TP N°1 - Moodle

TP
CAPTEURS
Sujets
IUT GEII 1ème année
2015-2016
Table des matières
TP N°1 : Analyse des caractéristiques de différents détecteurs .
Pilotage d’un ventilateur par un relais
P5
TP N°2 : Etude de sonde PT100 et PT1000.
P9
Association sonde PT100 + interface.
Association thermocouple + interface.
Etude d’un thermocouple
TP N°3 : Capteur de température intégré LM35 - Etude d’un
accéléromètre.
P 13
TP N°4 : Etude de capteurs associés à un ARDUINO.
P 16
Mise en œuvre d’un détecteur à effet Hall.
TP N°5 : Commande d’un moteur à codeur incrémental . Etude de
détecteurs ILS et thermistances.
P 19
TP N°6 : Etude d’un lecteur RFID et validation des signaux sur une
maquette.
P 18
Binôme
Noms
Débute par le TP N°
Binôme N°1
TP N°1
Binôme N°2
TP N°2
Binôme N°3
TP N°3
Binôme N°4
TP N°4
Binôme N°5
TP N°5
Binôme N°6
TP N°6
TP N°1 : Analyse des caractéristiques de différents
détecteurs.
Pilotage d’un ventilateur par un relais.
On vous demande dans un premier temps de déterminer la distance maximale de
détection et le type de matériau détectable pour différents détecteurs. Puis il vous
faudra piloter un ventilateur à l’aide dun relais à la détection d’un objet.
Matériels disponibles :
1 mallette capteur contenant 5 détecteurs
Relais Wago 857-304
Alimentation continue
Oscilloscope
Documentations disponibles:
Photos capteurs et procédure de mesure (Annexe 1)
Capteurs à galet (Annexe 2a)
Capteurs capacitif (Annexe 2b)
Capteurs inductif (Annexe 2c)
Capteurs ultrasons (Annexe 2d)
Capteurs photoélectrique (Annexe 2e)
Relais Wago 857-304 (Annexe 15)
I – Préparation
I.1 – Etude des caractéristiques des détecteurs

Question 1 : A l’aide des annexes 2a à 2e pour chacun des capteurs donner :


Les limites de tension d’alimentation
La portée théorique fournie par le constructeur
I.2 – Cablage du relais

Question 2 : A l’aide de l’annexe 15, proposer un schéma de cablage du relais
pour déclencher un ventilateur à la détection d’un objet . Vous diposez d’une
alimentation 12V, d’un ventilateur et le détecteur fournit 24 V à la détection d’un
objet. Ces 24 V piloteront l’entrée (= la bobine) du relais.
Correction
+
+
12 V
Sortie
Capteur 24 V
-
-
II - Manipulation
II.1 – Caractéristiques des différents
A l’aide de la procédure de mesure présentée en Annexe 1,

Câbler le capteur à galet

Déterminer le type de matériau qu’il détecte, la distance de détection et la
tension mesurée en sortie .

Câbler successivement les autres capteurs et relever les mêmes informations.
Vous synthétiserez cela sous forme de tableau.
II.2 – Pilotage d’un ventilateur par un relais
On veut déclencher un ventilateur lorsque un objet est détecté par le détecteur
électromécanique.
 Le relais sera piloté par la sortie du détecteur. Câbler l’ensemble détecteur
électromécanique (via la maquette capteur du II.1), relais, ventilateur,
alimentation 12 V. Faire vérifier par le professeur avant d’allumer les
alimentations.
III – Synthèse à rendre à la fin du TP


En utilisant votre cours et les résultats de la manipulation, vous complèterez le
texte suivant ( barrez les mentions inutiles …./…… ou complétez
) qui
synthétise le fonctionnement des capteurs .
Détecteur de position
L’objet à détecter doit/ ne doit pas être en contact avec le
détecteur.
Le détecteur de position fonctionne comme un
interrupteur/convertisseur AN. Il est électronique/mécanique.
 Détecteur de Proximité Inductif
Ces capteurs génèrent un champ électrique/magnétique sur leur
face active.
La proximité d’une pièce métallique/non métallique perturbe le
champ du capteur, créant ainsi le signal de sortie.

