{"id":4716,"date":"2020-05-08T13:01:40","date_gmt":"2020-05-08T11:01:40","guid":{"rendered":"http:\/\/www.ardpylab.fr\/?page_id=4716"},"modified":"2020-05-20T15:27:40","modified_gmt":"2020-05-20T13:27:40","slug":"projet-6-activite-3","status":"publish","type":"page","link":"https:\/\/www.ardpylab.fr\/?page_id=4716","title":{"rendered":"Projet 6 – Activit\u00e9 3"},"content":{"rendered":"\n

\u201dV\u00e9rification de la loi de Boyle-Mariotte<\/strong><\/em>\u201d

<\/em><\/h2>\n\n\n\n


. Objectif

<\/span><\/strong><\/span><\/h4>\n

L\u2019objectif de cette activit\u00e9 est de v\u00e9rifier la loi de Boyle-Mariotte \u00e0 l\u2019aide de notre capteur de pression MPX4250AP et de la seringue d\u2019un volume utile de 60 mL selon le m\u00eame montage que l\u2019activit\u00e9 pr\u00e9c\u00e9dente.

<\/p>\n\n\n\n

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\"\"<\/figure>\n<\/div>\n\n\n\n

 <\/p>\n

. \u00c9nonc\u00e9 de la loi de Boyle-Mariotte<\/u><\/strong> :

<\/strong><\/span><\/h4>\n

\u00c0 temp\u00e9rature constante, pour une quantit\u00e9 de mati\u00e8re donn\u00e9e de gaz, le produit de la pression P par le volume V de ce gaz ne varie pas :<\/p>\n

P \u00d7 V = constante

<\/strong><\/p>\n

Si un gaz subit une transformation qui l\u2019am\u00e8ne d\u2019un \u00e9tat n\u00b01 (son volume est V1 et sa pression P1) \u00e0 un \u00e9tat n\u00b02 (son volume est V2 et sa pression P2) alors la loi de Boyle-Mariotte peut s\u2019\u00e9crire:<\/p>\n

P1.V1 = P2.V2<\/strong><\/p>\n

Cette relation est valable \u00e0 condition que:<\/p>\n

– La transformation soit \u00e0 temp\u00e9rature constante,<\/p>\n

– Les deux pressions P1 et P2 soient exprim\u00e9es dans la m\u00eame unit\u00e9 de pression qui peut \u00eatre le pascal, l\u2019hectopascal, le bar, etc\u2026,<\/p>\n

-Les deux volumes soient exprim\u00e9s dans la m\u00eame unit\u00e9 de volume qui peut \u00eatre le litre, le m\u00e8tre cube, le centim\u00e8tre cube, etc.<\/p>\n\n\n\n

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\"\"<\/figure>\n<\/div>\n

 <\/p>\n\n\n\n

. Descriptif de l\u2019activit\u00e9

<\/u><\/strong><\/span><\/h4>\n

En d\u00e9pla\u00e7ant le piston, initialement plac\u00e9 sur la graduation 30 mL, on fait varier le volume de l\u2019air enferm\u00e9 dans le corps de la seringue reli\u00e9e au capteur de pression.<\/p>\n

Apr\u00e8s avoir appuy\u00e9 sur le bouton poussoir, le volume lu (entre 10 et 60 mL) sur le corps de la seringue est saisi au clavier dans la fen\u00eatre Python Shell ou le moniteur s\u00e9rie.<\/p>\n

La pression est ensuite mesur\u00e9e par le capteur qui d\u00e9livre une tension \u00e9lectrique proportionnelle \u00e0 la pression. Une moyenne est r\u00e9alis\u00e9e sur dix mesures et le r\u00e9sultat de la pression moyenne (p en kPa) pour le volume (V en mL) est affich\u00e9 dans la fen\u00eatre Python Shell ou le moniteur s\u00e9rie.<\/p>\n

Les mesures pour le volume V sont arr\u00eat\u00e9es en appuyant sur le bouton poussoir.<\/p>\n

Une nouvelle mesure de la pression pour un volume diff\u00e9rent est r\u00e9alisable en appuyant de nouveau sur le bouton poussoir.<\/p>\n

Il est donc possible d\u2019acqu\u00e9rir des couples de donn\u00e9es (p, V) afin de v\u00e9rifier la loi de Boyle-Mariotte.

<\/p>\n

Remarque :<\/u><\/strong><\/p>\n

La DEL rouge est allum\u00e9e si la pression est inf\u00e9rieure ou sup\u00e9rieure aux seuils de pression correspondant \u00e0 un volume de 10 ou de 60 mL.<\/p>\n\n\n\n

 <\/p>\n

. Le programme<\/span><\/strong><\/span><\/h4>\n


Voici le code de l\u2019activit\u00e9 en Python et en langage Arduino :

<\/p>\n

. Programme en Python (\u201dProjet6\\Activity3\\PY\\Activity3.py<\/a>\u201d<\/strong>)

<\/u><\/p>\n\n\n\n

\n
\"\"<\/a><\/figure>\n<\/div>\n\n\n\n


D\u00e9roulement du programme<\/u><\/strong>\u00a0:<\/strong><\/p>\n

– Importation des librairies\u00a0et d\u00e9finition de fonctions<\/u> :<\/p>\n

. Le module \u201dConnectToArduino.py\u201d, <\/strong>contenant les fonctions de connexion \u00e0 l\u2019Arduino via le protocole \u201dFirmata Satandard\u201d<\/strong>,<\/p>\n

. Le module \u201dPyFirmataDef.py\u201d<\/strong> regroupant toutes les fonctions utiles \u00e0 l\u2019utilisation de \u201d<\/strong>PyFirmata<\/strong>\u201d<\/strong> (fonction de d\u00e9claration des entr\u00e9es et sorties, de lectures, d\u2019\u00e9critures\u2026),<\/p>\n

. La biblioth\u00e8que \u201d<\/strong>time<\/strong>\u201d<\/strong> pour la gestion des temps de pause,<\/p>\n

. La fonction \u201d<\/strong>InputVal<\/strong>\u201d <\/strong>pour la saisie du volume de la seringue en mL.

