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Les capteurs extéroceptifs

Cours du 27/11/02

Retour à la première partie du cours : présentation ; capteurs environnementaux ; notion d'onde.

IV - Ondes sonores

- Ondes sonores
- Etre humain et son
- Capteur sonore 1 : microphone
- Capteur sonore 2 : volume sonore
- Ultrasons
- Effet Doppler en ultrason

1 - Ondes sonores

Définition :

Les ondes sonores sont des variations de pression qui se propagent dans un milieu compressible (air, eau) à une vitesse qui dépend du milieu.

-> Les capteurs doivent traduire ces variations de pression.

Etre humain et son

L'être humain est une source sonore, volontaire ou involontaire.

C'est aussi un obstacle réflexif par rapport à la propagation des sons.

2 - Capteur sonore 1 : microphone

Principe : il en existe de deux types.

- Micro à électret, construit comme un condensateur à plaques
- Micro à bobine ou électrodynamique, construit comme l'inverse d'un haut-parleur

Caractéristiques

Capteur à fort débit / temps réel

Microphone        Micro

Types de micro

- Micro omnidirectionnel

Micro omnidirectionnel

- Micro directionnel

Micro directionnel

Portée très variable

Mise en oeuvre

Il faut un ampli + carte son, qui peut être indépendante d'un ordinateur.

Applications artistiques

Prise d'ambiance sonore / restitution à distance.
Réaction à un son précis.

Exemple : le Silophone ( Interférences 2000).

Silophone

3 - Capteur sonore 2 : volume sonore

Principe

- Récupérer le signal issu d'un micro.
- Faire une détection d'enveloppe avec un montage électronique adapté.

Enveloppe_du_son

Caractéristiques

Capteur + lent.

4 - Ultrasons

Principe

Il s'agit d'une imitation de la chauve-souris. Nécessité d'une émission régulière d'ultrasons.

Emetteur-recepteur_ultrason    Transducteur_ultrason

Détection des obstacles : l'attente de l'écho est proportionnelle à la distance.

Utilisation artistique

- Mesure de distance
- Mesure de vitesse
- Détection de présence
- Détection de mouvements

Les capteurs ultrason sont en général utilisés pour situer un corps non émetteur d'US, mais peuvent être utilisés pour capter des US émis extérieurement : chocs métalliques, chauve-souris...

Caractéristiques des mesures et limitations

- Cône de réceptivité
- Précision
- Portée (3 à 10 m)
- Matériaux réfléchissants / absorbants
- Interférences
- Parasitage (percussions métalliques, systèmes pneumatiques)
- Bruit

Mise en oeuvre

- Choix du capteur
- Multi / Simple écho
- Micro-contrôleur indispensable

Limitations du capteur à ultrasons

- Expérience 1 : mesure
- Expérience 2 : sources d'ultra-sons parasites
- Expérience 3 : mesures trop rapprochées
- Expérience 4 : obstacles parasites

5 - Effet Doppler en ultrasons

Principe

Utilisation artistique

Mesure de vitesse uniquement

Précaution

Aucun autre capteur à ultra-sons dans la même pièce