Détecteur de Proximité Capacitif
Ce capteur génère un champ électrique/magnétique sur sa
face active. Il est/n’est pas nécessaire que l’objet soit en
contact avec le capteur. C’est le plus onéreux des détecteurs
et il est délicat à mettre en œuvre.

Détecteurs photoélectriques
Un rayon lumineux/ sonore est envoyé par un émetteur vers un récepteur.
Quand l’objet à détecter coupe le rayon, l’émetteur ne reçoit plus de lumière/son
et envoie un signal à la PC.
o De type « ………barrage » : L’émetteur émet un faisceau lumineux
vers le récepteur. Si le faisceau est interrompu par un objet,
l’information image est créée. L’émetteur et le récepteur sont parfois
très éloignés (ex : détection d’une présence entre les ventaux d’un
portail automatique)
o De type « ……reflex……. » : Le capteur comprend à la fois une
cellule émettrice et réceptrice. L’émetteur envoie un signal lumineux vers un
catadioptre (objet réfléchissant). Si le faisceau est coupé par un objet
opaque, l’information image est créée et envoyée vers la P.C.
o De type « ……proximite.. » : Le capteur comprend à la fois
une cellule émettrice et réceptrice. C’est l’objet lui-même qui en passant
devant la cellule émettrice joue le rôle de « miroir », ou surface
réfléchissante. L’information image est alors créée.

Détecteurs Ultrasons
Les capteurs ultrasoniques permettent de mesurer la distance à un obstacle avec
une précision importante (de l’ordre de 3-4 cm en fonction des constructeurs).
Principe :
Les capteurs ultrasoniques fonctionnent sur le principe de l’écholocation : on
envoie une impulsion sonore et on écoute l’écho. L'émetteur envoie un train
d'ondes et ensuite le capteur passe en mode réception et attend le retour du
signal. Si un signal est de retour avant 20 ms, l'électronique du capteur
détermine le temps que le signal a mis pour faire l'aller-retour et donne la
distance à laquelle se situe l'objet détecté . Pour cela, on mesure le temps entre
l’émission du son et son écho, il est possible de connaître la distance de
l’obstacle le plus proche.

Pour détecter
utilise l’équation :
v = …2.d/t..
le niveau (la distance d), on
donc d = …v.t/2…… ,
t étant le temps entre le début de l’émission et le début de la réception
et v étant la vitesse du son qui est de …340……… m.s-1.

Facteurs d'influence
Attention, le capteur ultrasonique comporte certains inconvénients :
” Il est très vite inopérant lorsqu’il y a présence d’échos parasites, en
présence de poussière ou encore lorsqu’il se trouve dans un endroit trop étroit.
” Aucun fonctionnement possible dans le vide.
” Il y a une zone que l'on appelle ‘…zone aveugle….’ et qui correspond à une
distance minimum dans laquelle le capteur est inopérant.
TP N°2 :
Etude PT100/PT1000
Association sonde PT100 + interface automate
Association thermocouple + interface automate
On vous demande de capter la température à l’aide :
1. d’une sonde PT100 3 fils
2. d’une sonde PT100 3 fils et de son interface automate WAGO associé
3. d’un thermocouple et de son interface automate WAGO associé
Matériels disponibles :
1 sonde PT100
1 sonde PT 1000
1 thermocouple
Alimentation 24 V DC
Alimentation continue
Cartes interfaces WAGO
Documentations disponibles:
Cartes interfaces automates WAGO (annexe 3)
I – Préparation
I.1 – Mesure de tension aux bornes d’un thermocouple.



