Prises de vue de la nacelle

1. Prises de vue de la nacelle Cette année, nous nous lançons dans la nouveauté. Utiliser un appareil argentique revient désormais assez cher, non pas pour le prix de l’appareil (qu’il faut choisir à avancement automatique) mais pour celui aussi du développement. Nous avons décidé afin de réduire les coûts d’utiliser un appareil numérique pour enfant de nom Kidzcam (snapshot). La qualité et la taille des photos seront assez médiocres comme on le verra plus loin mais l’avantage c’est qu’il ne revient qu’à 20 €, de plus on n’a pas besoin de développer. Néanmoins à ce prix là, il faut s’attendre à quelques restrictions comme l’absence de mémoire pour les photos (si l’appareil n’est pas continuellement alimenté en tension !) L’autre gros avantage : masse 52 g Du Lycée Georges Duby (Luynes) Année 2005/2006

2. L’appareil digital numérique • Les caractéristiques de l’appareil • Des problèmes de mémoire • Un interrupteur pour un autre • Temps entre 2 pauses • Timer utilisé • Test et réglage du timer • Adaptation à l’appareil digital • Adaptation de la période • Montage final • Protection contre le froid • Le méga problème • Une solution à proposer ? Si vous voulez vous rendre directement à un chapitre qui vous intéresse, vous n’avez qu’à cliquer dessus. Par ailleurs, si vous voulez revenir à la page précédente, vous n’avez qu’à cliquer sur l’icône en bas à droite. Si vous voulez aller à la page suivante, cliquer avec la souris sur la diapo ou glisser la souris en bas à gauchevous n’avez qu’à cliquer sur l’icône en forme de triangle et sur « suivant ».

3. Caractéristiques de l’appareil Cet appareil numérique (pour enfant) est conçu pour fonctionner par l’intermédiaire du cable usb avec un générateur de tension continue 5V (ou avec 2 petites piles 1,5 V mais alors la capacité des celles-ci ne permet pas d’utiliser et stocker les photos longtemps, de plus sous cette tension l’appareil s’éteint automatiquement au bout de 30 s !). 5 V est la tension d’alimentation que peut fournir Kiwi (fonctionnant avec 3 piles plates 4,5V en série de meilleures capacités). Dans la nacelle, l’appareil sera connecté à un des générateurs 5V de Kiwi. Lors des tests on pourra utiliser la connexion usb ou une pile plate de 4,5V pour alimenter l’appareil Avec le câble usb, pour une valeur de la tension U = 5V Il passe une intensité I = 5,5 mA fournie par le générateur de l’ordinateur. La puissance consommée est donc relativement faible : P = U*I = 5* 5,5 = 27 mW Ce qui nous permet de penser que si on retrouve la nacelle dans les semaines qui suivent le voyage, les données seront conservées. Les petites piles ne seront pas utilisées. Le câble usb devra alors être facilement accessible sur la nacelle et le générateur de Kiwi ne devra pas être coupé avant téléchargement des photos. 38

4. Des problèmes de mémoire … L’appareil ne possède pas d’interrupteur général pour le mettre en marche, on a cru que c’était simplement le cache de l’objectif qui faisait cet office mais non il n’y a même pas d’interrupteur sur ce type d’appareil ! Il faut néanmoins laisser le cache de l’objectif ouvert ou carrément l’enlever(ce que le prof a fait accidentellement en le laissant tomber par terre). A la récupération de la nacelle, avant de débrancher l’appareil du générateur de Kiwi, il suffira de remettre des piles, la mémoire est sauvegardée au moins 2 mn avec des piles neuves…ou plus simplement de brancher la prise usb sur l’ordinateur. Sur la notice il est indiqué que la mise hors tension a lieu automatiquement au bout de 30s sans alimentation. L’écran à cristaux liquide s’éteint mais la mémoire est alimentée pendant ce court délai. Il suffira alors de brancher le câble usb sur l’ordinateur pour récupérer les photos grâce au logiciel fourni par le fabricant. 38

5. Un interrupteur pour un autre … Le déclenchement de l’appareil se fait par l’intermédiaire d’un bouton poussoir qui est tout simplement un interrupteur mécanique qui actionne un interrupteur électrique. Les images montrent les branchements effectués. Après démontage, on soude 2 fils comme le montre la dernière image puis on remonte le tout. L’interrupteur poussoir fonctionne encore mais on peut aussi maintenant déclencher la photo en mettant en contact les 2 fils. 38

