Etape 4 - Etude d'un capteur : potentiomètre du robot Robosapien V2

Après avoir reçu les consignes de sécurité du professeur et à partir du matériel mis à votre disposition, réaliser le travail des questions ci-dessous.

2- A partir d'observations directes sur le potentiomètre , relever et noter sa valeur ohmique (Ω) dans votre document élève "Activité 2-1".

Manipulations et essais raisonnés sous la responsabilité de l'élève gestionnaire.

3- A l'aide de mesures sur le potentiomètre avec le multimètre  en position ohmmètre (choisir le calibre en fonction de la valeur relevée à la question précédente), associer aux trois bornes de la photo du potentiomètre donnée dans le document "Potentiomètre" situé dans le dossier partagé avec vos Drive "Activité 21 - 3emeYilotZ", leurs noms (Extrémité 1, Extrémité 2, Curseur) à partir du schéma électrique donné.

Manipulations et essais raisonnés sous la responsabilité de l'élève gestionnaire.

Zones à compléter du document "Potentiomètre"

4- A l'aide de mesures sur le potentiomètre avec le multimètre  en position ohmmètre , compléter le tableau du document "Potentiomètre" situé dans le dossier partagé avec vos Drive "Activité 21 - 3emeYilotZ", en donnant les valeurs ohmiques mesurées pour 4 positions du potentiomètre (de butée gauche à butée droite en passant par 2 positions intermédiaires - Conseil : relever toutes les valeurs ohmiques d'une position avant de passer à la suivante).

Manipulations et essais raisonnés sous la responsabilité de l'élève gestionnaire.

Zones à compléter du document "Potentiomètre"

5- Faire valider par le professeur.

6- Insérer dans votre document élève "Activité 21" une capture d'écran du document "Potentiomètre".

A partir du matériel mis à votre disposition, réaliser le travail des questions ci-dessous.

7- Réaliser le montage correspondant au circuit électronique donné ci-dessous (ici, la carte arduino sert uniquement d'alimentation 0V(GND) +5V pour le circuit).

Manipulations et essais raisonnés sous la responsabilité de l'élève gestionnaire. Seul le professeur peut raccorder la carte Arduino au port USB de votre ordinateur. Lorsque la carte est raccordée au poste informatique, il est interdit de modifier le montage réalisé sur la plaque d'essai (breadboard).

8- Faire valider le montage par le professeur et demander sa mise sous tension.

9- Faire varier lentement la position du potentiomètre de butée en butée et observer l'évolution des valeurs affichées sur le voltmètre, noter dans votre document élève "Activité 21" la façon dont évoluent ces valeurs. Mesurer les tensions délivrées par le potentiomètre pour 5 positions (de butée gauche à butée droite en passant par 3 positions intermédiaires). Noter ces valeurs dans votre document élève "Activité 21" sous la forme d'un tableau.

Manipulations et essais raisonnés sous la responsabilité de l'élève gestionnaire.

10- En fonction de l'observation de l'évolution des valeurs affichées sur le voltmètre, des 5 valeurs mesurées et de la ressource ci-dessous, indiquer si le signal délivré par le potentiomètre est un signal logique (numérique), numérique ou analogique. 

Forme des...
Signaux numériques			Signaux analogiques
de 1 bit	de plusieurs bits
Nommé également signal logique	(transmission parallèle)	(transmission série)
Signaux constitués d’un ou plusieurs bits qui, associés de façon ordonnée, forment un nombre.			Signaux qui prennent au cours du temps, et sans discontinuité, une multitude de valeurs, entre deux valeurs limites.

11- Les entrées de la carte Arduino les plus appropriées pour recevoir le signal délivré par le potentiomètre sont les entrées analogiques (A0 à A5) car elles sont capables de distinguer "toutes" les tensions comprises entre 0V et 5V.

Afin de pouvoir traiter les signaux reçus sur les entrées A0 à A5, le microcontrôleur de la carte Arduino Uno convertit en binaire naturel les tensions d'entrées.

Conversion Analogique - Numérique : le microcontrôleur   de la carte Arduino Uno contient un Convertisseur Analogique Numérique (CAN) qui lui permet de convertir les tensions reçues sur les entrées A0 à A5 en mots binaires sur 10 bits.

11-1 A partir du rappel ci-dessous, calculer la valeur décimale du mot binaire 1101101100 (faire apparaître le détail des calculs dans votre document élève "Activité 21"). Possibilité de revoir en ressources en bas de page  les vidéos du travail préparatoire sur le binaire.

11-2 La caractéristique du Convertisseur Analogique Numérique (CAN) peut être représentée par la fonction linéaire donnée ci-dessous. Calculer les valeurs décimales correspondantes aux 3 tensions d'entrées 1V, 2,1V et 4,5V (faire apparaître le détail des calculs dans votre document élève "Activité 21").

11-3 Dans le cas où le potentiomètre serait raccordé sur l'entrée A5 (voir schéma ci-dessous), et à partir des résultats de la question précédente, compléter les programmes du document "Programme et potentiomètre" situé dans le dossier partagé avec vos Drive "Activité 21 - 3emeYilotZ".

ATTENTION, pour les tests d'égalité, il est important d'utiliser dans le programme les valeurs décimales entières (par défaut) des résultats de la conversion des tensions d'entrées par le CAN.

12- Faire valider vos résultats par le professeur.
13- Insérer dans votre document élève "Activité 21" une capture d'écran du document "Programme et potentiomètre".