Question 1 : Quelle est la tension aux bornes d’un thermocouple si la soudure
froide et la soudure chaude sont à la même température ?
Correction : 0V
Question 2 : Quelle est la couleur du fils + et du fils - pour un thermocouple de
type K selon la norme CEI 584-3?
Correction : + : vert ; - : blanc
Question 3 : On doit maintenir une enceinte à température constante Tu = 40°C,
au milieu d’un environnement à To = 20°C, par chauffage à partir d’une source à
température Ta.
Pour mesurer ces températures, trois thermocouples type K sont utilisés. Les
tables de ces thermocouples sont données ci-dessous :
a - Un voltmètre est branché aux bornes du thermocouple mesurant Tu . Quelle
tension sera affichée ?
Correction :
Tu=40°C
?
T0=20°C
Tu=40°C
20°C
+
0.798 mV
0°C
On aura ?+0.798=1.612 soit ?=0.814 mV.
La tension mesurée sera donc de 0.814 mV.
=
1.612 mV
0°C
b - Le voltmètre branché au thermocouple mesurant Ta affiche une tension de
4.367 mV . En déduire la température Ta.
Correction :
Ta
Ta
20°C
4.367 mV +
T0=20°C
0.798 mV
=
0°C
?
0°C
On aura ? = 4.367 + 0.798 = 5.165 soit ?=5.165 mV.
La tension mesurée sera donc de 5.165 mV, ce qui correspond à une
température 126 °C.
I.2 – Calibration capteur.
Un capteur a été calibré de la façon suivante :

Capteur de température avec transmetteur 0-5 V
 -20 °C → 0V
 60 °C → 5 V
Un voltmètre est branché aux bornes du transmetteur
a -. Quelle tension sera affichée à 30°C ?
Correction :
Le plus sûr est de trouver l’équation de la droite Tension=a.Température+b
Dans notre cas : a=0.0625 et b=1.25 soit V = 0.0625.T + 1.25
Si T=30°C on aura V = 3.125 V
a - La tension affichée est de 3 V. Quelle est la température ?
Correction :
On a : V = 0.0625.T + 1.25
Si V = 3V la température est de : T=28°C
II – Manipulation
II.1 – Identification par la mesure du type de sonde PT1000 ou PT100 et déduction
de la température
 Proposer un montage pour mesurer la résistance des sondes à l’aide d’un
Ohmètre ( faire un dessin . Ne pas oublier d’indiquer la couleur des câbles
pour la sonde 3 fils) .
Correction :
rouge
rouge

PT100
blanc
 Faire la mesure et identifier quelle est la sonde PT100, quelle est la sonde
PT1000 .
Correction : Celle qui a une résistance proche de 100  est la PT 100.
Celle qui a une résistance proche de 1000  est la PT 1000.
 En déduire, à partir de la mesure de la résistance de la PT100, la
température T de la pièce.
On rappelle que pour une PT100 sa résistance s’écrit :
R (Ω)=100+0,39.T
Correction : Si on mesure 108  la température sera de :
II.2 – Câblage de la sonde PT100 et son interface

Déterminer parmi les cartes d’interface WAGO proposées celle qui doit
être associée à la sonde PT100.
Les contraintes sont les suivantes :
Gamme de température à détecter : -10°C –> + 40°C
Carte entrées de l’automate : 0-10 V

Proposer un montage de la sonde PT100 et de son interface (faire valider
par le professeur).
Correction :
rouge
rouge
Output
Voltmètre
PT100
blanc
Power
24 V


Câbler la sonde PT100 et son interface.
A partir de la tension obtenue en sortie de l’interface, en déduire la
température de la pièce.
Correction : méthode identique à la préparation : on écrit l’équation de la
droite.
Attention, pas de règle de trois (ou proportionnalité) basique ! Nous
n’avons pas 0V à 0°C.
La tension est proche de 6,5V soit une température de 22.5°C.
 Calculer la tension que l’on devrait avoir en sortie de l’interface à 28°C.
Correction : méthode identique à la préparation : on utilise l’équation de la
droite. On trouve : 7,6 V
II.3 – Câblage du thermocouple de type K et de son interface associé
 Déterminer parmi les cartes d’entrées automates WAGO proposées celle
qui doit être associée au thermocouple de type K.
Les contraintes sont les suivantes :
Gamme de température à détecter : -10°C –> +50°C
Carte entrées de l’automate : 0-10 V

Proposer un montage du thermocouple et de son interface (faire valider
par le professeur)
Correction :
+
Output
Voltmètre
thermocouple
Power
24 V


Câbler le thermocouple et son interface.
A partir de la tension obtenue en sortie de l’interface, en déduire la
température de la pièce.
Correction : méthode identique à la préparation : on écrit l’équation de la
droite.
Attention, pas de règle de trois (ou proportionnalité) basique ! Nous n’avons
pas 0V à 0°C.
La tension est proche de 5,3 V soit une température de 21,8°C.
 Calculer la tension que l’on devrait avoir en sortie de l’interface à 12°C.
Correction : méthode identique à la préparation : on utilise l’équation de la
droite.
On trouve V = 3.67V
II.4 – Câblage d’un thermocouple de type K

