EPCC PimpMyFridge

1. Pour mesurer une température à l’aide de la thermistance, un pont diviseur de tension est utilisé pour permettre de calculer la résistance de la thermistance et en déduire une température. Comment calculer la résistance de notre thermistance (10 kOhms à 25°C) connaissant R=15kOhms, U=5V et I=25mA et la tension Ur mesurée aux bornes de la thermistance = 2.5V ? (Variantes possibles avec différentes valeurs)

U=R*I

U2 = U x

2.5 = 5x(15/(15+R2))

2.5/5 = (15/(15+R2))

(2.5/5)*15+R2 = 15

(15+15)/2 = R2

R2 = 15

1. La relation de Steinhart-Hart est une formule qui semble compliquée au premier abord. Pourquoi a-t-elle été inventée ?

Elle permet, à l’aide de 3 constantes A, B et C, de récupérer une valeur en Ohm, sachant que la résistance d’une thermistance varie en fonction de la température, la relation de steinhart permet de convertir cette valeur en Kelvin. Il suffit par la suite de soustraire 273.15 au résultat pour obtenir des Celsius.

1. Le CAN de l’Arduino permet convertir une valeur comprise entre 0 et 5V en une valeur numérique entre 0 et 1024. Je veux utiliser ce CAN pour convertir un signal d’entrée sur une plage d’entrées planifiée entre 0 et 2,5V. Combien aurais-je de mesures différentes possibles et par conséquent, quelle sera la résolution de mon montage en millivolts ? (Plusieurs variantes possible)

Vref/2^n

V tension max

N nombre de bit du convertisseur

2.5 / 2^10 = 2.4mV

OU

2.5/1024 =2.4mV

1. On utilise une diode comme capteur de température. Comment évolue la tension aux bornes d’e cette diode en fonction de la température ?

Température augmente = tension augmente

Donc résistance diminue

1. Expliquer le principe du montage d’un ampli op en tant qu’ampli différentiel (soustracteur)

[pic 1]

Permet de soustraire 2 tensions.

Formule : Vs = (Vp - Vn) * (R2/R1)

Def : Le montage, sous sa forme classique, amplifie donc la différence des tensions d'entrée V1 et V2 par un gain R2/R1. Si l'on choisi R2=R1, la tension de sortie Vs est égale à la différence V2-V1, d'où la dénomination amplificateur différentiel de ce circuit. 

1.  Expliquer le principe du montage d’un ampli op en tant qu’Amplificateur inverseur

[pic 2]

Formule : Vs = Ve * -R2/R1

Def : Vs peut être soit :

-amplifiée: lorsque R1 › R2
-atténuée: lorsque R1 ‹ R2

La résistance d'entré du montage est R1, donc cette résistance ne peut pas être très élevé par rapport aux autres montages vu précédemment.

1.  Expliquer le principe du montage d’un ampli op en tant qu’Amplificateur non inverseur

[pic 3]

[pic 4]

La tension sur l’entrée est donnée par le diviseur de tension.

1.  Expliquer le principe du montage d’un ampli op en tant que Suiveur (buffer)

Usortie = Uentrée

[pic 5]

Tension de sortie égale à la tension d’entrée. On utilisera l’ampli op comme source de tension.

Utile quand en entrée on applique une tension de faible charge. Le signal entrée sera modifié.

1.  Expliquer le principe du montage d’un ampli op en tant que Comparateur

[pic 6]

On applique 2 tension (U1 et U2) aux bornes inverseuses (+) et non inverseuses (-).

Quand U1 > U2 ---> Us = max

Quand U1 < U2 ---> Us = mini

[pic 7]

1.   Donner un exemple de perturbation qu’il peut il y avoir sur votre système.

Porte qui reste ouverte.

1.  J’ai fait une régulation de la température de mon frigo en tout ou rien avec une hystérésis de 2°C. Comment l’évolution de la température va évoluer au cours du temps si je réduis l’hystérésis à 1 °C ?

Courbe hystérésis : Permet de prendre en compte le délai / retard de refroidissement une fois le module peltier arrété.

Réduire la courbe d’hystérésis à 1 degré augmentera la précision de la température régulée.

Plus rapide mais moins précis (dépassement de consigne avec l’inertie)

1.  Je fais une régulation de la température de mon frigo avec une correction proportionnelle à l’écart par rapport à la température de consigne. A quoi dois-je être vigilant (Quel risque y a-t-il avec ce type de correction) ?

Il faut être vigilent au gain, car un gain trop élevé fera dépasser la consigne mais elle sera atteinte rapidement.

Si notre gain est trop faible, le temps pour atteindre la consigne sera long mais atteinte avec précision.

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