TP : Mesure d’une durée de propagation d’ultra-sons

Script

from microbit import *
from machine import time_pulse_us
import time, music, math

analogiq_in = [pin1]


def mesure_temps_A_R(broche = pin1):
    """Module Grove - Ultrasonic Ranger
    Retourne la durée d'un aller/retour des ultra_sons en microsecondes
    Paramètre : Nom de la broche utilisée
    """
    broche.write_digital(0)
    time.sleep_ms(2)
    broche.write_digital(1)
    time.sleep_ms(10)
    broche.write_digital(0)
    broche.read_digital()
    dt = time_pulse_us(broche, 1)
    return dt

while True:
  if button_a.is_pressed():
    dt = mesure_temps_A_R()
    display.scroll(dt)

Principe

Brancher l’emetteur-capteur à ultra-son sur la carte micro:bit. Choisir le port groove appelé PIN1 sur la carte.

Diriger l’emetteur-capteur à ultra-sons vers un support rigide, afin que les ondes ultrasonores se reflechissent et reviennent vers le recepteur.

Mesures

Une fois le script téléversé :

Lorsque l’on appuie sur le bouton A, la fonction mesure_temps_A_R permet de communiquer avec l’emetteur-capteur à ultra-son. L’affichage de la durée de propagation pour un aller-retour s’affiche sur l’écran LED du microcontrôleur, chiffre après chiffre (scroll). La durée est en µs.

Exemple d’affichage d’une durée dt = 833µs: En positionnant l’emetteur-capteur à environ 15 cm d’un support reflechissant, on lit :

En supposant que la célérité du son vaut 340m/s au moment de l’experience, cela donne une distance parcourue de 340×833.10−6=0,28m, double de la distance au support.

Cela semble cohérent. Mais il faudra discuter de la précision attendue sur les 2 derniers digits mesurés par le dispositif…

Prolongement

• Modifier le script pour que la boucle while n’execute s’une seule instruction : dt = mesure_temps_A_R().
• Diriger alors les ondes emises par le circuit microbit vers un autre recepteur à US, lui même relié à un oscilloscope.
• Analyser le signal, et interpréter alors les instructions dans la fonction mesure_temps_A_R:

    broche.write_digital(0)
    time.sleep_ms(2)
    broche.write_digital(1)
    time.sleep_ms(10)

Liens

Ce mini TP peut faire partie d’une séance plus soutenue, avec le scénario proposé par la DANE de Normandie :

• voir ici (radar de recul)
• page principale avec telechargement de micro_grove.py