Court guide d'utilisation du système RTL

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1 Court guide d'utilisation du système RTL Le système portable RTL fonctionnant avec LEPLA s'effectue en trois étapes. 1. Calculatrice graphique TI, 2. interface(cbl, CBL2 or LabPro), 3. un ou plusieurs capteurs. La procédure pour l'acquisition de données est simple et s'effectue en quatres étapes 1. télécharger le programme d'acquisition dans la calculatrice et le démarrer. 2. choisir la ou les sondes à utiliser et les connecter à la calculatrice. 3. choisir le taux d'échantillonnage et le nombre d'échantillons à prélever. 4. démarrer l'acquisition Comme la procédure se répète de façon identique pour n'importe quelle expérience, on peut dire que le système RTL est un "instrument universel" Lorsque l'on sait comment obtenir une série de mesures avec le système RTL on peut le faire pour un grand nombre d'expériences. On peut avoir à changer de capteur, les autres réglages ne sont pas modifiés. On trouvera ici les instructions essentielles pour être guidé pas à pas dans la réalisation d'une expérience utilisant un seul capteur: Le capteur de distance (sonar). L'application logicielle SCIENCE vous aidera à réaliser l'acquisition, l'analyse et la représentation de données sans avoir besoin d'autres outils (PC, tableurs...). Détecter et analyser le mouvement d'un corps. L'objectif de l'expérience est simple et consiste à acquérir les données relatives au déplacement d'un corps devant un capteur de distance. (position, vitesse et accélération). Tout mouvement selon une ligne droite peut convenir, mais pour bien utiliser les possibilités de l'application SCIENCE nous suggérons de respecter les points suivants. Se placer devant un mur (a une distance approximative de 2 mètres), conserver le capteur de force dans la main face au mur. Avancer puis reculer en maintenant la cellule face au mur. Les instructions de ce module permettent d'être guidées pour l'utilisation de l'application SCIENCE pour collecter des données et les représenter lors d' une expérience simple. Analyse de donnéess (1)

2 Récupération et visualisation de données L'analyse de données peut être réalisée aprés l'acquisition, ou effectuée plus tard. Dans le second cas, on peut restaurer les données en utililisant l'option 6: RETRIEVE DATA, accessible à partir du MAIN MENU. Les données acquises peuvent aussi être restaurées à partir de l'interface (1: CBL/LabPro), Les données sauvegardées peuvent être importées dans les calculatrices TI-92plus, TI-89 or Voyage200,en utilisant l'option 2: TI92+/TI89/V200 Sur la fenêtre "RETRIEVE DATA" le nom du dernier fichier sauvegardé apparait. Appuyer sur la flèche de droite pour afficher la liste complète et séléctionner le fichier en naviguant dans la liste en utilisant les flèches de direction haut et bas, ou en tapant le nombre correspondant En appuyant sur la touche [ENTER] et en sélectionnant le nom du fichier, les données sont chargées dans la calculatrice et disponibles pour être analysées. Selectionner 3: ANALYZE à partir du MAIN MENU une liste des options "ANALYZE MENU" est alors disponible. L'option 5: VIEW TIME-GRAPH permet de représenter les données en fonction du temps, mais on peut aussi construire d'autres types de représentations graphiques des données. Analyse de données (2) Représentation graphique de données

3 Pour étudier les relations reliant les différentes données acquises pendant le même intervalle de temps, choisir l'option 1: PLOT/FIT, dans le menu ANALYZE puis 1: GRAPH On est ensuite invité à choisir les données à porter sur l'axe des abscisses X-axis, puis celle sur l'axe des ordonnées Y-axis. Les choix possibles sont relatifs aux 3 voies d'acquisition analogiques, ou à la voie numérique SONIC (avec un sous menu: distance=5:sonar, ou la vitesse velocity=6:d/dt, ou encore l'accélération acceleration=7:d/dt2). Le choix 1:time or man. fait référence aux valeurs du temps ou à des valeurs entrées manuellement par l'utilisateur lorsque les données sont acquises selon le mode d'acquisition TRIGGER/PROMPT. Finalement, choisir les options de représentation graphique (marque des points sur le graphique, joindre les points par des segments, ou les deux ensemble). Sélectionner 2: LINE et choisir distance pour l'axe des X et vitesse pour l'axe desy, on obtient la représentation graphique ci-dessus. En sélectionnant la distance pour l'axe des X et l'accélération pour l'axe des Y on obtient celui ci-dessous: Analyse de données (3)

