La Thermistance - Académie de Versailles

1 La Thermistance Objectifs p dagogiques : Mettre en uvre un Arduino Uno associ capteur de temp rature CTN. mont au sein d'un pont diviseur de tension Afin d'assurer le suivi et la tra abilit . de la gestion de temp rature d'un local serveur climatis , on se propose de r aliser un dispositif de mesure de temp rature. Le cahier des charges impose que l'op rateur en charge de la surveillance soit averti sur son cran d'ordinateur uniquement LORSQUE la temp rature de consigne est atteinte. Temp rature inf rieure la Temp rature sup rieure la consigne consigne Le c ur du dispositif est une syst me ARDUINO UNO, associ circuit de c blage mettant en uvre une CTN et une r sistance. L'alimentation du dispositif est assur e par le port USB de la platine ARDUINO.

2 Partie 1 : Etude de la CTN( Sciences Physiques). Comment volue la r sistance en fonction de la temp rature ? Trac de la courbe d' talonnage La principale caract ristique d'une CTN ou d'une CTP est sa valeur ( ) . la temp rature de 25 C. Le plus souvent, le marquage du composant est un nombre 3 chiffres, les 2 premiers chiffres figurent la valeur, le 3 me chiffre le multiplicateur en puissance de 10. Fiche technique La CTN que nous allons utiliser dans ce montage est marqu e : 503. 1) Donner la valeur de sa valeur en puis en k Analyser Mat riel : S'approprier - la Thermistance (CTN) (fix e au pr alable avec un lastique sur la sonde du thermom tre). - un agitateur magn tique chauffant avec barreau aimant.

3 - un b cher 250 mL ;. - un gant anti-chaleur ;. - un multim tre num rique ;. - un support avec noix de serrage 1) Protocole : R aliser/Communiquer Relier la sonde de temp rature au thermom tre. Relier la Thermistance l'ohmm tre et choisir le calibre le plus adapt la mesure. R aliser le montage suivant Attention : l'agitateur ne rentre pas en contact avec la Thermistance la Thermistance ne soit pas en contact avec les parois du b cher Appel n 1 : Faire v rifier le montage. Mettre en fonctionnement l'agitateur ;. Mesurer la r sistance de la Thermistance et relever la temp rature correspondante. 2) Mesures R aliser - Mettre en fonctionnement le syst me de chauffage. - Relever la valeur de la r sistance correspondant aux temp ratures indiqu es dans le tableau ci-dessous et reporter les r sultats dans un tableur R( en ).

4 (en C). Appel n 2 : Faire v rifier les mesures 3) Exploitation R aliser/Valider Tracer la repr sentation graphique R=f( ) et la mod liser en choisissant le mod le le plus adapt . La valeur nominale d'une Thermistance est sa r sistance 25 C. D terminer l'aide du graphique pr c dent, la valeur nominale de la r sistance de la Thermistance . Utilisation de la repr sentation en math matiques pour la fonction exponentielle Partie 2 : Electronique(en co-intervention). F1 : Fonction pr paration des op rations et des quipements avant intervention sur site d'installation F2 : Fonction installation r alisation mise en service A1-1 : Pr paration des op rations A1-2 : Pr paration, int gration, assemblage, interconnexion des mat riels A2-2 : Identification des l ments (appareils et mat riels), des conducteurs et des supports de transmission et d' nergie A2-5 : R alisation des activit s de c blage et de raccordement en suivant des proc dures d taill es A2-7 : Mise en place, configuration, param trage, test, validation et mise en service des appareils, mat riels et logiciels C1-1 : Appr hender la mise en uvre d'un projet simul ou r el d'installation d'un syst me C2-2.

5 Analyser le fonctionnement de l'installation actuelle ou de l' quipement en vue de l'intervention C3-2 : R aliser l'int gration mat rielle ou logicielle d'un quipement C4-2 : Rep rer les supports de transmission et d' nergie, implanter, c bler, raccorder les appareillages et les quipements d'interconnexion C4-4 : Installer, configurer les l ments du syst me et v rifier la conformit du fonctionnement C7-1 : G rer ses lots de mat riel, son temps d'intervention et les ressources : Etude des capteurs et transducteurs S2-2 : Traitement de l'information S4-2 : Les logiciels S5-1 : Installation du syst me S5-3 : Le raccordement des supports S5-4 : Mise en service du syst me : configuration, param trage, essais et r ception PRINCIPE : Le sch ma de principe du dispositif est le suivant : En sciences on fait retrouver l'expression de Vs en fonction de Ve Il fait apparaitre un PONT.