<\/p>\n

– D\u00e9claration des constantes et variables<\/u>\u00a0:<\/p>\n

. PinSensor = 0 <\/strong>(cst correspondant au n\u00b0 de la broche A0 sur laquelle le capteur de pression est connect\u00e9)<\/p>\n

. PinButton= 12 <\/strong>(cst correspondant au n\u00b0 de la broche sur laquelle le bouton poussoir est connect\u00e9)<\/p>\n

. PinLed = 9<\/strong> (cst correspondant au n\u00b0 de la broche sur laquelle la DEL est connect\u00e9e)<\/p>\n

. PMax = 240<\/strong> (Pression maximale admissible en kPa)<\/p>\n

. PMin = 50<\/strong> (Pression minimale admissible en kPa)<\/p>\n

. ValSensor = 0 <\/strong>(variable pour stocker la valeur de la broche du capteur de pression)<\/p>\n

. tension = 0 <\/strong>(variable correspondant \u00e0 la valeur de la tension en V de la broche du capteur de pression)<\/p>\n

. Pression = 0<\/strong> (variable correspondant \u00e0 la pression en kPa calcul\u00e9e \u00e0 partir de la valeur de la broche du capteur)<\/p>\n

. OldPression = 0<\/strong> (variable correspondant \u00e0 la pression en kPa calcul\u00e9e pr\u00e9c\u00e9demment)<\/p>\n

. Vol=0<\/strong> (variable correspondant au volume de la seringue en mL)<\/p>\n

. ValButton = 0<\/strong> (variable pour stocker la valeur de l\u2019\u00e9tat logique de la broche du bouton poussoir)<\/p>\n

. OldValButton = 0<\/strong> (variable pour stocker la valeur pr\u00e9c\u00e9dente de l\u2019\u00e9tat logique de la broche du bouton poussoir)<\/p>\n

. State=0<\/strong> (variable correspondant \u00e0 l\u2019action \u00e0 effectuer)<\/p>\n

. OldState = 0<\/strong> (variable pour stocker la valeur pr\u00e9c\u00e9dente de la variable state<\/strong>)<\/p>\n

. PortComArduino <\/strong>(port COM sur lequel l\u2019Arduino est connect\u00e9)\u00a0

<\/p>\n

– Connexion \u00e0 l’Arduino<\/u>\u00a0:<\/p>\n

. D\u00e9tection du port COM, tentative d\u2019ouverture du port COM s\u00e9lectionn\u00e9 et connexion \u00e0 l\u2019Arduino:<\/p>\n

PortComArduino = SelectPortCOM()<\/strong><\/p>\n

board = OpenPortCom(PortComArduino)

<\/strong><\/p>\n

. Si la connexion \u00e0 l\u2019Arduino est r\u00e9ussie :<\/p>\n

– D\u00e9claration de la broche du capteur de pression en entr\u00e9e analogique\u00a0:<\/p>\n

InputPinSensor = AnalogInput(board, PinSensor) <\/strong><\/p>\n

– D\u00e9claration de la broche du bouton poussoir en entr\u00e9e num\u00e9rique\u00a0:<\/p>\n

InputPinButton = DigitalInput(board, PinButton)<\/strong><\/p>\n

– Lancement de l\u2019it\u00e9rateur :<\/p>\n

ArduinoIterateur = Iterateur(board)<\/strong><\/p>\n

– Attente de 500 ms pour le lancement de l\u2019it\u00e9rateur\u00a0:<\/p>\n

time.sleep(0.5)

<\/strong><\/p>\n

– Boucle principale du programme (boucle \u201d<\/u>while True\u201d<\/u>)<\/u> :<\/p>\n\n\n\n

\n
\"\"<\/figure>\n<\/div>\n

 <\/p>\n\n\n\n

R\u00e9sultats dans la fen\u00eatre Python Shell<\/u><\/strong> :

<\/strong><\/p>\n\n\n\n

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\"\"<\/figure>\n<\/div>\n

 <\/p>\n\n\n\n

. Programme en langage Arduino (\u201dProjet6\\Activity3\\INO\\Activity3.ino<\/a>\u201d)<\/u><\/strong><\/p>\n


Le code de l\u2019activit\u00e9 en langage Arduino a d\u00e9j\u00e0 \u00e9t\u00e9 \u00e9tudi\u00e9 dans la partie:<\/p>\n

\u201dActivit\u00e9s pour les lyc\u00e9es \/ Pression \/ Activit\u00e9 3<\/strong><\/a>\u201d

<\/p>\n\n\n\n


. Exploitation des mesures<\/span><\/span>

<\/strong><\/h4>\n

L\u2019exploitation des mesures a \u00e9galement d\u00e9j\u00e0 \u00e9t\u00e9 \u00e9tudi\u00e9e dans la partie:<\/p>\n

\u201dActivit\u00e9s pour les lyc\u00e9es \/ Pression \/ Activit\u00e9 3 \/ Exploitation des mesures<\/strong><\/a>\u201d<\/p>\n

 <\/p>\n\n\n

\n
\n\n
\"\"<\/a><\/figure><\/div>\n\n<\/div>\n\n
\n\n
\"\"<\/a><\/figure><\/div>\n\n<\/div>\n<\/div><\/div>\n\n\n\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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