Proposer un montage pour mesurer la tension aux bornes du thermocouple
à l’aide d’un Voltmètre ( faire un dessin . Ne pas oublier d’indiquer la
couleur des câbles).
Correction :
+ : vert
thermocouple
Voltmètre
- :blanc

Mesurer la tension du thermocouple à température ambiante. Quelle devrait
être sa valeur théorique ?
Correction : La soudure chaude est à la même température que la soudure
froide. La tension sera aux bornes du thermocouple sera donc nulle.

Faire chauffer la soudure chaude du thermocouple en lui soufflant dessus.
Mesurer la tension aux bornes du thermocouple et la température avec le
voltmètre.
A partir de la tension aux bornes du thermocouple, et en supposant que la
température ambiante est 21°C, retrouver par le calcul la température de la
soudure chaude.
Correction : On trouve environ 450 V.
T= ?
T= ?
21°C
450 V
T0=21°C
+
?
0.838 mV
0°C
0°C
?=1.288 mV soit
environ 32°C
TP N°3 : Etude d’un capteur de température intégré LM 35
Analyse des signaux issus d’un accéléromètre
On vous demande d’étudier le signal délivré par un capteur de température intégré
LM35. La plage de température à mesurer est [10°C ; 75°C].
Puis, l’objectif est de d’analyser les signaux issus d’un accéléromètre, de détecter le
renversement d’une tablette (simulée par une carte) et d’activer une alarme. Lorsque la
carte revient dans sa position correcte , un voyant s’allume.
Matériels disponibles :
1 capteur de température LM35
Carte avec accéléromètre
Amplificateur 33202
LED
Buzzer
Alimentation continue
Documentations disponibles:
Capteur de température LM35 (annexe 4)
Amplificateur 33202 (annexe 13)
Accéléromètre (annexe 14)
I – Préparation
I.1 - Capteur LM 35
Question 1 : Donnez la sensibilité S du LM35 .
Correction : 10 mV/°C
Question 2 : En déduire la plage de tension de sortie VCAPT du capteur dans
l'application considérée ( la plage de température à mesurer est [10°C ; 75°C]).
Correction : Plage 100 mV-750 mV
I.2 - Acceleromètre
Question 1 : Expliquez en 10 lignes maximum ( et/ou dessin) comment un
accéléromètre peut être utilisé en inclinomètre.
Correction : Un accéléromètre sert à mesurer une accélération, mais il est possible de
s'en servir pour mesurer l'inclinaison d'un objet immobile. En effet, l’accéléromètre ne
fait pas la différence entre l'accélération et la gravité . Lorsqu'il est immobile,
l'accéléromètre mesure, en fait, le champ gravitationnel.
Pour être plus précis, l'accéléromètre mesure la composante de la force de gravité
selon 3 axes:



l'axe des x
l'axe des y
l'axe des z
Exemple avec 2 axes : La mesure de Gx et Gy permet de déterminer l’inclinaison
ou l’angle α à l’aide des formules de trigonométrie (tanα=Gx/Gy).
II – Manipulation
II.1 - Capteur LM 35

Sur une plaque LAB, câbler le LM35.
Vérifier la tension présente en sortie. En déduire la température extérieure.
Correction : Tension 215 mV soit 21.5 °C.
 Quelle serait la tension en sortie du LM35 à 45 °C ?
Correction : 450 mV
II.2 – Caractérisation de l’accéléromètre
Alimenter l’accéléromètre en 5V .
Relever successivement les tensions sur les 3 sorties X, Y, Z en fonction des
coordonnées de la carte. par rotation de 90° . Vous synthétiserez le tout dans un
tableau comme indiqué ci-dessous :
Position carte
(vue face)
X
Y
Z
A
Vx =
Vy =
Vz =
Vx =
Vy =
Vz =
Vx =
Vy =
Vz =
Vx =
Vy=
Vz =
B
dessous
C
dessus
D
……………..
A partir du tableau, repérer le minimum et le maximum de Vx, Vy, Vz et expliquer, en
fonction de la position de la carte et des axes x, y, z, le fonctionnement de cet
accéléromètre.
L'accéléromètre mesure la composante de la force de gravité selon 3 axes:



