{"id":4721,"date":"2020-05-08T13:07:27","date_gmt":"2020-05-08T11:07:27","guid":{"rendered":"http:\/\/www.ardpylab.fr\/?page_id=4721"},"modified":"2020-05-20T15:24:28","modified_gmt":"2020-05-20T13:24:28","slug":"projet-6-activite-4","status":"publish","type":"page","link":"https:\/\/www.ardpylab.fr\/?page_id=4721","title":{"rendered":"Projet 6 – Activit\u00e9 4"},"content":{"rendered":"\n

\u201dPrincipe fondamental de la statique des fluides<\/strong><\/em>\u201d

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


. Objectif

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

L\u2019objectif de cette activit\u00e9 est de d\u00e9termin\u00e9 la profondeur d\u2019immersion dans une colonne d\u2019eau d\u2019un tuyau reli\u00e9 \u00e0 un capteur de pression MPX4250AP en appliquant le principe fondamental de la statique des fluides au montage suivant :

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

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

 <\/h4>\n

. \u00c9nonc\u00e9 du principe<\/u><\/strong> fondamental de la statique des fluides

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

La statique des fluides constitue l\u2019\u00e9tude des fluides au repos.<\/p>\n

Les fluides se d\u00e9forment sous l\u2019effet de forces tr\u00e8s faibles, un fluide n\u2019a pas de forme propre.<\/p>\n

On distingue les liquides et les gaz :<\/p>\n

– Le liquide prend la forme du r\u00e9cipient qui le contient, mais il est incompressible (\u03c1 varie peu avec P et T).<\/p>\n

– Le gaz occupe tout le volume mis \u00e0 sa disposition et il est compressible (\u03c1 varie beaucoup avec P et T)<\/p>\n

La pression est la m\u00eame en tout point d\u2019un m\u00eame plan horizontal d\u2019un fluide homog\u00e8ne au repos.<\/p>\n

La diff\u00e9rence de pression (en Pa) entre deux points A et B (Cf. sch\u00e9ma ci-dessous) d\u2019un fluide homog\u00e8ne au repos est \u00e9gale \u00e0 :<\/p>\n\n\n

\n
\n\n

PB<\/sub> \u2013 PA<\/sub> = \u03c1<\/em><\/strong> g (ZB<\/sub> – ZA<\/sub>)<\/em><\/strong><\/h4>\n


O\u00f9 :  . B est en-dessous de A,<\/p>\n

         . \u03c1 = masse volumique du fluide en kg.m-3<\/sup>,<\/p>\n

         . g = champ de pesanteur (g = 9,81 m.s-2<\/sup>),<\/p>\n

         . ZB<\/sub> – ZA<\/sub> = distance entre les plans horizontaux passant par A et B en m.<\/p>\n\n<\/div>\n\n

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


. Descriptif de l\u2019activit\u00e9<\/u><\/strong><\/span><\/h4>\n

Apr\u00e8s avoir positionn\u00e9 le tuyau au niveau du point A, constituant l\u2019origine du rep\u00e8re (ZA<\/sub>=0), et mesur\u00e9 la pression PA<\/sub> de ce point, on d\u00e9placera l\u2019extr\u00e9mit\u00e9 du tuyau (Point B) dans la colonne d\u2019eau. Le microcontr\u00f4leur mesurera en continu la pression du point B et calculera la distance (en m) entre les 2 points :<\/p>\n\n\n\n

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

Remarques<\/u> :<\/p>\n

La sensibilit\u00e9 du capteur de pression MPX4250AP est de 20 mv\/kPa.<\/p>\n

La r\u00e9solution par d\u00e9faut du convertisseur analogique\/num\u00e9rique de l’Arduino \u00e9tant de l’ordre de 5 mV, il est possible de mesurer des diff\u00e9rences de pression de 0,25 kPa, soit une diff\u00e9rence de profondeur d\u2019immersion (Dz) d\u2019environ 0,025 m (2,5 cm).<\/p>\n

La pr\u00e9cision de la mesure de Dz (ZB<\/sub> – ZA<\/sub>) sera donc de \u00b1 2,5 cm.<\/p>\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\\Activity4\\PY\\Activity4.py<\/a>\u201d)

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

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


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

– Importation des librairies et 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

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

. 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

. PRef = 0 <\/strong>(variable correspondant \u00e0 la pression en kPa du point de r\u00e9f\u00e9rence)<\/p>\n

. Dz=0 <\/strong>(variable correspondant \u00e0 la profondeur d\u2019immersion du tuyau en cm)<\/p>\n

. OldDz = 0 <\/strong>(variable correspondant \u00e0 la profondeur d\u2019immersion du tuyau en cm pr\u00e9c\u00e9dente)<\/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

. BtnAppui = False <\/strong>(variable bool\u00e9enne permettant de savoir si le bouton poussoir a \u00e9t\u00e9 appuy\u00e9)<\/p>\n

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

<\/p>\n

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

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

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

time.sleep(0.5)<\/strong><\/p>\n

– <\/strong>Mesure de la pression \u00e0 la position de r\u00e9f\u00e9rence.

<\/p>\n

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

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

 <\/p>\n\n\n\n

. Programme en langage Arduino (\u201dProjet6\\Activity4\\INO\\Activity4.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 4<\/strong><\/a>\u201d<\/p>\n

\u00a0<\/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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