LEPLA

1. Système d'acquisition

Par « la technologie tenue dans la main » nous voulons dire par cela des interfaces d'acquisition portables et compactes avec des sondes compatibles, commandées près à être utilisées ainsi que les calculatrices graphiques programmables. Cette technologie constitue des systèmes d'acquisition de données complets. La technologie tenue dans la main combine la simplicité et le caractère démonstratif de l'exécution traditionnelle avec l'efficacité et la modernité de l'équipement automatisé. L'accès immédiat aux outils mathématiques signifie que l'analyse sophistiquée devient une partie normale de la physique des étudiants. Des étudiants plus avançés peuvent apprendre la programmation et développer leurs propres procédures expérimentales.

Capteur

Interface d'acquisition

Calculatrice graphique

Eléments:

capteur - Pour interagir avec l'environnement
interfaced'acquisition - pour collecter et stocker des infomations.
calculatrice graphique - pour analyser afficher des données.
Matériel auxiliaire et logiciel - pour contrôler et transmettre les données.

Les sondes enregistrent les signaux après réception des commandes de la calculatrice par l'interface. Les mesures peuvent être des tensions, des intensité de courant, des pressions acoustiques, des intensité de champ magnétique, de lumière, des distance ou d'un certain nombre d'autres grandeurs physique. Chaque mesure est convertie en tension qui est alors transmise de nouveau à l'interface. L'interface stocke les valeurs de tension et peut les convertir linéairement, statistiquement ou en établissant des dérivés par rapport au temps. Celles-ci sont envoyées à la calculatrice, une fois demandées. Les programmes simples ont élaborés pour une expérience particulière et stocké de manière permanente dans la mémoire de la calculatrice. Laissez l'étudiant tracer des graphiques et faire l'analyse des données. De cette façon l'étudiant apprend toutes les étapes typiques pour les systèmes numériques avançés : calibrage, choix des paramètres de prélèvement, gamme de mesure et méthodes d'analyse : ajustements de courbe, statistiques, évaluation des erreurs, traçage, etc.

2. Procédure d'acquisition de données

   1. Charger l'application d'acquisition de données dans la calculatrice.
   2. Choisir la sonde (s) à employer et les relier à l'interface.
   3. Régler les paramètres d'acquisition.
   4. Effectuer l'acquisition.

Avant de commencer l'expérience on devrait avoir téléchargé l'application appropriée en utilisant le logiciel de transfert d'un PC dans la calculatrice graphique. Ceci peut être fait en utilisant le câble GraphLink et le logiciel de Ti-Connect. L'analyse de données peut être commencée immédiatement aprés l'acquisition des données ou remise à plus tard.Le même procédé d'enregistrement de données se répète identique pour toutes les expériences de physique du site LEPLA.

Calculatrices graphiques TI
Les calculatrices graphique utilisées dans LEPLA sont de deux catégories :

TI84 ou TI84 Plus, TI-83 Plus ou TI-83SE, TI-83.
TI-89 ou TI-89 Titanium, Voyager2000, TI-92plus.

Les deux catégories ont différents logiciels d'exploitation et exigent différentes applications logicielles de calculatrice, mais leur exécution et les dispositifs généraux sont tout à fait semblables. Un guide détaillé comment utiliser les calculatrices graphique est fourni dans chaque module de LEPLA.

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Matériel auxiliaire.
IIl y des différents types de connection possibles entre une calculatrice et un ordinateur :

Câble argenté GraphLink – port USB.
Câble GraphLink gris pour port série (PC et Macintosh).
Câble GraphLink noir pour port série
(seulement pour PC).
Les nouvelles générations de calculatrices (TI84) offrent une connection USB directe entre les périphériques.

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Interfaces (CBL, CBL2, LabPro, CBR ou CBR2).
L'interface convertit le signal analogue en sa forme numérique. Les CBL, les CBL2 et le LabPro sont tout à fait semblables et peuvent être échangés dans la plupart des cas. Ils diffèrent dans le coût et l'exécution.

CBL n'est plus disponible dans le commerce de Texas Instruments mais il est encore disponible dans beaucoup de laboratoires d'enseignement. Il a une résolutions de 10 bits, 3 entrées analogiques, 1 entrée sonique, un affichage à cristaux liquides une entrée sortie digitale, aucune mémoire INSTANTANÉE.
CBL1 remplacé par CBL2 est fabriqué par Texas Instruments. Il a une résolutions de 11 bits, 3 entrées analogiques, 1 entrée sonique, une entrée sortie digitale, une mémoire INSTANTANÉE, aucun affichage d'affichage à cristaux liquides
LabPro est fabriqué par Vernier. Il a une résolutions de 12 bits, 4 entrées analogiques, 2 entrées soniques, une entrée sortie digitale, mémoire INSTANTANÉE, aucun affichage d'affichage à cristaux liquides.
CBR remplacé par CBR2 est une interface spécialisée combinée avec le capteur ultrasonique de distance.

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Capteurs
La tension, le courant, le bruit, le champ magnétique, la position, la pression, la force, l'intensité de la lumière, la distance, la température et beaucoup d'autres grandeurs physique peuvent être enregistrées en utilisant des sondes spécialisées. Toutes les sondes sont pré-calibrées mais peuvent être recalibrées par l'utilisateur.
La plupart des sondes utilisées avec des expériences de LEPLA sont les sondes analogiques linéaires disponibles comme équipement développé pour les calculatrices graphique TI. Toutes les sondes fournies avec le logiciel de Vernier peuvent être utilisées pour réaliser les expériences de LEPLA, mais également beaucoup d'autres sondes linéaires peuvent être utilisées (fourni avec un calibrage approprié selon le logiciel utilisé).
Il y a également quelques sondes numériques disponibles, comme le sonar (détecteur de mouvement) ou les sondes non linéaires (comme la sonde de la température). Le sonar combine la source et le récepteur des ondes acoustiques. Cette sonde numérique doit être reliée au port SONIQUE du CBL/du LabPro.

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Logiciel auxiliaire de la calculatrice et d'ordinateur.
Il y a trois genres de logiciel pour calculatrice :

Programmes simples faits par des utilisateurs (librement disponibles sur Internet).
Programmes universels de norme (freeware) : Physique vernier, DataMate, garde forestière, la Science.
Logiciel disponible dans le commerce : LoggerPro (pour LabPro seulement).

Il y a également des programmes de communication pour transférer des données entre le PC et la calculatrice : GraphLink, Ti-Connect l'analyse de données, analyse graphique Ti-Interactive et vernier, LoggerPro.

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