l'axe des x
l'axe des y
l'axe des z
Vx sera maximal lorsque l’axe x est dans le sens opposé à la gravité.
g
x
Vx sera minimal lorsque l’axe x est dans le même sens que la gravité.
x
g
Vx=Vcc/2 lorsque l’axe est perpendiculaire à la gravité.
g
x
Projection du vecteur g sur l’axe x nulle
II.3 - Câblage de l’alarme sonore
On souhaite que le passage de la tablette de la position A à la position C déclenche
une alarme matérialisée par un buzzer alimenté en 5V.
On utilisera un amplificateur 33202 monté en comparateur. Le schéma de cablage
est le suivant :
5V
R1
R2

5V
Vx
Vref
0V
Déterminer Vref qui permet d’activer le buzzer lorsqu’on passe de la position A à
C. Calculer alors R1 et R2
Correction :
Si Vx=1.65 V (Vcc/2) l’alarme ne doit pas sonner.
Si Vx=2 V (Vcc/2) l’alarme doit sonner.
Il faut choisir Vref entre ces 2 valeurs, puisque nous avons un comparateur.
On prend par exemple Vref= 1,8 V.
Pour déterminer R1 et R2 , il faut utiliser la formule du pont diviseur
(Vref=Vcc.R2/(R1+R2) , fixer une des 2 valeurs ( R1=1 k par exemple) et en déduire
l’autre . Si R1= 1k, on trouve R2=560  normalisée.
En sortie du comparateur on aura Vs=Vcc ( = alarme qui sonne) si V+>V-. L’alarme
doit sonner si Vx=2V. Il faut donc mettre Vx sur V+ et Vref sur V–.

Câblez votre montage et valider la fonction : « tablette renversée=sonnerie
buzzer ». (appeler le professeur pour vérifiez la validation)
TP N°4 : Etude de capteurs associés à un ARDUINO
Cablage d’un capteur à effet Hall
On vous demande d’étudier 3 capteurs en les associant à un microcontroleur ARDUINO.
Matériels disponibles :
Arduino UNO
Capteur thermistance
Capteur ultrason
Capteur LDR
Capteur Effet HAll
Tinkerkit Shield
Câble liaison Tinkerkit - Arduino
Câbles liaisons Arduino
Documentations disponibles:
Capteur LDR ( annexe 7 )
Capteur Thermistance (annexe 8)
Capteur à effet Hall Arduino (annexe 9)
Capteur à effet Hall (annexe 11)
I – Préparation
I.1 – Capteurs Arduino
Question 1 : Qu’est ce qu’un capteur LDR ?
Correction : C’est une photorésistance (Light Dependant Resistor). Elle permet de
capter l’intensité lumineuse
I.2 – Cablage capteur à effet Hall
Question 1 : A l’aide de l’annexe 11, proposer un schéma de cablage du capteur à effet
Hall ( UA package). Préciser le numéro des broches sur votre schéma. Dans le cadre
du TP, pour simplifier le câblage, les condensateurs peuvent être enlevés.
Correction :
Broche 1
Broche 3
Broche 2
Question 2: D’après la documentation technique, quelle tension obtient-on lorsque le
Pole Sud de l’aimant est présenté devant le capteur ? Lorsque le Pole Nord est
présenté ?
Correction :
NORTH : High ( 12 V ) SOUTH : Low ( 0 V )
Question 3 : Calculer la résistance de protection d’une LED pilotée par une tension de
12V si VLED= 1.2 V et courant max admissible = 10 mA.
Correction :
R=(12-VLED)/I = 1080 
II – Manipulation
II-1 – Capteur à Ultrason





Lancer le logiciel Arduino
Ouvrir le projet Ultrason
Analyser le projet et câbler votre capteur Ultrason en fonction des données
fournies dans ce projet en utilisant les câbles adéquats . Faire valider par le
professeur.
Lancer le projet et observer le fonctionnement du capteur à l’aide de moniteur
série. Faire valider le bon fonctionnement par le professeur.
Relever en fonction de l’angle, si à 15 cm il y a détection ou non.
Angle
-40°
Détection non
(oui/non)
-20°
non
-10°
Oui
0
Oui
10°
Oui
20°
non
30°
non
40°
non
II-2 – Capteur thermistance