4 Interpolation En choisissant l'option 2: FIT, et à nouveau la distance pour l'axe des X et l'accélération pour l'axe des Y puis un ajustement linéaire dans la fenêtre suivante on obtient les valeurs de l'ordonnée à l'origine B et du coefficient directeur A de la régression linéaire calculée selon le modèle Y=AX+B, la représentation graphique incluant les données est ensuite affichée. On peut ensuite demander une nouvelle représentation graphique avec d'autres valeurs pour les paramètres de l'ajustement, par exemple, changer seulement la valeur de B comme on l'observe sur les captures ci-dessous. Analyse de données (4) Interpolation sinusoidale & Manipulation de

5 données Dans le menu FIT, choisir le temps pour l'axe des X et la distance pour l'axe des Y choisir ensuite 5: SINUSOID, on obtient un ajustement des données selon le modèle Y=Asin(BX+C)+D: Ici A est une sinusoïdale d'amplitude, B est la vitesse angulaire, C est la phase D est l'offset ou le décalage à l'origine. Menu: manipulation de données Dans le menu ANALYZE l'option 6: DATA HANDLING propose de nombreuses manipulations de données time derivatives, data smoothing (running average), decimation (sur 1 point ou n points), reset time scale, ou une transformation linéaire linear transformation sur n'importe quelle liste. Sélectionner une région sur les données enregistrées, si l'on est intéressé par une partie seulement des données acquises (e.g. pour réaliser un ajustement sur un intervalle particulier) on peut utiliser l'option 4: SELECT REGION cette option se trouve dans le menu ANALYZE. La même procédure est utilisée pour réaliser des statistques "statistics" en choisissant l'option 2:STATS/INTEGRAL dans le menu manipulation de données.

6 On peut aussi effectuer un calcul d'ntégrale définie "time-integrals" sur une partie sélectionnée des données acquises. Réaliser la connection Au cas où l'interface ne serait pas reliée à la calculatrice graphique, ou le câble les reliant n'est pas correctement inséré dans les deux unités (CBL & Calculatrice), un avertissement apparaît sur l'écran. Vous êtes prié de résoudre le problème, appuyer sur la touche [ENTER] pour continuer. Acquisition de données (1) program : SCIENCE Télécharger l'application Science dans la calculatrice puis démarrage Avant de commencer l'expérience vous devriez avoir chargé dans votre calculatrice graphique l'application SCIENCE depuis un PC, en utilisant le câble GraphLink et le logiciel TI-Connect. Pour démarrer l'application SCIENCE écrire la chaîne science() en ligne de commande, puis appuyer sur la touche [ENTER]. (Fig.1.)

7 (Fig.1.) Un raccourci consiste à choisir le nom de l'application SCIENCE depuis une liste dans le menu [VAR-Link] et de compléter la chaine de caractère en ajoutant une parenthèse de fermeture [ ) ]. A ce moment on demande d'identifier le type de calculatrice que vous utilisez (soit TI89, TI92plus ou Voyage 200). (Fig. 2) (Fig. 2) (Fig. 3) Un écran de présentation apparait, et le mot [ENTER] au bas de l'écran invite à appuyer sur la touche de la calculatrice pour poursuivre Ceci nous mène au MENU PRINCIPAL où on peut commencer l'acquisition par le choix 1: SET UP PROBES (Fig. 4) Dans n'importe quel menu on peut choisir une rubrique ou une autre en utilisant les touches de direction haut/bas pour changer les items en surbrillance le choix s'effectue en appuyant sur [ENTER], ou en écrivant simplement le nombre correspondant. S'assurer avant de valider le choix 1: SET UP PROBES que la calculatrice et CBL sont connectées ensemble. Acquisition de données (2) Choisir et relier les sondes, et observer le système Quand on a choisi 1:SET UP PROBES on est invité à indiquer le nombre de capteurs à utilser. Par exemple choisir 1: ONE, et sélectionner 1: SONAR dans la liste.

