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ADXL335 3 Axes Gamme : ± 3g linéarité : 0.3 % Sensibilité : 300 mV/g Alimentation : 3 à 5 V Consommation faible : 350 µA Sortie (environ) : 0 V à - 3g 1.65 V à 0 g 3.3 V à 3 g |
Des capteurs mécaniques minuscules : les MEMS
Notre
accéléromètre 3 axes est minuscule c'est un
MEMS (Microelectromechanical systems).
Aujourd'hui ils sont partout : dans notre smartphone, les manettes de jeu, l'automobile...
Leur mécanisme gravé dans le silicium est microscopique. Sur la photo on peut apercevoir les ressorts , la masse mobile, le condensateur de capacité variable en forme de peigne.
Les lois physiques utilisées sont :
- F = ma (PFD)
- F = kx (k : raideur x: allongement du ressort)
Le déplacement de la masse mobile fait varier la capacité du capteur. L'électronique intégrée dans le capteur transforme cette variation en une tension proportionnelle à l'accélération...
Test de notre accéléromètre
Le capteur choisi pour l’accéléromètre nous permet de mesurer 3 axes : vertical (z), et deux horizontaux (x, y).
Nous allons simplement utiliser l’axe vertical pour savoir exactement, la hauteur à laquelle se trouve notre ballon lors de son éclatement (brusque chute de Az). Avec un peu de trigonométrie nous pouvons aussi déterminer l'inclinaison de la nacelle par rapport à l'horizontale. Cela permet de se faire une idée de la vitesse du vent latéral.
Lors de notre série de mesure nous avons pu constater que l'angle mesuré et l'angle calculé à l'aide de l'accéléromètre étaient très proches (1 à 2 ° d'écart). Ce qui prouve la bonne linéarité de notre capteur.
Sensibilité de notre capteur
Nous connaissons assez précisément l’accélération due à la gravité de notre planète : elle vaut 1 g soit 9.81 m.s-2
Le
constructeur nous annonce une sensibilité moyenne de 300 mV/g.
Selon
le capteur elle peut être comprise entre 270 mV/g et 330 mV/g.
Nous avons déterminé la sensibilité de notre capteur ainsi :
- A 0° Az = 1 g, on mesure Vz(0°) = 1.93 V
- A 90° Az = 0 g, on mesure Vz(90°) = 1.60 V
- s=dV/da = (1.93-1.6)/ 1 = 330 mV/g
La tension Vz(90°) est la tension d’offset V0Z: notre capteur fonctionne entre
- +3g (pour une tension théorique de 1.60+3*0.330 = 2.59 V)
- et -3g (pour une tension théorique de 1.60-3*0.330 = 0.61 V).
- formule : Vz = s*Az + V0Z
D’après le constructeur la tension d’offset peut légèrement varier selon l’axe considéré.