1. Arduino
Rappels sur le principe de fonctionnement d’une photorésistance avec un Arduino.
Rappels sur les bases de la programmation d’un Arduino.
Principe de fonctionnement des boutons poussoir souvent utilisés dans les montages avec un Arduino.
Rappels sur les potentiomètres souvent utilisés dans les montages avec un Arduino.
Présentation des fonctions principales d’un arduino:
– Sorties numériques
– Entrées numériques
– Entrées analogiques
– Sorties analogiques (PWM)
Etude théorique et activités expérimentales avec un Arduino de la charge et la décharge d’un condensateur.
Rappels sur les diodes électroluminescentes souvent utilisées dans les montages avec un Arduino.
Activités expérimentales avec un Arduino pour mesurer des températures:
– Activité 1: Mesure de températures avec un capteur TMP 36 ou LM 35
– Activité 2: Alarme sonore par dépassement de température
– Activité 3: Thermomètre à diodes électroluminescentes
– Activité 4: Etalonnage d’une thermistance (CTN)
– Activité 5: Mesure de températures avec une thermistance CTN
Activités expérimentales avec un capteur de pression MPX4250AP et un Arduino:
– Activité 1: Mesure d’une pression absolue avec un capteur MPX4250AP
– Activité 2: Indicateur de pression
– Activité 3: Vérification de la loi de Boyle-Mariotte
– Activité 4: Principe fondamental de la statique des fluides
Activités expérimentales sur le son avec un Arduino:
– Activité 1: Faire clignoter une DEL et produire un « beep » synchrone
– Activité 2: Alarme sonore par détection de passage
– Activité 3: Jouer une mélodie avec un Arduino
– Activité 4: Régler la fréquence d’une onde sonore avec un potentiomètre
– Activité 5: Régler la fréquence d’une onde sonore avec une photorésistance
Activités expérimentales avec un Arduino pour mesurer la vitesse de propagation des ondes ultrasonores:
– Activité 1: Détermination de la vitesse du son dans l’air
– Activité 2: Mesure de distances
– Activité 3: Détecteur d’obstacles
Principe de fonctionnement de l’utilisation d’un Arduino Uno pour suivre l’évolution temporelle de la tension aux bornes d’un condensateur lors de sa charge ou sa décharge à travers 3 activités, programmées en Python et en langage Arduino:
. Activité 1: Etude de la charge d’un condensateur d’un dipôle RC
. Activité 2: Etude de la décharge d’un condensateur d’un dipôle RC
. Activité 3: Détermination de la capacité d’un condensateur par mesure d’une constante de temps
Document sur le principe de fonctionnement des entrées et sorties analogiques d’un Arduino Uno à travers 4 activités, programmées en Python et en langage Arduino:
. Activité 1 : Contrôler la luminosité d’une DEL avec un bouton-poussoir
. Activité 2 : Clignotement d’une DEL à une allure fixée par une entrée analogique
. Activité 3 : Réglage de la luminosité d’une DEL à un niveau fixé par une entrée analogique
. Activité 4 : DEL RVB – Synthèse additive des couleurs
Document sur le principe de fonctionnement des mesures de pression avec un Arduino Uno à travers 4 activités, programmées en Python et en langage Arduino:
. Activité 1: Mesure d’une pression absolue avec un capteur MPX4250AP
. Activité 2: Indicateur de pression
. Activité 3: Vérification de la loi de Boyle-Mariotte
. Activité 4: Principe fondamental de la statique des fluides
Document sur le principe de fonctionnement des mesures de températures avec un Arduino Uno à travers 5 activités, programmées en Python et en langage Arduino:
. Activité 1: Mesure de températures avec un capteur TMP 36 ou LM 35
. Activité 2: Alarme sonore par dépassement de température
. Activité 3: Thermomètre à diodes électroluminescentes
. Activité 4: Etalonnage d’une thermistance CTN
. Activité 5: Mesure de températures avec une thermistance CTN
Document sur le principe de fonctionnement des émissions sonores avec un Arduino Uno à travers 5 activités, programmées en Python et en langage Arduino:
. Activité 1 : Faire clignoter une DEL et produire un « beep » synchrone
. Activité 2 : Alarme sonore par détection de passage
. Activité 3 : Emettre une onde sonore avec un bouton-poussoir
. Activité 4 : Jouer une mélodie avec des boutons poussoir
. Activité 5 : Régler la fréquence d’une onde sonore avec deux potentiomètres
Document sur le principe de fonctionnement de la mesure de la vitesse de propagation des ondes ultrasonores avec un Arduino Uno à travers 3 activités, programmées en Python et en langage Arduino:
. Activité 1 : Détermination de la vitesse du son dans l’air
. Activité 2 : Mesure de distances
. Activité 3 : Détecteur d’obstacles
Document sur le principe de fonctionnement des entrées et sorties numériques de l’Arduino à travers 4 activités, programmées en Python et en langage Arduino:
. Activité 1 : Faire clignoter une DEL
. Activité 2 : Allumer une DEL avec un bouton-poussoir
. Activité 3 : Allumer ou éteindre une DEL avec un bouton-poussoir
. Activité 4 : Allumer en alternance ou éteindre 3 DELs avec un bouton-poussoir
Mode opératoire pour l’étalonnage d’une thermistance CTN.
Principe de fonctionnement du haut-parleur et du transducteur piézo-électrique souvent utilisés dans les montages avec un Arduino.
