Utiliser une sonde de Pitot à l'aide d'un Yocto-0-10V-Rx

Utiliser une sonde de Pitot à l'aide d'un Yocto-0-10V-Rx

Il a quelques années, nous avions expliqué comment réaliser un anémomètre, mais il existe une autre solution pour mesurer la vitesse du vent: un tube de Pitot. Cette semaine, nous allons voir comment mesurer la vitesse du vent à l'aide d'un tube de Pitot pour modèle réduit et d'un Yocto-0-10V-Rx.




Il existe de nombreux articles qui expliquent en détail le fonctionnement d'un tube de Pitot mais, pour résumer, un tube (ou sonde) de Pitot est un dispositif composé d'un ou plusieurs tubes qui permettent de déterminer la vitesse d'un fluide en mesurant la différence de pression entre deux parties du dispositif. Mais, contrairement à un anémomètre, un tube de Pitot ne permet de mesurer la vitesse du vent dans une seule direction. Le tube de Pitot est souvent utilisé en aéronautique pour déterminer la vitesse du vent relatif.


Le tube de Pitot et le MPXV7002DP


On trouve depuis quelque temps des sondes de Pitot pour modèle réduit qui sont prévues pour être utilisées avec des contrôleurs de vol pour drone. Nous avons commandé chez HobbyKing le modèle HK Pilot Analog Air Speed Sensor qui contient à la fois le tube de Pitot mais aussi un capteur de pression différentiel MPXV7002DP qui permet de mesurer la différence de pression dans le tube de Pitot.

La sonde de Pitot disponible chez Hobbyking
La sonde de Pitot disponible chez Hobbyking



Le capteur de pression MPXV7002DP a trois pins utiles: deux pour l'alimentation 5V et une pin de sortie qui correspond à la différence de pression. La tension de sortie varie de 0.5V à 4.5V pour une différence de pression de -2 à +2 kPa.

Brancher le tube de Pitot sur le Yocto-0-10V-Rx


Il est possible d'utiliser uniquement un Yocto-0-10V-Rx pour mesurer la valeur de sortie du MPXV7002DP, mais il faut un peu ruser pour le branchement. On ne peut pas brancher le MPXV7002DP sur le bornier du Yocto-0-10V-Rx car ce dernier ne peut fournir que du 23V. Cependant il est possible de "piquer" le 5V sur le bus USB. Il suffit de souder deux fils sur le port 1.27mm du Yocto-0-10V-Rx. Attention: le 5V est branché directement sur la pin +5v du MPXV7002DP, mais le 0V doit être relié au bornier du Yocto-0-10V-Rx en plus du MPXV7002DP.

Le câblage du MPXV7002DP avec le Yocto-0-10V-Rx
Le câblage du MPXV7002DP avec le Yocto-0-10V-Rx



Une fois que tout est branché, il est possible de tester le fonctionnent du capteur à l'aide du VirtualHub. Avec un vent nul, l'entrée du Yocto-0-10V-Rx affiche une valeur d'environ 2.5V, et cette valeur augmente en soufflant dans le sens du tube de Pitot. Si cette valeur diminue, c'est simplement que vous avez inversé les deux tubes qui relient le senseur au tube de Pitot.

Calibrer le tube de Pitot


Maintenant que le montage est réalisé, il reste à convertir la tension, qui correspond à une différence de pression, en vitesse. Au lieu de calculer l’équation de Bernoulli, nous avons simplement utilisé les fonctions de calibration du Yocto-0-10V-Rx pour estimer la vitesse.

Le tube de Pitot et le Yocto-0-10V-Rx montés
Le tube de Pitot et le Yocto-0-10V-Rx montés



Pour calculer les 5 points de calibration, nous avons simplement fixé le tube de Pitot sur une voiture et nous avons effectué une série de mesures à différentes vitesses. Attention, pour que ces mesures soient pertinentes, il faut que la sonde de Pitot soit éloignée des turbulences générées par la voiture. Et pour diminuer l'influence du vent présent ce jour-là, nous avons effectué toutes les mesures dans les deux directions de la route.

Le tube de Pitot et le Yocto-0-10V-Rx montés au bout d'un tube
Le tube de Pitot et le Yocto-0-10V-Rx montés au bout d'un tube



Une fois la série de mesures effectuée, il reste à choisir les 5 meilleurs points de calibration et les sauver dans la flash du Yocto-0-10V-Rx. Pour sélectionner les 5 meilleurs points, il est possible de calculer la somme des erreurs ou d'utiliser notre utilitaire. Une fois que la calibration est appliquée et sauvée, le Yocto-0-10V-Rx peut être utilisé directement comme anémomètre dans n'importe quelle application qui fonctionne avec des senseurs Yoctopuce.

Une fois la calibration effectuée, le Yocto-0-10V-Rx publie directement la vitesse
Une fois la calibration effectuée, le Yocto-0-10V-Rx publie directement la vitesse



Conclusion


Pour un budget limité, il est possible de mesurer la vitesse du vent avec un tube de Pitot. Cette solution est plus simple que de réaliser son propre anémomètre mais ne mesure la vitesse que dans une seule direction.

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