L’enregistreur numérique à deux voies entre en piste.

Chacun son tour à voler aux autre la vedette. Pas encore à l’affiche, l’ENREGISTREUR du MENU de base commençait à sombrer dans la mélancolie, il n’y en avait que pour les autres. Radieux, il devient enfin la vedette pour tricoter sur OLED des courbes dont il a le secret. Si l’on accepte d’avoir à interpréter ses graphes, d’en déduire les unités, bien des mesures peuvent s’avérer élémentaires en matériel à brancher sur A ou sur B. De nombreux capteurs analogiques convertissent les variations de leur « corps d’épreuve » en variations de tension, de résistance etc. Pour le prouver, nous allons effectuer quelques manipulations vraiment élémentaires.

Une idée lumineuse !

Nombreux sont les capteurs du commerce dédiés à la prise en compte de l’éclairement local. Les applications foisonnent, du détecteur de présence crépusculaire à la cellule photoélectrique cachée dans votre appareil photographique informatisé. Pour cette approche initiale, deux cellules photorésistantes vont constituer un doublet. L’une sera branchée en logique positive, l’autre en logique négative. De tels composants sont kyrielle, et commercialisés à des tarifs pratiquement dérisoires. Ronds, carrés, rectangulaires, de dimensions très variables, ce foisonnement nous laisse un choix considérable. Sur la Fig.104 sont bien visibles deux modèles de dimensions notables, on en trouve des bien plus petits. On comprend en regardant la Fig.105 que la cellule de gauche sur la photographie LDR2 est branchée sur B en logique positive, alors que LDR1 allant sur A se comportera en logique négative. En effet, ce type de cellule présente une résistance qui voit sa valeur diminuer quand l’éclairement augmente.
Lorsque la clarté augmente sur LDR2, sa résistance diminue et elle « tire » A3 vers le +5Vcc. La valeur numérisée augmente. Au contraire, illuminer LDR1 fait diminuer la tension sur A2 produisant des données de CAN plus faibles. Ces deux cellules sont proches l’une de l’autre, elles sont influencées de façon analogue. Pour observer les variations de lumière et les conséquences sur les valeurs numérisées qui en résultent, la durée entre deux échantillonnages est imposée à son minimum de 0H 0min 1S pour écourter au maximum l’attente entre deux mesures et voir sans trop attendre le résultat qui en découle. La Fig.106 présente l’histogramme des variations de lumière enregistrées au cours du temps. Durant la période stable 1 l’éclairement du laboratoire est « nominal ». LDR1  est « fortement » éclairée et diminue la tension sur A2. En B c’est l’inverse, LDR2 conduit à une tension élevée. Puis le store d’occultation du laboratoire est déployé en environ vingt secondes, la luminosité alors stable 2 provoque le croisement des courbes, car l’éclairement diminue. La tension sur A augmente pendant que celle en B diminue. En 3 on a ouvert en partie le rideau d’occultation pour prendre la photographie. La lumière change et se stabilise. Tout à la fin, à l’endroit du curseur, le rideau est complètement fermé pour noyer le laboratoire dans une pénombre anxiogène. La tension en A monte car la résistance de LDR1 devient maximale, et en B on s’approche du potentiel de GND car la valeur de LDR2 culmine. Pour compléter cette expérimentation, les deux cellules ont été manuellement soumises à des variations simultanées d’éclairement. Ces variations sont quelconques, et l’on vérifie sur la Fig.107 que sur les deux entrées A et B elles coïncident mais symétriquement. Bien que ces composants présentent des caractéristiques propres, globalement ils partagent des technologies assez proches. Leurs caractéristiques ne sont donc pas très éloignées. C’est à vous de trouver pour R1 et R2 des valeurs qui « étaleront au mieux verticalement » les variations, quand l’éclairage du lieu surveillé passera du minimum au maximum. Pour ce montage des résistances de 1kΩ sont adoptées sur les deux branches.

Observer des températures.

Aussi facile que pour observer l’éclairement des deux cellules photorésistantes, si l’on ne cherche pas à avoir la valeur en degrés Celsius. Trouver des thermistances de type CTN (Ou leur réciproque CTP.) ne relève absolument pas d’un parcours de combattant. Des brassées sont à notre disposition dans les enseignes par correspondance. Une CTN est un composant électrique à Coefficient de Température Négatif, c’est à dire que sa valeur diminue quand la température augmente. Concrètement, une résistance CTN se comporte à l’inverse des résistances classiques. De plus, la variation de valeur est importante, alors que sur les composants ordinaires la valeur est stable dans une plage élevée de températures.

Exactement comme nous l’avons pratiqué pour la mesure des éclairements, pour celle des températures nous allons organiser un petit duo de deux composants de type CTN. Reprenez le schéma de la Fig.105, remplacez les deux identificateurs LDR1 et LDR2 par CTN1 et CTN2 et le montage à effectuer est défini. Ce petit « tour de passe passe » revient sur la platine d’essai à remplacer les cellules photorésistantes par des résistances à coefficient de température négatif. Paré pour l’expérimentation.
Toutefois, l’environnement particulier d’Arduino a créé un besoin spécifique universel dans le domaine de l’électronique de loisir. Des petits modules parés à l’emploi sont disponibles dans le commerce pour ceux qui sont allergiques au fer à souder. Dans cette expérience présentée sur la Fig.108 les deux approches sont concrétisées. Personnellement j’opterais pour la solution du composant individuel en X, moins couteuse, plus souple sur le choix de la résistance fixe et moins onéreuse. Surtout, le capteur thermique peut se placer dans une sonde de faible encombrement que l’on pourra plonger librement dans un liquide etc. En Y se trouve le petit module du commerce dont la documentation suggère le schéma d’utilisation donné en Fig.109 qui conduirait à de la logique positive. Pour différencier le comportement des deux branches sur l’enregistreur numérique, rien n’interdit d’inverser GND et le +5Vcc sur le petit module du commerce. C’est ce que montre la Fig.108 sur laquelle le fil central du connecteur HE14 est en rouge, amenant le positif, alors que le fil en extrémité est bleu réunissant à la masse GND(Observer avec attention !) Sur la Fig.108 on remarque également que les deux capteurs sont proches l’un de l’autre, ils seront par conséquences soumis à des variations analogues de température. Sur le montage improvisé, la résistance R2 est comme sur le module du commerce de 10kΩ.

– Chauffe Marcel !

Il est bien plus facile de chauffer ces deux composants que de les placer dans le réfrigérateur. Sèche-cheveux en main sur la position chauffe, on dirige le flux de la turbine vers X et Y. Le résultat, comme visible sur la Fig.110 ne se fait pas attendre. L’air très chaud fait rapidement monter en température les deux petits capteurs et l’enregistreur traduit l’évolution « croisée » des deux voies. Le capteur indépendant X en logique positive engendre une augmentation de tension sur l’entrée A. Naturellement, en B le module Y branché en logique négative voit la tension en sortie diminuer. La zone 1 correspond à la chauffe et la montée en température. La variation est relativement rapide. En 2 nous avons le retour plus lent à la température ambiante, car le refroidissement est ralenti par l’inertie thermique, et en particulier celle de l’air proche et en contact. Enfin, vu que les résistances fixes sont toutes les deux de 10kΩ on peut affirmer que pour un différentiel de température identique, la variation de valeur du composant indépendant X est plus faible que celle du capteur soudé sur le petit module du commerce puisque la variation en A est deux fois moindre qu’en B.

>>> Page suivante.

Laisser un commentaire

Votre adresse e-mail ne sera pas publiée. Les champs obligatoires sont indiqués avec *