Projet, rapport de stage, et mémoire de fin d’études BAROMETRE ET ALTIMETRE DE PRECISION
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MATERIELS
Schéma synoptique
Notre objectif est de mesurer en même temps la pression atmosphérique, l’altitude et la température en un point d’altitude donnée. A cet effet, nous avons besoin d’un capteur de pression de précision qui est contrôlé par un microcontrôleur. Les valeurs ainsi mesurées sont ensuite affichées sur un écran et simultanément, enregistrées et stockées dans un fichier pour une éventuelle utilisation .
Choix de matériels
Le choix du capteur de pression s’est porté sur le BMP280 de Bosch. Ce capteur numérique est piloté par les bus Inter-Intergrated Circuit (I2C) et le bus Serial Peripheral Interface (SPI). Il est capable de mesurer en même temps la pression atmosphérique, l’altitude et la température. Dans ce cas, il nous est nécessaire de choisir un microcontrôleur pouvant communiquer avec les bus I2C et SPI .
BMP280
Le BMP280 est un capteur de pression barométrique absolue créé par Bosch et conçu particulièrement pour des applications mobiles. Le BMP280 est la version améliorée du BMP180. Il supporte aussi les bus I2C et SPI. C’est un capteur de haute précision à basse consommation d’énergie et qui peut mesurer une pression atmosphérique allant de 300 à 1100hPa avec une précision absolue de ±1hPa. Il peut mesurer aussi une température allant de 0 à +65°C avec une précision de ±1°C .
Bus I2C et mode de communication du bus I2C
Le bus Inter-Integrated Circuit (I2C) est un bus série synchrone bidirectionnel half duplex qui permet de faire communiquer entre eux des composants électroniques à seulement trois fils, [w3] : Serial Data Line(SDA) : ligne de données bidirectionnelle ; Serial Clock Line(SCL) : ligne d’horloge de synchronisation bidirectionnelle ; GND : Signal de référence électrique.Les deux lignes sont tirées au niveau de la tension VDD à travers des résistances de pull-up (Rp) et les échanges de données se font entre un seul maitre et un ou plusieurs esclaves.
Prise en main et instruction de commande du BMP280
Pour que notre capteur BMP280 soit reconnu par la carte Arduino, il nous est nécessaire d’installer plusieurs librairies sur l’Environnement de développement (IDE) de la carte Arduino. Le modèle GY du BMP280 de Bosch a besoin de deux libraires: AdafruitUnifiedSensors, Adafruit BMP 280 Library.
Le passage au programme principal : se fait par la commande du BMP280. Nous donnons par la suite les instructions nécessaires et utilisées pour la réalisation des baromètre et altimètre de précision :readPressure() : cette instruction fait partie des fonctions de la classe Adafruit_BMP280 présente dans Adafruit8BMP280.cpp. Elle a pour rôle de lire les valeurs mesurées par les registres du BMP280 afin qu’elles soient converties en valeurs d’une pression atmosphérique en Pascal. Elle est appelée par le pointeur bmp par la façon suivante :
bmp.readPressure(); readTemperature() : de même que précédemment, cette instruction a pour rôle de capturer la température mesurée par le BMP280 et de l’afficher en degrés Celsius. Acet effet, nous faisons appel à cette instruction par la méthode suivante :
bmp.readTemperature(); readAltitude (floatseaLevelhPa) : cette dernière instruction, comme son nom l’indique, sert à convertir la pression atmosphérique mesurée en altitude et en mètre comme unité de mesure. Cette conversion se fait par l’application de la formule internationale de la relation entre pression atmosphérique et altitude. float seaLevelhPa : représente la valeur de la pression atmosphérique au niveau de la mer à proximité du lieu où se trouve le capteur.
Guide du mémoire de fin d’études avec la catégorie PRESSION ATMOSPHERIQUE ET ALTITUDE |
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Table des matières
REMERCIEMENTS
LISTE DES ACRONYMES
LISTE DES VARIABLES
LISTE DES FIGURES
LISTE DES TABLEAUX
INTRODUCTION
Chapitre I : GENERALITES
I-1 PRESENTATION DU LIEU DE STAGE
I-1-1 Historique
I-1-2 Représentation
I-1-3 ASECNA à Madagascar et ses services
I-1-4 Activités et missions
I-2 PRESSION ATMOSPHERIQUE ET ALTITUDE
I-2-1 Généralités
I-2-1-1 Atmosphère
I-2-1-2 Pression
a)Pression hydrostatique
b)Pression atmosphérique
I-2-1-3 Altitude
I-2-2 Relation entre pression atmosphérique et altitude
I-2-2-1 Variation de la pression due à une variation élémentaire de hauteur
I-2-2-2 Densité de 1’air
I-2-2-3 Variation de la température dans l’atmosphère
I-2-2-4 Variation de la pression atmosphérique avec l’altitude
Chapitre II : MATERIELS ET METHODES
II-1 MATERIELS
II-1-1 Schéma synoptique
II-1-2 Choix de matériels
II-1-3 BMP280
II-1-4 Bus I2C et mode de communication du bus I2C
II-1-5 Bus SPI et mode de communication du bus SPI
II-1-6 Arduino UNO
II-1-7 Écran OLED
II-1-8 Module MicroSD
II-2 METHODES
II-2-1 Prise en main et instruction de commande du BMP280
II-2-2 Prise en main et instruction de commande de l’écran OLED
II-2-3 Prise en main du module MicroSD
II-2-3-1 Branchement du module MicroSD sur la carte Arduino
II-2-3-2 Différentes instructions pour la manipulation de fichier
II-2-4 Programme principal du baromètre et altimètre de précision
Chapitre III : RESULTATS ET INTERPRETATION
III-1 DEMARRAGEDU BAROMETRE ET ALTIMETRE DE PRECISION
III-1-1 Mesure prise sur l’aérodrome d’Ivato
III-2 DISCUSSIONS
III-2-1 Application des baromètre et altimètre de précision
III-2-2 Limite de nos baromètre et altimètre de précision
III-2-3 Amélioration des baromètre et altimètre de précision
CONCLUSION
REFERENCES ANNEXES
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