Lancer le logiciel Arduino
Ouvrir le projet Thermistance
Analyser le projet et câbler votre capteur Thermistance en fonction des données
fournies dans ce projet en utilisant le Tinkerkit Shield et le câble Tinkerkit..
 Lancer le projet. Faire valider le bon fonctionnement par le professeur.
 Relever la valeur à température ambiante.
 Indiquer si c’est une CTN ou une CTP. Pourquoi ?
Correction :
C’est une CTP car la résistance augmente avec la température.
II-3 – Capteur LDR
 A partir de la documentation technique, déterminer le rôle du capteur.




Lancer le logiciel Arduino
Ouvrir le projet LDR
Analyser le projet et câbler votre capteur LDR en fonction des données fournies
dans ce projet avec le câble Tinkerkit .
Lancer le projet. Faire valider le bon fonctionnement par le professeur.
II-4 – Capteur à Effet Hall
 A partir de la documentation technique, déterminer le rôle du capteur à effet Hall.




Lancer le logiciel Arduino
Ouvrir le projet Effet Hall
Analyser le projet et câbler votre capteur Hall en fonction des données fournies
dans ce projet avec le câble Tinkerkit .
Lancer le projet. Valider le bon fonctionnement en utilisant l’aimant . Donner les
valeurs obtenues pour chacun des pôles de l’aimant.
II-5 – Cablage d’un capteur à Effet Hall
On veut d’abord allumer une LED en permanence puis la piloter par un capteur à
Effet Hall. L’alimentation utilisée est égale à 12V.
 Câbler la LED, l’alimentation et la résistance de protection et vérifier qu’elle
s’allume.
 A partir de la documentation du capteur à effet Hall, insérez ce capteur dans le
circuit pour qu’à l’approche d’un aimant, la LED s’allume. Faire valider par le
professeur.
Correction :
RPU
RPU permet de « tirer »
la sortie à Vcc.
Elle est placée entre
la sortie et Vcc.
+12 V
Masse
0V
RLED
Masse
0V
TP N°5 : Commande d’un moteur à codeur incrémental
Etude de détecteurs ILS
Etude de thermistances
Matériels disponibles :
Motoréducteur avec encodeur
Plaque LAB
Alimentation continue
Oscilloscope numérique
Compteur décimal 74LS192
Thermistances
Détecteur ILS
Documentations disponibles:
Motoréducteur avec encodeur (Annexe 5)
Compteur décimal 74LS192 (Annexe 6)
Détecteur ILS (annexe 10)
I – Préparation
I.1 – Questions diverses
Question 1 : Que signifie N.O. et N.F.?
Correction :
Normalement Ouvert et Normalement Fermé.
Question 2 : Qu’est ce qu’une résistance de Pull Up ? de Pull Down ?
Correction :
Pull Up : Permet de « tirer » une sortie à Vcc.
Pull Down : Permet de « tirer » une sortie à 0V.
Question 3 : La résistance destinée à protéger le détecteur est une résistance ¼ W
(=250 mW) et doit accepter 24V à ses bornes. Calculer quelle doit être sa valeur
minimale ?
Correction :
P=U2/R
Rmin=U2/P=242/0.250=2304 
I.2 – Motoréducteur et compteur
Question 1 : Représenter les signaux A, B et Z en sortie d’un codeur incrémental ( voir
cours).
Correction :
Question 2 : A partir de la documentation du motoréducteur, donner les tensions
d’alimentation supportées par le moteur. Quelle influence a cette tension sur le moteur ?
Que se passera t’il si j’inverse les polarités de l’alimentation (ex : +5V au lieu de – 5V ?)
Correction : Moteur : 0-12 V. Si la tension augmente, la vitesse aussi.
Question 3 : A partir de la documentation du codeur, quelle est la tension d’alimentation
du codeur ? Possède-t’il les 3 sorties A,B et Z ? Quelle est sa résolution ?
Correction : Codeur : 0-5 V. Il ne possède que les sorties A et B. Résolution : 360
impulsions par révolution ( 1 révolution=1 tour). Soit 1° .
Question 4 : On utilise le signal A comme horloge d’un compteur décimal. On veut
compter 10 impulsions en sortie du codeur à l’aide d’un compteur LS192. Pour cela on
utilisera la sortie /TCu du compteur qui passe à 0 lorsque le compteur passe de 0 à 9 .
Le compteur et sa table de vérité est présenté ci-dessous :
compter
Les sorties sont Q0….Q3
L’ horloge pour le comptage est CPU, l’horloge de décomptage est CPD.
La Remise à Zéro du compteur est MR (MASTER RESET).
Le chargement d’une valeur initiale est /PL (Parallel Load)
On souhaite utiliser le LS192 en compteur (4ème ligne de la table de vérité).
Il faut donc appliquer un front montant (
) sur Clock Up qui sera fourni par le signal A,
un niveau Haut (H) soit +Vcc sur CLOCK DOWN et PARALLEL LOAD, un niveau Bas
(L) sur RESET soit 0V.
Câbler l’alimentation et toutes les entrées de commande (CLOCK UP , CLOCK DOWN,
MASTER RESET , /PL) du compteur avec le signal carré, + Vcc et 0V sur le schéma cidessous ( à refaire sur la copie !):
Correction :
5V
0V
5V
Canal A
5V
0V
II - Manipulation
II.1 - Détecteur ILS
Vous disposez de 3 détecteurs ILS 2 fils ou 3 fils, type NO et NF ou mixte. Vous devez
déterminer lequel(s) est (sont) NO et NF.

