Différences

Ci-dessous, les différences entre deux révisions de la page.

--- wiki:projet:l3phys2021:lu3py024g1:journal [2021/04/23 15:25]
Young Aurore-Alice
+++ wiki:projet:l3phys2021:lu3py024g1:journal [2021/05/01 15:39] (Version actuelle)
hugo.cavet@etu.sorbonne-universite.fr
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 **Séance du 7 avril 2021 :** beaucoup de choses.
 Pour cette séance, nous nous fixons les objectifs suivants :
-  * Nous avons un nouveau tube plus petit et mieux adapté à la bille : il nous faut donc deux nouveaux supports. Nous allons aussi faire un support pour la bobine, afin qu'elle ne soit pas faite à même le tube. Ce sera plus pratique.
+  * Nous avons un nouveau tube plus petit et mieux adapté à la bille : il nous faut donc deux nouveaux supports. Nous allons aussi faire un support pour la bobine, afin qu'elle ne soit pas faite à même le tube. Ce sera plus pratique. Nous voulions un tube plus fin pour plusieurs raisons : tout d'abord au lieu de rouler sur la paroi, cela permet de rapprocher la bille de l'axe central du tube : le champ magnétique ressenti par le projectile sera donc plus proche du champ théorique. Ensuite, dans nos calculs du champ généré par une spire, nous avons constaté que celui-ci était inversement proportionnel au rayon de la spire. Bien sûr cela nécessitera une mesure pour l'affirmer.
   * Une fois le support pour la bobine imprimé, nous allons refaire une bobine dessus, et nous la simulerons sur FEMM juste après.
   * Nous allons aussi étudier les frottements : nous allons pour cela nous procurer d'autres aimants, de préférence cylindrique ainsi qu'un support adapté.
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 __Jane & Aura__ :\\
 __En matinée__ : un grand nombre d'expériences ont été faites avec le circuit et la position des bobines :\\
-  * avec une seule bobine, nous avons joué avec le temps d'allumage pour estimer l'ordre de grandeur de la durée nécessaire à une accélération optimale => 80ms semble pour l'instant donner le meilleur résultat
+  * Avec une seule bobine, nous avons joué avec le temps d'allumage pour estimer l'ordre de grandeur de la durée nécessaire à une accélération optimale => 80ms semble pour l'instant donner le meilleur résultat
-  * Ensuite, le tube supportant 2 bobines, nous avons joué avec la distance les séparant
+  * Ensuite, le tube supportant 2 bobines, nous avons joué avec la distance les séparant et le temps de pause entre les allumages => une distance de 6cm et un temps de 100ms semblent optimaux, mais nous devrions refaire des mesures avec une méthode plus fiable pour estimer l'accélération de la bille
-  * Nous avons également réparé la 3ème bobine et l'avons rajoutée au circuit, ainsi qu'un 3ème transistor
+  * Nous avons également réparé la 3ème bobine pour et l'avons rajoutée au circuit, ainsi qu'un 3ème transistor
 Des corrections et améliorations ont en même temps été apportées au programme :
   * l'ordre d'allumage des bobines était inversé, nous avons donc inversé PIN1 et PIN2
   * refactorisation du code en fonctions et ajout de variables pour le contrôle d'allumage et extinction des bobines : chaque bobine s'allume pendant une durée de T_ON, et la prochaine attend T_OFF avant de s'allumer
-  * maintenant chaque bobine ne s'allume qu'une seule fois, pour éviter que son champ magnétique ne se réactive et ralentisse la bille en sortie.
+  * maintenant chaque bobine ne s'allume qu'une seule fois, pour éviter que son champ magnétique ne se réactive et ralentisse la bille en sortie. \\
-  * ajout du contrôle de la 3ème bobine
+Nous obtenons alors le résultat suivant :
+{{ :wiki:projet:l3phys2021:lu3py024g1:canonelec2.mp4 |}}
-Voici le code final :
