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<h3>Peut-on mesurer la distance grâce au son ?</h3>
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<h4>Liste de matériel 1 :</h4>
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<ul>
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<li>1 oscilloscope</li>
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<li>1 générateur TBF</li>
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<li>1 émetteur d'ultrasons</li>
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<li>1 récepteur d'ultrasons</li>
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<li>1 règle d'1m</li>
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</ul>
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<h4>Protocole 1 : Vérifier le bon fonctionnement du montage</h4>
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<p>Le temps à trouver est 0,001s = 1ms</p>
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<ol>
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<li>Placer l'émetteur et le récepteur à une distance de 34cm l'un de l'autre à l'aide de la règle.</li>
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<li>Relier ces deux éléments à un oscilloscope.</li>
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<li>Actionner l'émetteur grâce à un générateur TBF qui lui sera relié et réglé sur "discontinu"</li>
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<li>Calibrer d'oscilloscope afin de voir au moins 2 émissions d'ultrasons</li>
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<li>Grâce à l'oscilloscope, mesurer le temps écoulé entre l'émission et la réception du signal</li>
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<li>Vérifier l'équation suivante :</li>
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</ol>
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<p>d = v / t<br />
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t = d / v<br />
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t = 0,34 / 340 //Avec t le temps mesuré.</p>
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<h4>Liste de matériel 2 : voir n°1</h4>
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<h4>Protocole 2 : Trouver la distance grâce au son (un écho)</h4>
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<ol>
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<li>Placer l'émetteur et le récepteur à une distance inconnue mais <1m l'un de l'autre</li>
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<li>Relier ces deux éléments à un oscilloscope.</li>
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<li>Actionner l'émetteur grâce à un générateur TBF qui lui sera relié et réglé sur "discontinu"</li>
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<li>Calibrer d'oscilloscope afin de voir au moins 2 émissions d'ultrasons</li>
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<li>Grâce à l'oscilloscope, mesurer le temps écoulé entre l'émission et la réception du signal</li>
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<li>Vérifier l'équation suivante :</li>
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</ol>
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<p>d = ( v * t ) / 2 // divisé par 2 car l'onde sonore fait un aller-retour<br />
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d = ( 340m/s * t ) / 2 // avec t le temps mesuré.<br />
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Vérifier le résultat avec la règle.</p>
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<p>Peut-on utiliser les ultrasons pour calculer une distance avec précision (+- 1cm) ?</p>
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<h3>Compte rendu de l'éxperience n°1 :</h3>
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<p>Protocole 1 :</p>
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<figure alt="Protocole 1" style="width: 600px;"><img src="http://achilletoupin.com/tpe/index/images/imgEx1/2015-11-19%2016.30.54.jpg" />
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<figcaption>
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<p>Montage du protocole 1, avec les émetteur et récepteur à 34cm l'un de l'autre</p>
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</figcaption>
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</figure>
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<p>L'émetteur et le récepteur sont à une distance de 34cm l'un de l'autre. Ces deux éléments sont reliés à un oscilloscope. Actionner l'émetteur grâce à un générateur TBF qui lui sera relié et réglé sur "discontinu". L'oscilloscope est calibré afin de voir au moins 2 émissions d'ultrasons. Le temps mesuré entre l'émission et la réception du signal est de 1ms (voir figure suivante)</p>
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<p>Le temps à trouver étant de 0,001s = 1ms, <strong>l'éxperience est un succès.</strong></p>
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<figure alt="Protocole 1 oscilloscope" style="width: 600px;"><img src="http://achilletoupin.com/tpe/index/images/imgEx1/2015-11-19%2016.30.03.jpg" />
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<figcaption>
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<p>Oscilloscope affichant le temps entre l'émission et la réception pour une distance de 34cm</p>
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</figcaption>
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</figure>
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<h4>Protocole 2 : Mesurer une distance avec un écho</h4>
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<p>L'émetteur et le récepteur sont à une distance inconnue mais <1m l'un de l'autre, et reliés à un oscilloscope. Calibrer d'oscilloscope afin de voir au moins 2 émissions d'ultrasons. Le temps écoulé entre l'émission et la réception du signal est de 1.520ms (voir figure n°2)</p>
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<figure alt="Protocole 2 vue d'ensemble" style="width: 600px;"><img src="http://achilletoupin.com/tpe/index/images/imgEx1/2015-11-19%2016.38.18.jpg" />
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<figcaption>
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<p>Montage du protocole 2 : une paroi rigide est utilisée pour générer un écho.</p>
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</figcaption>
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</figure>
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<p>Vérifier l'équation suivante :</p>
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<p>d = ( v * t ) / 2 // divisé par 2 car l'onde sonore fait un aller-retour<br />
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d = ( 340m/s * 0.00152 s ) / 2 // avec t le temps mesuré.<br />
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d = <span class="cwcot" id="cwos">0.2584</span> m = 26cm environ</p>
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<p>Ce résultat est vérifié à l'aide d'une règle.</p>
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<figure alt="Protocole 2 oscillocope" style="width: 600px;"><img src="http://achilletoupin.com/tpe/index/images/imgEx1/2015-11-19%2016.37.59.jpg" />
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<figcaption>
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<p>Vue de l'écran de l'oscilloscope. Le temps entre l'émission et la réception de l'onde sonore est de 1.520ms.</p>
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</figcaption>
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</figure>
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<p>Le résultat est vérifié, <strong>l'expérience est donc un succès.</strong></p>
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<h4>Conclusion</h4>
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<p>Peut-on utiliser les ultrasons pour calculer une distance avec précision (+- 1cm) ?</p>
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<p>D'après les précédents résultats, nous pouvons affirmer pouvoir mesurer une distance sans mètre et automatiquement à l'aide des ultrasons.</p>
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<p>La vitesse du son dans l'air étant constante, le son étant une onde sonore et obéissant donc à certaines lois, il est possible, avec un organisme adapté, de se situer grâce aux ondes sonores (incluant les ultrasons)</p>
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<p>La précision de ce système est de l'ordre du cm, ce qui est suffisant pour nos besoins.</p>
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<h4>Concrètement, notre utilisation de cette propriété</h4>
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<p>Nous utilisons cette propriété à travers un module pour carte arduino : le module HC-SR04</p>
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<figure style="width: 350px;"><img alt="Module HC-SR04" src="https://www.bananarobotics.com/shop/image/cache/data/sku/BR/0/1/0/0/2/BR010020-HC-SR04-Ultrasonic-Distance-Sensor-Module/HC-SR04-Ultrasonic-Distance-Sensor-Module-600x600.png" />
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<figcaption>
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<p>Module HC-SR04</p>
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<a href="https://www.bananarobotics.com/shop">Source de l'image</a></figcaption>
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</figure>
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<p>Ce module est un périphérique créé pour fonctionner avec une carte Arduino (voir expérience 2). Il est composé d'un émetteur et d'un récepteur d'ultrasons à 40KHz. Il envoie à la carte arduino le délai entre l'émission et la réception des utltasons qu'ils envoie par rafales. Ainsi cette dernière peut calculer la distance en temps réel, et agir en conséquence.</p>
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