2. Divers
Guide d’utilisation du logiciel d’acquisition Latis Pro employé avec les centrales SYSAM SP-5.
Mode d’emploi simplifié de Regressi.
Présentation des unités du système international.
3. Electronique
Etude du montage amplificateur de puissance Push-pull en classe B.
Rappels sur le montage suiveur avec un amplificateur opérationnel.
Etude et mode opératoire du tracé de la caractéristique d’une diode
Rappels sur les caractéristiques d’un signal:
– Période, fréquence
– Signal sinusoïdal
– Valeur moyenne d’un signal périodique
– Valeur efficace d’un signal
– Analyse spectrale d’un signal périodique (Analyse de Fourier)
Etude théorique du circuit RC:
– Présentation du condensateur
– Réponse d’un dipôle RC à un échelon de tension (charge et décharge du condensateur)
Etude et montage du filtre actif déphaseur
Etude et protocole expérimental de la charge et la décharge d’un condensateur à l’aide d’une centrale d’acquisition.
Protocole expérimentale de l’utilisation des filtres RC passe-bas et passe-haut sur un signal bruité.
Etude théorique du filtre passe-bande de Wien et protocole expérimental du tracé automatique de sa courbe de gain à l’aide d’une centrale d’acquisition SYSAM-SP5.
Etude théorique du filtre du second ordre passe bande RLC et protocole expérimental du tracé automatique de sa courbe de gain à l’aide d’une centrale d’acquisition SYSAM-SP5.
Etude théorique du filtre du premier ordre passe-bas RC et protocole expérimental du tracé automatique de sa courbe de gain à l’aide d’une centrale d’acquisition SYSAM-SP5.
Etude théorique du filtre du premier ordre passe-haut RC et protocole expérimental du tracé automatique de sa courbe de gain à l’aide d’une centrale d’acquisition SYSAM-SP5.
Rappels sur la fonction de transfert et l’allure du diagramme de Bode du gain d’un filtre RLC passe-bas d’ordre 2.
Schémas de montages avec des diodes pour le redressement de tensions.
Rappels sur les circuits électriques:
– Définitions,
– Courant électrique,
– Loi d’additivité des tensions,
– Loi des mailles,
– Loi des noeuds,
– Loi d’Ohms,
– Association de dipôles,
– Pont diviseur de tension,
– Pont diviseur de courant.
Etude d’un circuit RLC série en régime sinusoïdal forcé.
Rappels sur les résistances et ses codes couleurs.
Présentation des transistors courants:
– Le transistor bipolaire NPN en commutation,
– Le transistor bipolaire PNP,
– Le transistor MOS.
Fiche méthode pour la mesure de déphasage à l’oscilloscope.
Etude et mode opératoire de la modulation et démodulation d’amplitude appliquée à la transmission de signaux de faibles fréquences.
Etude du montage comparateur et application à la régulation de température.
Etude et protocole expérimental du montage détecteur de métaux à battement de fréquence.
Etude théorique de l’oscillateur à pont de Wien avec les résultats expérimentaux, ainsi que le protocole expérimentale de l’acquisition de la naissance des oscillations.
Etude et protocole expérimental de l’oscillateur à portes NAND.
Etude de la photodiode BPW21 et du montage convertisseur Courant-Tension.
Etude du circuit linéaire RLC série soumis à un échelon de tension.
Etude du montage redresseur sans seuil à ampli opérationnel.
4. Mécanique
Etude de la loi de Hooke et protocole expérimental de la mesure de la raideur d’un ressort.
Etude du pendule quasi simple et protocole expérimental de l’acquisition informatisée de l’évolution de l’angle du pendule en fonction du temps.
Protocole expérimental d’utilisation des accéléromètres 3 axes.
5. Ondes
Etude et protocole expérimental de la résonance sur la corde de Melde.
Etude et protocole expérimental de la mesure de la vitesse du son dans l’air.
Etude et protocole expérimental du phénomène de battement
Rappels sur les ondes sonores:
– Définition d’une onde sonore ou acoustique
– Definition de la décomposition de Fourier d’un signal
– Hauteur d’un son musical
– Timbre d’un son musical
– les différentes notes de musique
Etude du tube de Kundt et protocole expérimental de la mesure de la longueur d’onde de l’onde acoustique, du déphasage à la réflexion.
Activité expérimentale de détermination de la vitesse du son dans l’air à l’aide d’un capteur ultrasonique.
6. Optique
Etude du principe de fonctionnement d’un viseur.
Présentation et étude des différents types de miroirs courbes.
Protocole expérimental de la mise en évidence du phénomène de polarisation par réflexion vitreuse et de la mesure de l’angle d’incidence de Brewster.
Protocole expérimentale de la mesure de la différence des longueurs d’ondes du doublet du sodium avec un Michelson.
Mode opératoire pour l’observation d’un spectre cannelé avec un interféromètre de Michelson éclairé en lumière blanche.
Etude et protocole expérimental de la vérification de la loi de Malus.
7. Programmation
Synthèse des méthodes de communication entre un Arduino et un programme Python.
Les bases de la programmation en Python:
– Les blocs d’instructions
– Les entrées-sorties
– Les conversions
– Les stuctures de controles
– Les exceptions – Gestion des erreurs
– Les fonctions
– Les fichiers
– Les modules – Les packages
– Installation de bibilothèques
– numpy
– matplotlib
– la programmation orientée objet
Rappels sur la modélisation informatique de la couleur:
– Synthèse additive des couleurs RVB des écrans d’ordinateurs
– Système TSL