6 DIVISEUR DE TENSION. En fonction de la temp rature, la valeur de la Thermistance R2. de 50k varie, ce qui fait changer le courant qui circule dans le circuit et donc la tension Vs aux bornes de la Thermistance . La r sistance R1 fait 10k , elle a pour r le de limiter le courant qui circule dans le montage. La tension Ve est fournie par l'ARDUINO et vaut 5V. On utilise un des ports d'entr e de l'ARDUINO pour mesurer la tension aux bornes de la Thermistance toutes les 3 secondes. Le logiciel charg dans l'ARDUINO traduit cette tension en temp rature, et si la temp rature de consigne (29 C) est d pass e, affiche les valeurs mesur es sur l' cran de l'ordinateur. CABLAGE. D terminer le code de couleurs de r sistances de la r sistance R1.

7 Faire v rifier votre travail par le professeur Dans la boite de composants, identifier puis sortir les composants R1 et R2. Faire v rifier votre travail par le professeur Sur la plaque de c blage : Enficher R1 entre la ligne (+) et la borne B8. Enficher R2 entre la ligne (-) et la borne A8. Enficher un cordon rouge sur la ligne (+). Enficher un cordon noir sur la ligne (-). Enficher un cordon vert sur la borne D8. Faire v rifier votre travail par le professeur Sur le module ARDUINO : Enficher l'autre extr mit du cordon rouge sur la borne 5V du connecteur POWER. Enficher l'autre extr mit du cordon noir sur la borne GND du connecteur POWER. Enficher l'autre extr mit du cordon vert sur la borne A0 du connecteur ANALOG IN Faire V rifier votre travail par le professeur Connecter le c ble USB entre l'Arduino et l'ordinateur.

8 Partie 3 : PROGRAMMATION ( lectronique). Apr s avoir ouvert le micro-ordinateur l'aide de votre LOGIN. personnel, lancer l'application Arduino IDE et brancher le c ble USB. S lectionner la carte Arduino UNO sur le logiciel Arduino (Outils/Board/Arduino Uno). A l'aide du Gestionnaire de p riph riques de l'ordinateur, d terminer le port COM utilis par l'ARDUINO. Connecter le c ble USB entre l'Arduino et l'ordinateur. S lectionner le port de communication (COM) utilis par votre ordinateur pour dialoguer avec l'ARDUINO. Cliquer sur Fichier-Nouveau puis saisir le programme propos ci-apr s. Votre travail sera enregistr sous le nom : ARDUINO PONT DIVISEUR. (Fichier-Enregistrer sous). Programme saisir : Faire v rifier votre travail par le professeur VALIDATION DU FONCTIONNEMENT.

9 Proc der la v rification du programme en cliquant sur le bouton : Si un message d'erreur est g n r , appeler le professeur. Proc der la transmission du programme en cliquant sur le bouton : Si un message d'erreur est g n r , appeler le professeur. Apr s transmission sans erreur, le programme est automatiquement ex cut . Cliquer sur le bouton pour ouvrir la fen tre de communication. A l'aide du menu d roulant en bas gauche de la fen tre, r gler la vitesse de transmission 9600bps. Faire v rifier votre travail par le professeur Pour tester le bon fonctionnement du syst me, en pr sence du professeur, et en prenant garder ne pas la d connecter, pincer entre 2 doigts la CTN pendant 20 secondes. Que constatez-vous ?

10 Rel cher la CTN et attendre 1 2 minutes Que signifie l'arr t de l'affichage des valeurs mesur es apr s 1 2 minutes MODIFICATION DU PROGRAMME ET VALIDATION. Modification N 1 : Afin d'augmenter la r activit d'intervention, il s'av re n cessaire de r duire le temps d'attente entre 2 mesures successives. Nous allons donc transformer la ligne de programme : delay(3000); // Stabilisation temp rature. Attente 3 secondes en : delay(1000); // Stabilisation temp rature. Attente 1 seconde Afin d'obtenir un d lai de 1 seconde entre 2 mesures. Proc der la modification du programme Proc der la v rification du programme en cliquant sur le bouton : Si un message d'erreur est g n r , appeler le professeur. Proc der la transmission du programme en cliquant sur le bouton : Si un message d'erreur est g n r , appeler le professeur.