A l’aide de l’ohmmètre, déterminer , en approchant un aimant, le type de chaque
détecteur (NO/NF)
Nom ( écrit sur câble)
Type (NO/NF)
(indiquer couleurs des fils si
nécessaires)
Correction : Si , à l’approche de l’aimant, la résistance varie de 0  à l’infini alors le
détecteur est un NF.
Si , à l’approche de l’aimant, la résistance varie de l’infini à 0  alors le détecteur est un
NO.
II.2 - Thermistances
Vous disposez de 2 thermistances et vous souhaitez connaitre leurs valeurs. Proposez
un montage de mesure, mesurez les et notez les valeurs des 2 thermistances dans les
tableaux ci-dessous. Précisez, en expliquant, si c’est une CTN ou une CTP.
Thermistances N°
1
2
Valeurs (Ohms)
Type (CTN/CTP)
Correction : Si la résistance augmente lorsqu’on chauffe la thermistance, c’est une CTP.
Si la résistance diminue lorsqu’on chauffe la thermistance e, c’est une CTN.
II.3 – Motoréducteur et codeur

Alimenter le moteur en 5V. ATTENTION, vous veillerez à ne pas dépasser la
tension d’alimentation max. Vérifier qu’il tourne. Réduire la tension
d’alimentation. Qu’observez - vous ? Changer la polarité de l’alimentation.
Qu’observez - vous ?
Correction : Si la tension diminue, la vitesse diminue. Si on change la polarité, le
moteur tourne dans l’autre sens.

Alimenter le codeur en 5 V (attention, il faut que toutes les masses du circuit
soient réunies ensemble). Observez à l’oscilloscope les signaux A et B. Sont-ils
carrés ?
Correction : Les signaux ne sont pas carrés. C’est une sortie collecteur ouvert, il faut
une résistance de Pull Up pour tirer la sortie à Vcc..

Mettre une résistance de Pull Up (entre la sortie des signaux et le 5V) de 10 k.
Quelle est la forme des signaux ? Représentez-les sur une feuille.
A est en avance sur B.

Changer la polarité de l’alimentation. Observez les signaux A et B. Représentez
les sur la même feuille que précédemment avec une couleur différente. Que
constatez- vous ? Comment peut on déduire le sens de rotation du moteur ?
Remettre la polarité telle qu’elle était.
B est maintenant en avance sur A. On peut déduire le sens de rotation du moteur
en regardant quel signal est en avance sur l’autre.