6. Temps entre 2 pauses … Le voyage de la sonde météo dure à peu près 3 h soit 180 mn. Il existe plusieurs modes de fonctionnement de l’appareil. Plus la qualité des photos diminue, plus on peut en prendre. Le mode 19 photos haute qualité est insuffisant (photos peu nombreuses). La qualité pour le mode 50 photos est à pleurer ! Nous avions choisis le mode intermédiaire de 38 photos possibles sur mode Hd sur 60Hz mais la sélection se réalise par contact tactile impossible à atteindre si on désire isoler thermiquement l’appareil et là pas moyen d’entrevoir une soudure pour tirer des fils ! Et qu’on on branche l’alimentation de l’appareil il se règle par défaut sur le mode 19 photos. Il nous faut donc trouver un moyen de prendre une photo toutes les 4,5 mn, on aura alors environ des photos pendant 85 mn de vol, l’altitude atteinte sera pour la dernière prise de vue si le ballon s’élève de 5,0 m/s de l’ordre de 20000 m. . Sachant que 2 s minimum sont nécessaires « pour recharger» l’appareil entre 2 photos dans cette configuration. 38

7. Timer utilisé Le moyen retenu pour réaliser ces photos à intervalle de temps donné est un timer (ou minuterie) qui a pour nom Kit MK111. Il faut alors faire attention lors du soudage aux polarités des différents dipôles asymétriques (puce, condensateurs, diodes, del), heureusement tout cela est très bien indiqué sur la notice 38

8. Test et réglage du timer Le timer (interrupteur magnétique actionné par un relais intégré) a été testé avec une ampoule et une pile pour vérifier la durée de la fermeture et la durée de l’intervalle entre 2 fermetures de l’interrupteur. Remarque : le générateur de 12V (13 quand les piles sont neuves) sera obtenue à partir de piles de type LR03 associées en série. On peut se le permettre pour des questions de légèreté et car la minuterie n’a besoin de fonctionner que 90 mn ou 3 heures si on double la période des photos. Les branchements au niveau du timer sont les suivants : 38

9. Adaptation à l’appareil digital L’ampoule, associée à sa pile, est échangée pour l’appareil photo numérique. 38

10. Vérification photographique Le test a été effectué, pour 19 photos, avec un intervalle de temps entre 2 photos de 70 s (intervalle pouvant être réglé avec un rhéostat sur le timer). Vues de l’extérieur : Prise photo 14 (comptée à rebours) Prise photo 13 Fin Prise : reste 0 photo : 22 mn = 1320 s Pour 19 photos soit une photo toutes les 70 s 38

11. Adaptation de la période Prendre une photo toutes les 4,5 mn est impossible vu que la résistance maximale réglable à l’aide du potentiomètre conduit à une période T = 70 s. Il faut donc l’adapter comme indiquée sur la photo. La résistance réglable (PAUSE) de 1MW est remplacé par un fil et une résistance voisine de 2,7 MW. 38

12. Montage final Un générateur constitué de 8 piles1,5V en série alimentent en énergie le timer. La résistance de 2,7 MW permet de prendre une photo toutes les 4,5 mn. L’appareil photo sera réellement relié à un générateur 5V de Kiwi par 2 fils tirés de la prise usb. L’appareil est réglé sur le mode 18 photos

13. Protection contre le froid L’appareil photo a de fortes chances de ne pas résister aux températures extrêmes lors du voyage (jusqu’à -50 °C). En fin de notice, on peut lire « ne jamais ranger l’appareil dans des environnements à basse température, ni l’exposer à un environnement comportant de fortes secousses !!! ». Le prof l’a laissé tomber une fois, il a tenu, il tiendra encore ! On prendra donc soin de bien l’isoler de l’extérieur (on a utilisé une coque d’appareil jetable sous marin et une isolation par couverture de survie achetée chez Decathlon) sans garantie de résultats. sans isolation par couverture de survie 38

14. Le méga problème Re.Viens (nom de la nacelle d’une des classes) risque fort d’être aveugle ! La tension délivrée par la prise usb reliée à l’ordi est de l’ordre de 4,8 V et l’intensité fournie de 5 mA. Ce qui correspond bien aux premiers tests. Mais avec une pile, c’est une véritable catastrophe ! Quand elle est neuve , elle débite une intensité de l’ordre de 60 mA ! Que dire lorsqu’elle commence à être usée ! (voir photo) 38

15. Une solution à proposer ? Dans ces conditions, inutile d’espérer récupérer des photos ! A la fin d’une journée, plus rien avec une pile neuve de 4,5V. La ram qui stocke les photos fonctionne bien pour une tension pouvant baisser jusqu’à 3 V approximativement. Alors même si on pompe l’énergie sur les 3 piles série de Kiwi, ca ne tiendra pas assez longtemps 38