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But du Projet

Le but de ce projet est de créer un équivalent d'un altivario, un appareil permettant principalement de détecter les variations d'altitude et utilisé pour les sports de vol (parapente, deltaplane...).

Présentation du projet

Pour mesurer les variations d'altitude, le dispositif mesurera la pression barométrique et la convertira en une altitude grâce à l'Arduino. Le résultat s'affichera alors sur un écran LCD de type alphanumérique pour une meilleure lecture des données. L'alti-vario affichera également la température, comme le ferait l'objet du commerce.

Concernant les variations d'altitude, en mesurant la pression à t puis t+dt, on pourra (en fonction du signe de la différence d'altitude dz) en déduire la variation d'altitude. On pourra alors calculer la vitesse de perte/gain d'altitude dz/dt.

Cahier des charges

Un Arduino fournira une tension numérique 0-3,3 V qui alimentera le capteur de pression utilisé et une tension numérique 0-5 V pour l'afficheur.

Le capteur fournira une tension lue par l'Arduino qui la convertira en une pression et une température. Les variations d'altitude seront communiquées à l'aide d'un buzzer dont le son émis dépendera du signe de la variation d'altitude (exemple : son grave pour une perte d'altitude, son aigu pour un gain d'altitude).

Pour convertir la pression en une altitude, on utilisera la formule suivante :

Capture-0


On prend comme référence d'altitude le niveau de la mer (z=0).

Capteurs nécessaires

La mesure de la pression barométrique et de la température sera effectuée par un capteur de pression Bosch BMP280.

Sa sensibilité en température va de -40°C à 85°C avec une précision de +/- 1°C, et sa sensibilité en pression de 300 hPa à 1100 hPa avec une précision de +/- 1 hPa.

Transducteurs nécessaires

La source de la tension caractérisant une certaine pression est la piézo-résistance située dans le capteur.

On utilisera également utiliser un buzzer 4 ou 8 Ohms afin de convertir une tension en un son. Le son du buzzer étant trop faible on raccordera celui ci à un amplificateur afin d'avoir un son correct.

Besoins électriques

Pour que notre altivario soit transportable, il faut qu'il soit branché à une source de tension autre que l'ordinateur. C'est pour cela que nous choisissons de le brancher à une pile 9V grâce à un connecteur.

Besoins Mécaniques

Nous aurons besoin d'une voile de parapente ou d'une montgolfière afin de tester notre alti-vario en conditions réelles.

Arduino

L'Arduino UNO possède plusieurs sorties analogiques. Ici la sortie A5 est utilisée pour l'horloge : elle permet au capteur d'avoir un rythme régulier pour prendre chaque mesure. La sortie A4 est utilisée pour récupérer les données de pression et de température.

Programme Arduino

Tests

BMP280

Pour utiliser le capteur de pression, il est nécessaire de le configurer grâce à l'Arduino et donc de télécharger les bibliothèques SparkFunBME280.h pour les fonctions BMP280 et Wire.h pour la communication I2C, que nous utiliserons ici. Dans ce cas, la broche SD0 est reliée à GND ce qui correspond à l'adresse 0x76 du capteur, SDI est reliée à la patte A4 (SDA) et SCK est reliée à la patte A5 (SCL).

Pour tester notre capteur de pression, nous voudrions lui faire mesurer des différences de pression significatives. Par exemple, nous voudrions mesurer les différences de pression entre le 3ème étage du bâtiment et le rez-de-chaussée. Pour cela, l'Arduino doit être connecté à une pile qui nous permettrait de le transporter en dehors de la salle.

Mesures

Mesure de la pression barométrique dans la salle de TP : autour de 1,0.105 Pascals, soit la pression atmosphérique théorique.

Mesure de la pression barométrique entre le rez-de-chaussée et le 3ème étage : 99218 Pa au 3ème étage puis 99342 Pa au rez-de-chaussée.

Mesure de la température dans la salle de TP puis avec le doigt sur le capteur : autour de 25°C puis augmentation rapide jusqu'à environ 37°C.

Affichage

Afficheur LCD-0

Nous choisissons d'afficher nos données sur un écran LCD de type alphanumérique. Pour nos tests, on choisit d'y afficher la pression et la température, mais pour le dispositif final, la pression sera remplacée par l'altitude.

Problèmes rencontrés

Difficultés à faire fonctionner le capteur de pression.

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