8 (Fig.5.) (Fig.6.) On doit relier la sonde à l'interface (le sonar doit employer le port SONIC ), on peut ensuite tester le système. Selectionner 2: COLLECT DATA depuis le MAIN MENU, et ensuite 1: MONITOR INPUT. (Fig. 7) (Fig. 8) On verra sur l'écran une liste des sondes utilisées avec les valeurs mesurées (dans les unités de mesure standard ). Par exemple avec le capteur de distance CBR avec des mesures affichées en mètres. (Fig. 9) Pour s'arrêter et aller de nouveau au menu DATA COLLECTION appuyer sur la touche [ + ]. Acquisition de données (3) Choisir le débit et le nombre de mesures à acquérir Choisir 2: TIME GRAPH dans le menu DATA COLLECTION. (Fig. 10) (Fig. 11)

9 Taper l'intervalle de temps entre deux mesures (ici choisir 0.2 s, correspondant à un taux de 5 échantillons par seconde) et le nombre total de points à enregistrer (choisir ici 30, ce qui correspond à un total de 6 secondes). (Fig. 12) (Fig. 13) Si le choix est convenable choisir ensuite 1: USE TIME SETUP, sinon prendre 2: MODIFY SETUP. (Fig. 14) (Fig. 15) Quand le débit est bas et le nombre de points pas trop grand on a le choix de l'affichage des données en temps réel (LIVE DISPLAY), ou aprés que l'acquisition soit achevée (NON- LIVE DISPLAY). (Fig. 16) (Fig. 17) Choisir ici 1: NON- LIVE DISPLAY. Le système est maintenant prêt à commencer l'acquisition. Appuyer sur la touche [ENTER] en même temps que l'on commence à bouger le corps (rappelez-vous: Tenir à la verticale le sonar, viser le mur devant vous). Pendant l'acquisition on entendra le sonar cliqueter tandis qu'une LED verte clignotera, et l'écran de la calculatrice affichera "COLLECTING DATA Acquisition de données (4) Voir les données enregistrées

10 Lorsque l'acquisition est terminée et après un court instant (dont la durée dépend du nombre de données enregistrées) un message sur l'écran indique que les données sont sauvegardées dans des listes. Dans la List 1 on a les valeurs du Temps, dans la liste List 4 les valeurs de la distance, dans la liste List 5 les valeurs de la vitesse et dans la List 6 les valeurs de l'accélération. (Fig. 18) Appuyer sur la touche [ENTER] et choisir quelle variable on souhaite représenter en fonction du temps : (Fig. 19) (Fig. 20) (Fig. 21) (Fig. 22) (Fig. 23) (Fig. 24) Sélectionner l'affichage CHANNEL 1, 2, 3 seulement lorsque des capteurs analogiques sont utilisés. Acquisition de données (5) Sauvegarder les données acquises Pour sauver les données enregistrées pour un usage futur on doit retourner au MAIN MENU et sélectionnert 7: SAVE/DELETE puis 1: SAVE.

11 (Fig. 25) (Fig. 26) La fenêtre "Filelist for SAVE" s'ouvre pour proposer un nom de fichier de sauvegarde. Choisir ELSE et dans la ligne vide proposée taper un nom de fichier (dans cet exemple on choisit "rocking"). Au cas où vous voudriez sauver les données en remplaçement de celles contenues dans un dossier précédemment sauvé vous choisissez le nom de ce dossier, et aucune autre modification n'est exigée. (Fig. 27) (Fig. 28) Au cas où aucune donnée n'était précédemment sauvée avec l'application SCIENCE le filelist" contient seulement deux choix: ELSE et EXIT. Selectionner EXIT pour retourner au MAIN MENU. La dernière étape consiste à choisir ARCHIVE ou non ces données. (Fig. 29) (Fig. 30) Les données peuvent être sauvées en tant que dossier archivé (entreposé dans la ROM FLASH ) ou dans un fichier normal en RAM : le deuxième choix laisse la possibilité de modifier les données mais il réduit la RAM disponible pour la calculatrice graphique. Il vaut normalement mieux archiver les données (Elles pourront plus tard être Désarchivées à partir du mode VAR-LINK). (Fig. 31)