La chaîne d`acquisition Conversion analogique numérique Création

3°) Amplification
Numérique => perte
de quantification
Analogique => circuits à AO (niveau CPGE
ou projet long comme TPE) ou
modules destinés au son (en test)
Poster JNE-38
Jeremy CAMPONOVO
Lycée Internatonal de Valbonne
FRANCE
La sismologie pour
l’enseignement du
numérique
La chaîne d’acquisition Conversion analogique numérique
Création d’une interface graphique
Programmation d’une
maquette en légo mindstorm
A partir d’un robot simulant les différentes
opérations réalisées par le lander de la
mission Insight de la NASA, travail en
petits groupes afin de programmer les
différents modules (4 à 5 fonctions
indépendantes)
Récupération et utilisation des données de
l’accéléromètre 3 axes
Simulation d’un sismomètre
Mise en place de l’équation différentielle du système (oscillateur
harmonique avec frottement fluide).
Réalisation de différentes simulations (python et méthode d’Euler) pour
étudier le mouvement de l’aimant en fonction de la fréquence d’excitation,
de la raideur du ressort, du coefficient d’amortissement.
Détermination du cas optimal de retour à l’immobilité
Mesurande Capteur Amplification
Chaîne d’acquisition
Filtrage CAN
1000
1001
1010
1011
…
Perspectives
Le TC1 est transparent, permet de
visualiser tous les organes du
sismomètre et fournit un exemple de
système fonctionnel. Il nécessite
l’utilisation d’un PC pour récupérer
les données
Le slinky seismometer basé sur
la même architecture mécanique
fournit un signal analogique
brut. C’est notre objet d’étude
1°) Etude du capteur
Système ressort – bobine – aimant
directement sur un oscilloscope
2°) Amortissement
Ajout du second aimant et du tube de
cuivre, mesures à l’oscilloscope
Possibilité d’utiliser des pendules et
de tester différents systèmes
d’amortissement en démarche
d’investigation
4°) CAN
Utilisation d’une carte de conversion analogique
numérique spécifique à la raspberry pi.
4 réglages possibles (12, 14, 16 ou 18 bits) avec des
fréquences d’échantillonnage différentes
Simulation sur la conversion
analogique numérique
=> fréquence d’échantillonnage
=> quantification
=> critère de Shannon (nécessité d’un
Fe suffisante)
=> repliement de fréquences
(nécessité de filtrer avant la
conversion analogique numérique)
Expérimentation avec micro,
capteurs piezzo et Audacity
=> possibilité de modifier la fréquence
d’échantillonnage et la quantification
lors de l’acquisition pour en voir
l’effet.
=> utilisation du slinky/raspberry
possible (nécessite le développement
d’un petit programme en python)
5°) stockage
Une raspberry Pi est utilisée
pour remplacer le PC. Elle
stocke l’information.
6°) Traitement
La raspberry Pi peut faire
tourner des algorithmes afin de
filtrer le signal par exemple
7°) Affichage
La raspberry Pi peut être
branchée sur un écran et
afficher les résultats
8°) Améliorations
La raspberry peut aussi
envoyer ses données vers
un serveur en utilisant un
réseau (en cours)
Récupérer les données Création d’une première
interface graphique
Réalisation d’une animation Et enfin, tout ensemble