PSI - TIPE Partie C - 2010
David Nowinsky
Ondes de
surface
TIPE Partie C 2010 David Nowinsky Série PSI 1
TIPE Partie C 2010 David Nowinsky Série PSI
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Exemple : écran tactile
Céramique
Conducteur
métallique
Cales
piézoélectriques Tension Déformation Connecteur Jack 3.5 mm
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I. Absorption d’une partie de l’onde par le doigt
Emission Réception
Principe
Absorption
Mesures
Ecart mesuré trop faible : inexploitable
Signaux reçus sans doigt posé
Doigt posé Main posée
0,9V 0,9V
0,9V 0,6V
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II. Temps de propagation de l’onde depuis le doigt
Principe Détermination analytique
Célérité des ondes dans le verre :
c = 1240 m/s à 90 m/s près
𝑑𝐵 − 𝑑𝐴 = 𝑐 (𝑡𝐵 − 𝑡𝐴)
A B
M
𝑑𝐵 𝑑𝐴
x
y
On place donc un troisième capteur
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III. Apprentissage et reconnaissance des signaux acoustiques
Principe
Propagation dans un milieu complexe Signaux reçus caractéristiques
du point d’impact
Phase d’apprentissage : création
d’une base de données de
signatures acoustiques
TIPE Partie C 2010 David Nowinsky Série PSI 6
Traitement du signal
Conversion Analogique Numérique et acquisition
Carte son Capteur 1
Capteur 2
Surface à
rendre tactile > In:
Jack
3.5mm
> Out:
Winsound
MATLAB
> In:
Data Acquisition
Toolbox
Caractériser les
voies 1 et 2 (f et g)
Densité spectrale de puissance :
𝐹𝐹𝑇(𝑓)(𝜔) ∗ 𝐹𝐹𝑇(𝑔)(𝜔)
Comparaison des
signaux f et g
Coefficient de corrélation :
𝑟 𝑓, 𝑔
= (𝑓 𝑖 − 𝑓𝑚𝑜𝑦)(𝑔 𝑖 − 𝑔𝑚𝑜𝑦)𝑛𝑖=1
(𝑓 𝑖 − 𝑓𝑚𝑜𝑦)2 𝑛
𝑖=1 (𝑔 𝑖 − 𝑔𝑚𝑜𝑦)2𝑛
𝑖=1
III. Apprentissage et reconnaissance des signaux acoustiques
TIPE Partie C 2010 David Nowinsky Série PSI
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TIPE Partie C 2010 David Nowinsky Série PSI 8
nombre d'échantillons entre signal recu par 1 et signal recu par 2 :
18 14 26 14 11 17 17 19 14 15
échantillonage : 96 kHz
distance d entre les deux capteurs : 212 mm
moyenne du nombre d'échantillons : 16,5
célérité des ondes : 1233,454545 m/s
incertitude : sur le nb d'échantillons 1
sur l'échantillonage : supposé nulle
sur la distance entre les capteurs 1 mm
donc sur la célérité : Dc = 80,57300275 m/s
c = 1240 m/s à
90 m/s près