Câbler le compteur. Vérifier que la sortie /TCu passe bien à 0 toutes les 10
impulsions du signal A.
Voir prépa. On a une impulsion sur /TCU toutes les 10 impulsions du canal A.
.
TP N°6 : Etude d’un lecteur RFID et validation des signaux
sur une maquette.
On vous demande d’observer les signaux issus d’un lecteur RFID. Puis vous aurez à
élaborer , à partir des signaux reçus du lecteur, la tension continue qui permet
d’alimenter un TAG.
Matériels disponibles :
Lecteur RFID Parallax + 4 TAGs
Logiciel RFID Parallax
Maquette RFID et maquette antenne
Documentations disponibles:
Lecteur RFID Parallax (annexe 12 )
I – Préparation
Question 1 : Que signifie RFID ? Radio Frequency Identification
Question 2 : Une antenne à 125 kHz peut être modélisée par une inductance de 700 H.
Le circuit intégré du Tag est modélisé par RL.
U2 est la tension alternative à partir de laquelle, après transformation, le circuit intégré
du TAG pourra être téléalimenté.
R
U1
M
i2
I1
L1
Lecteur
L2
RL
L1 =700 H
L2 =700 H
RL =3 k
U2
f =125 kHz
R=10 
Tag
La tension obtenue U2, n’est généralement pas suffisante pour téléalimenter le TAG, il
est d’usage de créer une surtension en réalisant un accord parallèle. On rajoute alors
une capacité C2 en parallèle.
U1
L1
L2
C2
RL
U’2
Calculer le condensateur C2 en considérant que :
o A la résonance (soit dans notre cas : 125 kHz) on a : L2 .C2 .ω0 =1
2
C=1/(L2.02)=2.3 nF
II – Manipulation
a/ Etude du Lecteur RFID
Branchez le Lecteur RFID. Lancer le logiciel Parallax RFID.
Le système fonctionne lorsqu’au passage d’un TAG, un code s’affiche.
Question 1 : Quel est le code des 3 TAGs fournis?
Tag
Rectangulaire
0100E2CF70
Code
Circulaire grand
Circulaire petit
Question 2 : Sur combien de bits (attention le code est en hexa !) le code est-il affiché ?
Combien de codes différents sont-ils possibles ?
Le code est sur 40 bits. Il y aura donc 240 possibilités.
Question 3 : A l’aide d’un câble coaxial et de l’oscilloscope, déterminer la fréquence du
lecteur en approchant le câble.
127 kHz
Puis relever les fréquences, en utilisant la fonction FFT ( Math Menu). Tracez sur votre
feuille les raies du spectre obtenu et mesurez leur fréquence à l’aide d’un curseur.
127 kHz, 381 kHz, 635 kHz . C’est des harmoniques impairs (f0, 3 x f0, 5 x f0)
b/ Utilisation de la maquette
La maquette fonctionne à 125 kHz. Vous enlèverez tous les éléments qui s’y trouvent.
L’émetteur à 125 kHz sera le lecteur RFID de la question a/.
Question 4 : Mesurer la tension aux bornes de l’antenne de réception lorsque les
antennes sont éloignées de 1 cm, puis 5 cm. Synthétiser les mesures dans un tableau.
Conclure.
Plus l’antenne est éloignée, plus le signal reçu est faible. En théorie, le champ
Electrique décroit en 1/distance .
Question 5: Mettre le condensateur C2 calculé dans la préparation qui permet de
générer le phénomène de résonance. Mesurer la tension aux bornes de l’antenne de
réception ( entre entrée en masse) dans les 2 cas (avec et sans condensateur).
Synthétiser les mesures dans un tableau. Conclure.
Le condensateur de résonance permet d’augmenter l’amplitude du signal et le lisser.
Pour élaborer une tension continue à partir de cette tension sinusoïdale, ilsuffit de la
redresser avec une diode et de la filtrer avec un condensateur.
Question 6 Tracer la forme du signal obtenu en sortie de la diode. Mesurer l’ondulation
obtenue.
ondulation
Question 7: Faire varier le condensateur de lissage (prendre 5 valeurs) , mesurer la
tension en sortie de la carte récepteur ( entre sortie en masse), synthétiser les mesures
dans un tableau et choisir la valeur qui permet d’obtenir une tension continue correcte.
Il faut choisir le condensateur qui permet d’obtenir une tension continue.
Il y en a 3, il faut prendre celui qui a la valeur la plus faible pour que la vitesse de
dialogue soit préservée (temps de charge/décharge).