Mesure de vitesse à l'aide d'une souris

I - objectif

Cette expérience a pour objectif de montrer qu'il est possible de mesurer la vitesse de déplacement d'une souris en faisant un traitement correct des signaux issus de ses fourches optiques.
Pour ce travail expérimental il sera nécessaire de reprendre des résultats du TP sur la mesure de distance avec une souris

II - premier travail expérimental

II - 1 - Mise en forme des signaux
La mise en forme des tensions issues d'une fourche optique de la souris a déjà été étudiée dans l'expérience sur la mesure de distance. Cette partie ne sera donc pas à refaire.

II - 2 - Etude du convertisseur Fréquence à Tension
Le montage est câblé sur la carte de traitement des signaux. Son entrée est repérée par Horloge et sa sortie par VSF.
a) A l'aide d'un générateur de fonctions et d'un oscilloscope, élaborer une tension VG(t), évoluant entre 0 et 5V, de forme rectangulaire et de fréquence 10Hz. Si le générateur possède une sortie TTL, celle-ci pourra être utilisée.
b) Appliquer cette tension à l'entrée Horloge de la carte traitement, et placer un voltmètre afin de mesurer la tension VSF.
c) Pour une fréquence d'entrée allant de 10Hz à 200Hz, relever la tension VSF. Prendre au moins 10 points de mesure.

III - Exploitation des premiers résultats

a) A l'aide d'un logiciel de votre choix tracer VSF en fonction de la fréquence.
b) Pour quel domaine de fonctionnement le convertisseur a-t-il un comportement linéaire, c'est à dire proportionnalité entre la fréquence d'entrée et la tension de sortie ?
c) On remplace à présent la tension VG par la tension VE1 présente sur la carte. La fréquence de VE1 est une image de la vitesse de déplacement de la souris. A quelle vitesse maximale peut-on déplacer la souris pour rester dans le domaine linéaire du convertisseur fréquence / tension.
d) Etablir une relation entre, la tension de sortie du convertisseur, et la vitesse de déplacement de la souris. Pour ce faire, on devra s'aider des données recueillies lors de l'expérience sur la mesure de distance.

IV - Deuxième travail expérimental

a) Déconnecter le GBF de la carte de traitement.
b) Appliquer le signal de la borne E1 à l'entrée Horloge
c) Placer une interface d'acquisition pour mesurer VSF
d) Tracer sur une feuille deux traits séparés de 200mm.
e) Déplacer la souris d'un trait à l'autre à une vitesse lente, mais pas forcément constante, en chronométrant le temps mis. Faire simultanément l'acquisition de la tension VSF. Cette manipulation est délicate et nécessitera peut-être plusieurs essais.

V - Exploitation des mesures de la deuxième expérience

a) Copier dans un tableur les mesures de VSF, mais uniquement pendant le temps de déplacement de la souris.
b) Chaque valeur de la tension VSF représente la vitesse à un instant donné de la souris. C'est ce qu'on appelle la vitesse instantanée. A l'aide de la formule établie au III-d, faire calculer au tableur la vitesse instantanée de la souris correspondant à chaque valeur de VSF.
c) Demander au tableur de calculer la moyenne des vitesses instantanées, et comparer cette valeur à la vitesse moyenne qu'a mis la souris pour parcourir les 200mm. On rappelle que la vitesse moyenne est la division de la distance parcourue par le temps de parcours.
Conclusion.