Educaduino Lab - Loi de Mariotte

Principe

La manipulation consiste à vérifier la loi de Mariotte (à température et à quantité de matière constantes) :

\[\boxed{P \times V = \rm Constante}\]

Capteur MPXHZ6400A

Le MPXHZ6400A est un capteur analogique de pression absolue (20 kPa à 400 kPa - 5V).

Capteur MPX6400A Educaduino LAB

Schéma électrique (source : Freescale Semiconductor, Inc.)

Caractéristiques (source : Freescale Semiconductor, Inc.)

Calcul de la pression

La mesure de pression (en kPa) est donnée par la relation pour une alimentation de 5 V :

\[\boxed{P = \dfrac{P_{max}-P_{min}}{V_{max}-V_{min}} \times (v_{out}-V_{min}) + P_{min}}\]

Soit :

\[P = \dfrac{400-20}{4,8-0,2} \times (v_{out}-0,2) + 20 \quad\implies\quad \boxed{P \approx 82,6\times (v_{out}-0,2) + 20}\]

Note

Dans la bibliothèque Educaduino, l’expression de la pression n’est pas en accord avec la documentation technique !

\[P = \dfrac{400-20}{5-0} \times v_{out} + 20 \quad\implies\quad \cancel{P\approx 76\times v_{out} + 20} \qquad {\rm(kPa)}\]

Montage

Le montage est composé d’une carte Educaduino Lab, d’un capteur de pression Educaduino (MPXHZ6400A / 20 kPa à 400 kPa) et d’une seringue.

Mesure d’une pression avec Educaduino Lab

Programme Arduino

 1/*
 2 * Mesure d'une pression absolue
 3 * Capteur Educaduino 20 kPa à 400 kPa
 4 * branché sur la broche A9
 5 */
 6
 7#define brocheCapteur A9      // Numéro de broche connectée au capteur
 8#include <LiquidCrystal.h>    // Librairie de gestion de l écran LCD
 9
10LiquidCrystal lcd(12, 11, 5, 4, 3, 2);  // Déclaration de l écran LCD
11
12
13float tension ;               // Tension mesurée
14float pression ;              // Pression mesurée
15
16void setup() {
17  lcd.begin(16, 2);           // Paramétrage de l ecran LCD
18
19}
20
21void loop() {
22  tension = analogRead(brocheCapteur)*5.0/1023 ;   // Lecture de la tension
23  pression = 82.6*(tension-0.2) + 20 ;               // Calcul de la pression en kPa
24  lcd.clear();                                     // Début affichage
25  lcd.setCursor(0,0);
26  lcd.print("Pression en kPa");
27  lcd.setCursor(0,1);
28  lcd.print(pression);                             // Fin affichage
29  delay(1000);
30}

Résultats

V (mL)

12

11

10

9

8

7

6

5

4

P (kPa)

96,5

105

114

124

136

152

171

194

227

Ces mesures ne tiennent pas compte du volume additionnel dans le tube et le capteur !