Découvrir la technologie pour les enfants/Faire des expériences scientifiques avec un téléphone mobile
Les téléphones mobiles possèdent des capteurs qui permettent de mesurer des grandeurs physiques. Le téléphone détecte ainsi le mouvement, la lumière, le champ magnétique, etc. On peut donc avec ces capteurs faire des mesures scientifiques en utilisant des applications comme Phyphox. Il est à présent important que les enseignants utilisent ces matériels pour rendre évidente la manipulation des technologies ambiantes par les élèves.
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Science et téléphone mobile |
Les capteurs du téléphone mobile
[modifier | modifier le wikicode]On peut trouver différents capteurs sur les téléphones mobiles mais le nombre de capteurs présents ou utilisables pour faire des expériences varie suivant la marque et le modèle. Les capteurs possibles sont les suivants:
- ◆ l’accéléromètre ◆ le gyroscope ◆ le baromètre ◆ le capteur de lumière ◆ le magnétomètre ◆ le microphone ◆ l'appareil photo ◆ le GPS ◆ le capteur de proximité
- ◆ le capteur de pression ◆ le capteur de température ◆ le capteur d'humidité
- Une liste de mobiles avec leurs capteurs se trouve ici.
- Le capteur « Accélération »
Le capteur du téléphone est un très petit système mécanique qui mesure l'accélération gravitationnelle comme une force agissant sur une masse échantillon.
- « accélération avec g » : Ce capteur indique l'accélération terrestre de 9,81 m/s² lorsque le téléphone est au repos.
- « Accélération sans g » : L'accélération physique est nulle lorsque le téléphone est au repos ou quand il se déplace à une vitesse constante. On soustrait ici l'accélération constante. On a donc zéro lorsque le téléphone n'est pas accéléré.
- Le Gyroscope
Ce capteur donne la vitesse angulaire du téléphone en rad/s .
- Le capteur magnétomètre
Le magnétomètre est assez sensible car il est conçu pour mesurer le champ magnétique terrestre afin de servir de boussole.
Il ne faut pas exposer le mobile à des champs magnétiques puissants car cela pourrait magnétiser certaines parties du téléphone. La fonction boussole du téléphone serait alors bloquée. Cependant, la plupart des téléphones recalibreront la fonction boussole après un certain temps.
Pour utiliser les capteurs, des interfaces utilisateurs existent comme par exemple: PhyPhox, Physics Toolbox ou PhoneLabs.
L'application Phyphox
[modifier | modifier le wikicode]Phyphox est gratuit et peut être téléchargé sur Android (smartphone) à partir de Google Play ou sur iOS (iphone) à partir de App Store.
Quand on ouvre Phyphox, on voit apparaître les capteurs utilisables. On peut alors lancer une mesure avec un des capteurs.
Quand la mesure est faite, on peut enregistrer le fichier par exemple au format Excel puis si on le souhaite, on peut exporter le fichier avec les résultats vers un ordinateur (par exemple par transfert de fichier ou bien par courriel).
Exemples d'expériences
[modifier | modifier le wikicode]On trouve des exemples d'expériences sur internet :
- https://phyphox.org/wiki/index.php/Category:Built-in_experiments
- https://www.smartphysicslab.org/resources.html
- Activités expérimentales de physique avec smartphone au lycée : des activités expérimentales qui utilisent le smartphone comme outil de mesure de base, soit avec l’application phyphox, soit avec l’application Motion Shot, toutes deux gratuites et téléchargeables sur les différents modèles.
- une conférence sur Youtube par Julien Bobroff où il mesure la vitesse du son avec 2 smartphones.
Notes
[modifier | modifier le wikicode]- interfaces utilisateurs:
- PhyPhox (Allemagne),
- Physics Toolbox (USA)
- PhoneLabs (Australie).
- pour télécharger Phyphox : https://phyphox.org/
À lire
[modifier | modifier le wikicode]- Comment mettre de l’école dans le smartphone ? , Joël Chevrier, Université Grenoble Alpes (UGA), theconversation.com , 19 juin 2018
- Teaching experimental science in a time of social distancing , Julien Bobroff , Frédéric Bouquet , Ulysse Delabre, theconversation.com , 27 mai 2020
Annexe
[modifier | modifier le wikicode]- voir une liste de mobiles avec leurs capteurs ici.
- exemple de capteurs sur un Samsung A51
- type = SM-A515F (Samsung)
- remarque: il y a différents types de mobile A515F et les caractéristiques des capteurs sont donc variables suivant le mobile.
- sur ce mobile, il n'y a pas de capteur de pression, pas de capteur de température, pas de capteur d'humidité
- capteurs présents:
- ■ Accéléromètre
- type: LSM6DSL / marque: STM /
- Range 78 m/s² / Résolution 0.0024 m/s² / Fréquence 506.8 Hz / Moyenne 9.776 m/s² / Écart-type 0,023 m/s²
- ■ Accélération (sans g)
- type: Samsung Linear Acceleration Sensor / marque: Samsung Electronics
- Range 78 m/s² / Résolution 0.0024 m/s² / Taux 126.7 Hz / déviation standard 0.033 m/s²
- ■ Gyroscope
- type: LSM6DSL Gyroscope / marque: STM /
- Range 17.5 rad/s / Resolution 0.00061 rad/s / Rate 506.8 Hz / déviation standard 0.0047 rad/s
- ■ Magnétomètre
- type: AK09918 Magnetometer / marque: Asahi Kasei Microdevices
- Range 2000 µT / Résolution 0.060 µT / Rate 126.7 Hz / déviation standard 0.47 µT
- ■ capteur de lumière
- type: TCS3701 Light / marque: AMS, Inc.
- Range 60000 lx / Résolution 1.0 lx /
- ■ Capteur de proximité
- type: Ear Hover Proximity Sensor (ProToS) / marque: Samsung Electronics.
