Pour traiter les données envoyées par le compteur Geiger, sur le conseil d’un professeur d’électronique, nous avons décidé d’utiliser une carte arduino, celle-ci fonctionnant entre autre avec ce type de tensions comprises entre 0 et 5V, donc pourra compter facilement les impulsions en sortie du kit.
Avec l’aide de M. Baronni, professeur d’électronique de notre lycée, nous avons réalisé une carte comprenant :
- Une carte d’acquisition de température, altitude et pression,
- Une carte d’horloge en temps réel (RTC),
- Une carte pour la mémorisation sur carte SD,
- Une carte microcontrôleur arduino,
Plus des composants électroniques spécifiques…
Représentation schématique de la carte réalisée
Nous avons programmé la carte arduino, pour obtenir un enregistrement toutes les 10 secondes.
Pourquoi ce choix ?
- En 10s, le ballon est censé se déplacer de 50m, soit un peu plus que l’erreur en altitude d’une donnée GPS (30 m). Avec un temps plus faible, nous serions donc passées en dessous de la précision de nos capteurs d’altitude entre deux mesures. Sur une minute, le ballon aurait parcouru une distance trop importante, soit 300 m, et nous aurions probablement eu trop peu de mesures.
- D’autre part, compte tenu de la surface de notre tube Geiger, 6cm², une mesure sur un temps plus court n’aurait pas permis à basse altitude, de détecter suffisamment de particules pour être fiable. En effet, d’après nos recherches le flux de particules cosmiques descend nettement en dessous de 1 particules/s/cm² en dessous de 10 km. Nous aurions alors eu beaucoup trop de valeurs nulles au cours de nos mesures.
Comment fonctionne le microcontrôleur ?
À l’aide du nombre d’impulsions reçues pendant 10 secondes, le microcontrôleur calcule la fréquence des particules détectées sur ces 10 s, soit N/10, la stocke sur la carte mémoire et se remet à zéro. Et ainsi de suite. Le principe est assez simple.
Il nous a fallu des bibliothèques pour inclure directement les ressources (pression, altitude, température…) aux différents modules cités ci-dessous. Ces bibliothèques nous ont permis de gagner du temps (et simplifier le programme). Une fois les modules utilisés en notre possession il ne restait plus qu’à coder le programme pour chacun des modules.
Pour traiter les données envoyées par le compteur Geiger, sur le conseil d’un professeur d’électronique, nous avons décidé d’utiliser une carte ARDUINO.
Lorsqu'une particule est détectée par le compteur Geiger, celui-ci délivre une impulsion de 5 volts. Le microcontrôleur de la carte Arduino permet de compter cette impulsion puisqu’il fonctionne avec la même tension.
À l’aide d’un professeur d’électronique de notre lycée, nous avons réalisé une carte comprenant :
- Une carte d’acquisition de température, altitude et pression,
- Une carte d’horloge en temps réel (RTC),
- Une carte pour la mémorisation sur carte SD,
- Une carte microcontrôleur Arduino,
- Plus des composants électroniques spécifiques…
Nous avons programmé la carte Arduino à l’aide de M. Baroni, professeur d’électronique, pour obtenir un enregistrement toutes les 10 secondes. À l’aide du nombre d’impulsions reçues pendant 10 secondes, le microcontrôleur calcule la fréquence des particules détectées sur ces 10 s, soit N/10, la stocke sur la carte mémoire et se remet à zéro. Et ainsi de suite.
Le principe est assez simple.
Il nous a fallu des bibliothèques pour inclure directement les ressources (pression, altitude, température…) aux différents modules expliqués ci dessous. Ces bibliothèques nous ont permis de gagner du temps (et simplifier le programme).
Sur la carte Arduino, différents modules ont été liés. Des modules pour mesurer la pression, l’altitude et température et aussi un microprocesseur et un module carte SD afin de stocker les informations. Nous aurions pu utiliser d’autres modules pour l’expérience mais ce n’était pas nécessaire. Voici les différents modules accompagnés de leur entrée et sortie.
Une fois les modules utilisés en notre possession il ne restait plus qu’à coder le programme pour chacun des modules.
Alors déjà, il fallait indiquer les entrées et les sorties afin que seuls les modules intéressés soient saisis.