{"id":4244,"date":"2020-04-29T19:18:50","date_gmt":"2020-04-29T17:18:50","guid":{"rendered":"http:\/\/www.ardpylab.fr\/?page_id=4244"},"modified":"2020-05-10T18:51:57","modified_gmt":"2020-05-10T16:51:57","slug":"projet-4-activite-1-2","status":"publish","type":"page","link":"https:\/\/www.ardpylab.fr\/?page_id=4244","title":{"rendered":"Projet 4 – Activit\u00e9 1"},"content":{"rendered":"\n

\u201dD\u00e9termination de la vitesse du son dans l’air\u201d<\/em><\/strong><\/h2>\n

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Dans cette activit\u00e9, nous allons d\u00e9terminer exp\u00e9rimentalement la vitesse de propagation des ondes sonores en mesurant, \u00e0 l’aide d’un capteur \u00e0 ultrasons (par exemple, le HC-SR04), la dur\u00e9e de propagation, Dt<\/strong>, de l’onde sonore entre l’\u00e9metteur et le r\u00e9cepteur situ\u00e9s \u00e0 une distance, d<\/strong>, connue d’un obstacle.<\/p>\n\n\n\n

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ARDUINO LAB – Fen\u00eatre \u00ab\u00a0Projet 4 – Activit\u00e9 1\u00a0\u00bb<\/p><\/div>\n<\/figure>\n<\/div>\n

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Apr\u00e8s avoir cliqu\u00e9 sur la prise USB, un menu permettant de r\u00e9gler la distance entre le capteur et l\u2019obstacle, et la temp\u00e9rature de l\u2019air, est affich\u00e9.<\/p>\n

Si le mode de fonctionnement est le \u201d<\/strong>contr\u00f4le de l\u2019Arduino\u201d<\/strong>, un appui sur le bouton poussoir r\u00e9el ou virtuel d\u00e9clenche la mesure de la dur\u00e9e de propagation de l\u2019onde ultrasonore. Celle-ci est affich\u00e9e, dans le menu \u201dR\u00e9sultats\u201d<\/strong>.<\/p>\n

La vitesse de propagation en m\/s est alors calcul\u00e9e et affich\u00e9e. La vitesse th\u00e9orique du son dans l\u2019air en fonction de la temp\u00e9rature indiqu\u00e9e est \u00e9galement affich\u00e9e afin de pouvoir la comparer \u00e0 la valeur d\u00e9termin\u00e9e exp\u00e9rimentalement.<\/p>\n

En mode \u201d<\/strong>simulation\u201d<\/strong>, ARDUINO LAB utilise la valeur th\u00e9orique de la vitesse de propagation des sons dans l\u2019air \u00e0 la temp\u00e9rature indiqu\u00e9e par l\u2019utilisateur et affiche la dur\u00e9e de propagation de l\u2019onde calcul\u00e9e avec cette valeur.<\/p>\n\n<\/div>\n\n

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Il est possible d\u2019enregistrer plusieurs dur\u00e9es de propagation pour diff\u00e9rentes distances et de repr\u00e9senter graphiquement la distance en fonction de la dur\u00e9e afin de d\u00e9terminer une vitesse moyenne du son dans l\u2019air en cliquant sur :<\/p>\n\n<\/div>\n\n

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Une nouvelle fen\u00eatre est alors affich\u00e9e :<\/p>\n\n\n\n

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En mode \u201d<\/strong>contr\u00f4le de l\u2019Arduino\u201d<\/strong>, il suffit de positionner le capteur ultrasonique virtuel \u00e0 la m\u00eame distance que le capteur r\u00e9el, la dur\u00e9e de propagation de l\u2019onde est alors affich\u00e9e.<\/p>\n\n\n

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Puis afin d\u2019enregistrer les valeurs, de cliquer sur :<\/p>\n

pour effacer un point, cliquer sur :<\/p>\n\n<\/div>\n\n

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Les valeurs de distance et de dur\u00e9e de propagation sont affich\u00e9es dans le tableur et le graphe est trac\u00e9 automatiquement.<\/p>\n\n\n

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En mode \u201dsimulation\u201d<\/strong>, la dur\u00e9e de propagation est calcul\u00e9e, en utilisant la valeur th\u00e9orique de la vitesse des sons dans l\u2019air \u00e0 la temp\u00e9rature indiqu\u00e9e et la distance choisie par l\u2019utilisateur.<\/p>\n\n\n

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La mod\u00e9lisation de la distance en fonction de la dur\u00e9e est r\u00e9alis\u00e9e en appuyant sur :<\/p>\n\n<\/div>\n\n

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On rappelle que la vitesse de propagation de l\u2019onde ultrasonore est :<\/p>\n\n\n\n

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La mod\u00e9lisation de d = f(Dt)<\/strong> est alors :  y = a x <\/strong>(r\u00e9gression lin\u00e9aire)<\/p>\n

O\u00f9 a<\/strong> est le coefficient directeur de la droite, avec :  a = V \/ 2<\/strong><\/p>\n

On en d\u00e9duit alors : V = 2 a

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Attention<\/span> : <\/strong><\/p>\n

Les mesures effectu\u00e9es sont exprim\u00e9es en cm<\/strong> pour la distance et en \u00b5S<\/strong> pour la dur\u00e9e. La vitesse calcul\u00e9e est donc en cm\/<\/strong>\u00b5<\/strong>S<\/strong>. Il faut multiplier le r\u00e9sultat par 10000 pour obtenir une vitesse en m\/s<\/strong>.

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La droite de mod\u00e9lisation est alors affich\u00e9e :<\/p>\n\n\n\n

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. Les donn\u00e9es peuvent \u00eatre enregistr\u00e9es dans un fichier csv en cliquant sur :<\/p>\n

. Un fichier de mesures est ouvert en cliquant sur :<\/p>\n

. Un nouveau fichier de mesure est cr\u00e9\u00e9 en cliquant sur :<\/p>\n\n<\/div>\n\n

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La fen\u00eatre \u201d<\/strong>D\u00e9termination de la vitesse du son dans l\u2019air\u201d<\/strong> est ferm\u00e9e en cliquant sur :<\/p>\n\n<\/div>\n\n

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Les mesures sont arr\u00eat\u00e9es en appuyant de nouveau sur le bouton poussoir r\u00e9el ou virtuel, en mode \u201dContr\u00f4le de l\u2019Arduino\u201d<\/strong>, ou virtuel en mode \u201dSimulation\u201d<\/strong>.<\/p>\n


A tout moment, il est possible de visualiser le code et son algorithme, programm\u00e9 en langage Arduino IDE ou en Python, permettant de r\u00e9aliser cette activit\u00e9, en cliquant sur les boutons :<\/p>\n\n\n

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