TP CI9 Mesure de luminosité pour éclairage automatique

Transcription

1 Eclairage par automate Crouzet Millenium Problématique Comment peut-on transformer une température en signal numérique utilisable par l automate Centres d intérêt Savoirs A B C D Thèmes associés A1 B11 C11 D1 AF1 R1 E1 E8 E11 E13 E4 E5 I3 I1 I6 I12 A2 B12 C12 D2 AF2 R2 E2 E9 E12 E18 E7 E6 I4 I2 I7 B21 C21 AF3 R3 E3 E10 E15 E19 E16 I5 I11 I8 B22 C22 R4 E14 E17 I13 I9 B31 C23 R5 I10 B32 C24 R6 B41 R7 B42 R8 B51 R9 Compétences attendues Expliciter les caractéristiques d E/S du conditionneur éventuel Identifier la grandeur physique à mesurer et la nature de l information délivrée par le capteur Mesure des signaux en divers points du système d acquisition Décrire et représenter l évolution d un signal en entrée et en sortie des différents éléments Justifier le choix d un capteur Condition de travail Durée : 2h Matériel : Montage LDR sur plaque labdec Luxmètre oltmètre Automate Millenium de Crouzet Documents Cours Transformer une grandeur physique à mesurer en grandeur mesurable Evaluation Le TP est évalué en cours de séance et en fonction du compte rendu Note Commentaire Etude de la structure /5 Etude de la sonde /5 Calcul du seuil /6 Programmation /4 Total /20 B SI CI9 Capteur CAN Bac S-Sciences de l Ingénieur Page 1/5

2 Problématique du TP On souhaite réaliser un système qui permette d allumer les candélabres d une rue ment. C'est-à-dire que l on veut que les lampadaires s allument lorsque le flux lumineux est en dessous du flux lumineux considéré comme le flux lumineux du crépuscule ou de l aube. Sources Pleine lune, ciel sans nuage Bougie de ménage à 1m Route / Rue éclairée Aube, crépuscule Bureau normalement éclairé Eclairement horizontal extérieur E (lux) 0, à temps couvert beau temps maximum mesurable à Pour cela, on va réaliser le montage suivant : E +10 Photorésistance sensible à la lumière +24 Source EDF de puissance pour les candélabres RLDR R=10kΩ I#0 Entrée analogique i7 Automate programmable Crouzet Millenium O 1 Interface de puissance permettant de distribuer l énergie aux lampadaires (contacteurs) Ampoules des lampadaires Tension de référence (pleine échelle) du CAN de l automate de 24 Nombre de bits de conversion : SI CI9 Capteur CAN Bac S-Sciences de l Ingénieur Page 2/5

3 Questions (respecter les durées indiquées) : I- Etudes de la structure (30 min) 1- En respectant les couleurs du sujet, compléter le schéma synoptique suivant en montrant pour la chaîne de mesure : - la fonction réalisée par chaque bloc (convertir une résistance en tension, convertir une tension en valeur numérique, convertir un éclairement en résistance) ; - le composant réalisant la fonction et le terme générique vu dans le cours pour ce type de composant (conditionneur, détecteur, corps d épreuve, ) ; - le terme générique pour le flux entrant dans chaque bloc (grandeur électrique image de la grandeur d entrée, grandeur physique intermédiaire, mesurande, grandeur physique exploitable, grandeur de sortie de l automate) ; - le type flux réellement traité répondant à ce terme générique (tension, courant, température, ) et son unité ; - et son type (TOR, numérique, analogique). Automate Crouzet 5- aleur de seuil préprogrammée (à rentrer dans l automate) Fonction Composant Terme générique du cours 1- Convertir l éclairement en résistance (Corps d épreuve) 2- Convertir la résistance en tension (Détecteur) 3- Convertir la tension en valeur numérique CAN de l automate ( ) 4- Comparer la valeur mesurée à une valeur de seuil Bloc comparateur du programme automate ( ) Terme générique du cours du flux Grandeur réelle du flux Unité Grandeur physique à mesurer ( ) Tension () Grandeur image de la grandeur physique d entrée Grandeur O 1 de sortie de l automate Type SI CI9 Capteur CAN Bac S-Sciences de l Ingénieur Page 3/5

4 II- Etude de la sonde capteur (30 min) On donne la courbe suivante : RLDR (Ohm) E (Lux) Indiquer les lois de passage sur le schéma bloc de la structure Indiquer les lois de passage sur le schéma bloc de la structure 1- Compléter le tableau suivant pour les colonnes E et R LDR 2- A l aide du schéma électronique, déterminer la formule analytique qui donne la relation entre la tension et la résistance R LDR, 3- Déterminer la tension pour les valeurs d éclairement précisées suivantes : - Route mal éclairée - Crépuscule - Bureau bien éclairé 4- Compléter le tableau suivant pour la colonne calculé 5- érifier à l aide d un multimètre et du luxmètre pour les valeurs d éclairement possibles la valeur de tension obtenue et compléter le tableau pour la colonne mesuré III- Détermination du seuil de détection (40 min) 1- D après les caractéristiques du CAN de l automate, préciser quelle est la valeur du pas de conversion (quantum). 2- Donner la relation qui existe entre et N (N : nombre décimal obtenu après la conversion) 3- En déduire la valeur numérique obtenue dans l automate pour chaque cas cités précédemment 4- Compléter la colonne du tableau N calculé décimal et N calculé binaire 5- En déduire la valeur numérique du seuil à programmer dans l automate SI CI9 Capteur CAN Bac S-Sciences de l Ingénieur Page 4/5

5 Condition atmosphérique Eclairement E (Lux) R LDR (Ω) calculé () Route éclairée ~20 20k 3,3 Crépuscule 50 10k 5 Bureau éclairé ,45 mesuré () N calculé décimal N calculé binaire N mesuré décimal I- Programmation de l automate (à faire uniquement s il vous reste du temps) 1- Démarrer le logiciel Crouzet Logic Software M2 afin de programmer l automate. Charger dans le logiciel le fichier CAN_CROUZET 2- Analyser le programme et modifier la valeur numérique du seuil. 3- érifier le fonctionnement du détecteur de seuil en modifiant la luminosité de la salle. 4- Compléter le tableau pour la colonne N mesuré 5- Modifier le programme pour obtenir une fenêtre de détection comme suit : «1» Fenêtre de détection : évite d allumer O 1 et d éteindre les lampadaires si un nuage passe devant les capteurs pendant le crépuscule «0» E (lux) SI CI9 Capteur CAN Bac S-Sciences de l Ingénieur Page 5/5