe est pratiquement la même que celle déterminée lors de l’étalonnage en tension.

12/05/10

G V

R1 = 76.3 Ω+

-V com

Rc

Uc= Rc*Uv ligne fausse aussi

Prévision de l'éclairement E de la photoresistance en fonction de la Tension U aux bornes de la photorésistanceEclairement E de la photoresistance en fonction de la Tension U aux bornes de la photorésistance

Superposition des deux courbes

+Uc=Rc*IU1=R1*IUG=I*(Rc+R1)5=I*(Rc+76) ligne fausse

21/04/10

3.1 V2.5 V1.4 V

11000 lux

80000 lux

225000 lux

AMOURETTIAlexis

BOTSOS Ugo

Position de notre capteur dans la nacelle

Notre capteur se situe en bas de la nacelle, il ne sera pas gêné par l’ombre du ballon, donc la mesure de l’éclairement ne sera pas faussée.

Notre capteur

0.24V(luminositée ambiante de la salle de MPI) = 800 lux

Ma courbe: elle est de couleur verte claire

Au delà de 13h14 les valeurs sont erronées.

26/05/10

On remarque que l’éclairement varie peu durant le vol du ballon sonde. Au debut l’éclairement augmente, il passe de 5000 lux à 6500 lux puis a partir de 12h45 l’éclairement diminue à 4200lux. On peut en déduire que le ballon a éclaté à 12h45.Entourer cette date sur la courbe !

4000

4500

5000

5500

6000

6500

10:33:36 11:02:24 11:31:12 12:00:00 12:28:48 12:57:36 13:26:24

E c lairement E en fonc tion du temps tE (lux)

t(h)

02/06/10

On remarque que la luminosité augmente en même temps que l’altitude. Par rapport aux autres capteurs de luminosité, l’éclairement mesuré par notre capteur est extrêmement faible ce qui est dû à sa position dans la nacelle. Notre capteur étant en bas de la nacelle n’a capté que la lumière réfléchie par la Terre alors que les autres capteurs étaient sur les côtés de la nacelle ont reçu la luminosité directement du Soleil.

Superposer les 2 courbes !