Exercices sur les capteurs

Le but est de réaliser un programme informatique capable de répondre aux différentes attentes.

• La valeur de la résistance du potentiomètre est affichée en ohms sur l’afficheur LCD. La valeur nominale de la résistance est de 5kΩ.

Écrire le programme qui :

1. La valeur de la résistance du potentiomètre est affichée en ohms lorsque la valeur est comprise entre 0Ω et 999Ω puis en kilo ohms lorsque la valeur est comprise entre 1000Ω et 5000Ω. La valeur nominale de la résistance du potentiomètre est de 5kΩ. Le résultat doit être exprimé dans les bonnes unités avec les bons symboles.
2. Mesure la distance d’un objet. La distance de l’objet est mesurée avec le capteur IR en appuyant sur le bouton S1. Pendant la mesure la LED verte devra clignoter. Si l’objet est à une distance de plus de 50 cm la LED verte s’allume alors que si l’objet est à une distance inférieure à 50 cm alors la LED rouge s’allume.
3. Mesure la distance d’un objet en utilisant le capteur IR. Le resultat devra être exprimé au format binaire en utilisant les trois LEDs (LED1, LED2 et LED3). Si la distance augmente, la valeur exprimée par les LEDs devra évoluer en temps réel. L’échelle pourra être approximativement 1bit = 1dm.
4. Affiche la valeur du capteur de température NTC sur le LCD en degrés. En appuyant sur le bouton S2 d’autres unités peuvent être sélectionnées : Kelvin (K), Fahrenheit (F)et Celsius (C). La température doit être exprimée dans la bonne unité avec les bons symboles.
5. Capte les changements brutaux de luminosité en utilisant le capteur d’intensité de lumière. En cas de changement rapide, la LED rouge est allumée pendant 5 secondes. Si la lumière change lentement, on montrera la direction du changement. La LED verte signifie que l’intensité de la lumière augmente alors que la LED jaune signifie que l’intensité diminue.

Écrire le programme qui

1. Enregistre les données. Le programme mesurera constamment les valeurs des capteurs analogiques en enregistrant les valeurs minimales et maximales. En appuyant sur le bouton, l’utilisateur pourra changer le type d’information affichée à l’écran. Ces informations seront : le nom du capteur (sous une forme courte) ainsi que les valeurs minimum et maximum du moment. La séquence d’affichage des capteurs est : Capteur Infrarouge de distance → Capteur de luminosité → Capteur de température → Potentiomètre.
2. Mesure la distance. Lorsqu’on appui sur le bouton S2, 10 séquences de mesures sont prises en une seconde. Après la mesure, la distance moyenne à un objet est affichée sur l’afficheur 7-segments en décimètres. En appuyant sur le bouton S1, la mesure minimum est affichée, puis a valeur maximum en appuyant sur S3.
3. Mesure la vitesse. Proportionnellement à la mesure de la distance d’un objet, la vitesse est exprimée avec les LEDs comme suit : LED verte pour une vitesse lente, LED jaune pour une vitesse moyenne et rouge pour une vitesse rapide. La vitesse devra être exprimée sur l’écran LCD.
4. Mesure automatiquement une gamme. Proportionnellement aux mesures de température minimum et maximum trouvées et la gamme correspondante la valeur est affichée sur l’afficheur 7 segments entre 0 et 9.
5. En combinant les capteurs IR et ultrason, mesure la distance d’un objet, sa vitesse et détermine la direction de l’objet. Les résultats sont affichés sur le LCD.

1. Quelle est la précision du convertisseur analogique – numérique du micro contrôleur ATmega128 ? Quelle est la valeur minimale mesurable en tension d’entrée ?
2. Combien de temps dure un processus ADC ? Quelle est la fréquence d’opération ?
3. Quelle est la gamme de tension d’entrée de l’ADC ? Est-il possible de la changer ? Comment ?
4. Quelle est la différence entre le thermistor à coefficient positif (PTC) et à coefficient négatif (NTC) ? Quels sont les avantages de chacun d’entre eux ?
5. Quel est le but d’un diviseur de tension dans un circuit de mesure.
6. Combiné à un diviseur de tension qui permet d’utiliser un capteur analogique avec le micro contrôleur ATmega128. La tension de sortie maximum du capteur est de 10V. Déterminez le contenu du registre ADMUX.
7. Si d’autres résistances sont ajoutées aux broches du potentiomètre et qu’on leur applique une tension de +5V quelle peut être alors la plus importante résistivité de la résistance ajoutée et du potentiomètre donc la tension de régulation du slider du potentiomètre peut être régulée entre 1 et 2V (du plus petit au plus grand) ? Le courant ne doit pas dépasser 10mA.
8. Quels paramètres de l’environnement ont des effets sur le capteur de distance d’ultrason et pourquoi ?
9. Quels capteurs de sensibilité de la lumière peuvent être dans les projets robotiques. Citez les trois principaux composants et expliquer leurs différences.
10. Quelle est la distance mesurée en utilisant la méthode trigonométrique de la lumière ? Nommez au moins trois méthodes.