Ligne 24 : | Ligne 24 : | ||
− | Pour faire cette mesure, on va utiliser le circuit intégré BNO055 de Bosch qui est un capteur inertiel réalisé en Technologie MEMS (Micro Electro-Mechanical System). | + | Pour faire cette mesure, on va utiliser le circuit intégré BNO055 de Bosch qui est un capteur inertiel réalisé en Technologie MEMS (Micro Electro-Mechanical System). Dans la partie gyromètre qui nous intéresse ici, une masse d’épreuve est mise en vibration et réagit aux rotations grâce à la force de Coriolis, comme le pendule de Foucault. En quelque sorte c’est un pendule de Foucault dans un circuit intégré…. Mais les dimensions ont été fantastiquement réduites, comme on peut le voir sur la figure 1.... |
Auteur Occitan | Dernière modification 31/12/2023 par Occitan
Pas encore d'image
Fabriquer un outils pédagogique
D’abord, rendons à Cesar ce qui est à Cesar ! L’idée de cette mesure vient d’un site internet qui publie des ressources pédagogiques dans le domaine de la science et de la technologie (www.pabr.org). La description de l’expérience initiale vaut le détour ! Cette expérience en effet part d’une manette de jeux posée sur un plateau de tourne-disques … (http://www.pabr.org/copernitron/copernitron.fr.html).
De plus l’article rappelle les différentes tentatives de mesures qui se sont déroulées principalement au XIXème siècle et dont le point d’orgue a été la célèbre expérience de Foucault avec son célèbre pendule ( https://fr.wikipedia.org/wiki/Pendule_de_Foucault ). On en retient que mettre en évidence directement la rotation de la terre par une mesure inertielle, n'est pas chose facile.
La vitesse de rotation de la terre sur elle-même est de 360 / 24 / 3600 = 0.00417 °/s.
Pour faire cette mesure, on va utiliser le circuit intégré BNO055 de Bosch qui est un capteur inertiel réalisé en Technologie MEMS (Micro Electro-Mechanical System). Dans la partie gyromètre qui nous intéresse ici, une masse d’épreuve est mise en vibration et réagit aux rotations grâce à la force de Coriolis, comme le pendule de Foucault. En quelque sorte c’est un pendule de Foucault dans un circuit intégré…. Mais les dimensions ont été fantastiquement réduites, comme on peut le voir sur la figure 1....
Le défi réside dans l'utilisation de ce type de circuit à bas coût conçu pour les manettes de jeux. La plage de mesure la plus sensible est en effet de +/- 125 °/s, codée sur 16 bits.
Dans ces conditions le pas de quantification est de 250 / 2^16 = 0.0038 °/s, très proche de la vitesse de rotation que l'on cherche à mesurer....
Heureusement il y a du bruit ! C'est ce qui va nous permettre de sortir du pas de quantification ...... sinon ce serait sans espoir de pouvoir faire une mesure de la rotation terrestre avec un minimum de précision !
La figure 2 montre un enregistrement du bruit qui oscille sur près de 70 pas de quantification (LSB) en crête à crête. On sent bien que la stratégie va être de moyenner de nombreuses mesures.... tout en évitant les dérives long terme et les biais...
Le banc de mesures est constitué par une planchette support qui tourne autour d’un axe horizontal, mu par un moteur pas à pas. Sur la planchette support se trouve une carte Arduino UNO avec un shield carte SD pour stocker les mesures de vitesse de rotation. A côté on a fixé le petit circuit supportant le gyromètre BNO055. Une pile pour l’alimentation et un interrupteur complètent le montage. Le moteur pas à pas est contrôlé par une autre carte Arduino UNO et un shield moteurs.
On peut trouver facilement tous ces composants, par exemple ici :
Shield SD : https://www.gotronic.fr/art-shield-carte-sd-v4-103030005-21518.htm
Moteur pas à pas : https://www.gotronic.fr/art-moteur-14hm11-0404s-23048.htm
Shield moteurs : https://www.gotronic.fr/art-commande-i2c-de-2-moteurs-cc-grove-108020103-29016.htm
Module Boussole BNO055 : https://www.gotronic.fr/art-module-boussole-bno055-27795.htm
fr none 0 Draft
Vous avez entré un nom de page invalide, avec un ou plusieurs caractères suivants :
< > @ ~ : * € £ ` + = / \ | [ ] { } ; ? #