+**Note importante :** désormais pour lancer un test, nous plaçons la bille en entrée de la première bobine puis on upload le programme sur l'arduino, ce qui va exécuter le "setup" puis la fonction "loop" qui met en route les bobines une seule fois.
+La vidéo montre le résultat obtenu après compilation du code :
+{{ :wiki:projet:l3phys2021:lu3py024g1:canonelec1.mp4 |}}
+Nous avons jugé ce résultat suffisamment concluant pour ajouter une 3ème bobine. Voici le code final :
 <code c++>
 const int P1 = 6;
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 }
 </code>
 __L'après-midi__ :\\
-Malgré notre extraordinaire acuité, il est difficile d'évaluer de façon fiable "au feeling" l'accélération de la bille d'une modification à l'autre. Il nous a paru nécessaire d'avoir une méthode pour évaluer sa vitesse en temps réel et non pas par traitement vidéo. Nous avons donc rajouté des éléments au circuit permettant de détecter et chronométrer les passages successifs de la bille à plusieurs endroits du tube.\\
+Malgré notre extraordinaire acuité, il est difficile d'évaluer "au feeling" de façon sûre l'accélération de la bille d'une modification à l'autre. Il nous a paru nécessaire d'avoir une méthode pour mesurer sa vitesse en temps réel et non pas par traitement vidéo. Nous avons donc rajouté des éléments au montage permettant de détecter et chronométrer les passages successifs de la bille à plusieurs endroits du tube.\\
-Nous nous sommes basées sur l'expérience effectuée à la séance précédente, pendant laquelle nous avons pu détecter le passage de la bille à l'intérieur d'une bobine en la branchant à un oscilloscope.
+Nous nous sommes basées sur l'expérience effectuée à la séance précédente, pendant laquelle nous avons pu détecter le passage de la bille à l'intérieur d'une bobine en la branchant à un oscilloscope.\\
-Le protocole est le suivant :\\
+Le montage est le suivant :\\
-[photo du montage]\\
+{{ :wiki:projet:l3phys2021:lu3py024g1:mesure_vitesse_bobines_oscillo2.jpg?400 |}}
-[photo de l'oscillo]\\
+**Protocole pour mesurer la vitesse :** \\
+Nous rajoutons à notre montage deux solénoïdes de diamètre suffisamment grands pour pouvoir les insérer sur le tube. Nous appelons ces bobines les bobines "capteurs", $C_1$ et $C_2$. Chacune d'elle est reliée à un oscillogramme. qui permet de mesurer la tension à l'intérieur de ces bobines en fonction du temps. \\
+Nous allumons le courant dans les bobines propres au canon, via l'ordinateur.  La bille, comme dans les montages précédents, est accélérée par ces dernières. Au passage de la bille dans $C_1$, le signal de l'oscillogramme est soudainement perturbé. On peut alors repérer un pic de tension à un certain temps $t_1$. De même, on repère le temps $t_2$ correspondant à la perturbation de la tension aux bornes de $C_2$ lors du passage de la bille. On peut alors calculer le temps $\Delta t = |t_1-t_2|$. Enfin, en mesurant la distance $L$ entre les deux bobines "capteurs", on peut alors mesurer rigoureusement la vitesse de la bille en sortie du système formé par les deux bobines capteurs.  \\
+{{ :wiki:projet:l3phys2021:lu3py024g1:oscillooo.jpeg?400 |}}
+On remarque sur la photo de l'oscillogramme que le second pic de tension est plus étroit pour le seconde bobine. En effet, la vitesse en sortie de cette dernière est plus élevée que celle en sortie de la première bobine. Par conséquent la bille passe plus vite dans la seconde bobine capteur, et le signal est par conséquent plus étroit. \\
+Application numérique pour une intensité de $3.9A$ : $\Delta t = 130$ ms et $L=16$ cm et donc :
+$$ v = \frac{16}{130 \times 10^{-3}} = 123~\text{cm.s}^{-1}$$

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