TP : Radar de récul - capteur ultra sonique

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Chap. 12 : Radar de recul
TRANSPORT
Physique
Chimie
Document 1 : http://www.fiches-auto.fr/
Le radar de recul est un système utilisé dans l'industrie automobile pour améliorer la visibilité à l'arrière du véhicule. Ce
type de radar fonctionne sur le même principe qu'un radar classique, sans toutefois utiliser le même types d'ondes. Le
modèle Classe S W140 de Mercedes-Benz fut le premier modèle automobile à utiliser la technologie du radar de recul,
pour l'aide au stationnement.
Les c om po sa n ts d u sy s tèm e
Alors qu'un radar classique utilise des ondes radio, le radar de recul se caractérise par l'utilisation d'ondes sonores. Le radar
de recul se compose de quatre capteurs, ou plus selon le modèle du véhicule. Il est également composé d'une centrale
électronique et d'un avertisseur sonore, qui peut dans certains cas sont accompagnés d'un élément visuel.
Le pr i nc i pe
Les capteurs fixés sur le radar sont régis par le principe des ondes ultrasons dans l'air. Celles-ci sont réfléchies lorsqu'elles
rencontrent un obstacle. Les capteurs sont par ailleurs fixés sur le pare-chocs arrière, dans le but de de transmettre des
impulsions ultrasoniques par salves. Les ondes réfléchies par l'obstacle sont ensuite reprises par les capteurs, puis la
centrale électronique incorpore ces signaux. Elle mesure ensuite le temps de réaction, ainsi que la vitesse de propagation
du son dans l'air, puis calcule la distance entre le véhicule et l'obstacle.
Lorsqu'un obstacle est présent, un écho est rapporté au transducteur, qui arrête le chronomètre dès qu'il reçoit ce signal.
Le radar est activé de façon automatique ou manuelle, dès le passage en marche arrière. Il devient de plus en plus continu
au fur et à mesure que le véhicule se rapproche de l'obstacle.
Aujourd'hui, de nombreux véhicules sont équipés d'un radar de recul, parfois complété d'une caméra de recul. Il serait
néanmoins plus correct d'appeler ces radars des sonars, car ils sont régis par des ondes sonores.
QUESTIONS :
1) Quelle est la nature de l’onde utilisée dans le radar de recul de la Mercedes-Benz ?
2) Est-ce une onde transversale ou longitudinale ? Justifier.
3) Quel doit-être le domaine des fréquences utilisées pour cette onde sonore ?
4) Quelle est la vitesse en m/s de propagation dans l’air de cette onde ?
5) Pour déduire la distance de l’obstacle quel phénomène physique est mis en jeu ?
- L’absorption de l’onde par l’obstacle
- La réflexion de l’onde par l’obstacle
- La transmission de l’onde à travers l’obstacle
6) Représenter un schéma de principe.
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7 avril 2015
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Document 2 : Matériel par poste
1 émetteur ultrasonique ;
1 câble BNC-IP2X ;
1 récepteur ultrasonique ;
1 câble BNC-BNC ;
1 cale obstacle ;
1 oscilloscope ;
1 grande règle ;
Scotch ou élastique
Document 3: Réglage de l’oscilloscope :
- Brancher le câble BNC/BNC entre le « signal de sortie » de l’émetteur ultrason sur la voie CH I de
l’oscilloscope.
- Brancher le câble BNC/IP2X entre l’émetteur et la voie CH II de l’oscilloscope.
Position verticale et horizontale
Niveau de la synchro
Menu trigger
(menu de synchronisation)
Sensibilité horizontale
(base de temps)
Emetteur ultrason :
Alimentation
0V/15V
Sensibilités verticales
CH I et CH II
1
Salve
Courte
Récepteur ultrason :
- L’oscilloscope sera synchronisé sur l’entrée CH I de l’oscilloscope:
Menu « trigger » à droite, puis sélectionner la source « CH I» +(menu à gauche)
- La sensibilité horizontale (base de temps) sera réglée autour de 250 s/div suivant les signaux.
- La sensibilité verticale de CHI sera réglée entre 5 V/div.
- La sensibilité verticale de CHII sera réglée entre 10 mV/div et 100 mV/div suivant le signal.
- Pour mesurer une durée on utilisera les curseurs temps :
Menu « Curseurs », puis sélectionner le type de mesure « Temps » , puis
PROBLEMATIQUE :
1) Le constructeur vous demande d’établir une courbe d’étalonnage du capteur et d’en déduire une
relation entre la distance d de l’obstacle et la durée t de l’émission de l’onde.
Consigne :
 Indiquer votre stratégie générale pour résoudre la problématique
 Relever vos mesures et tracer un graphe.
 Valider en ayant un esprit critique *
* A l’aide de la vitesse du son, on établira la relation théorique entre d et t pour valider de manière
critique vos mesures.
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