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COSMIX, Compter les muons avec la Valise I

Cet article décrit le contenu de la Valise I, premier prototype de COSMIX a avoir circulé dans les établissements.

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Si vous êtes en possession des Valises II ou III suivez ce lien :

Le Matériel

Discriminateur

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Le comptage se fait à partir de signaux logiques produits par deux discriminateurs (un par voie) dont leur seuil a été réglé à 100mV (attention c’est 400mV pour les valises II et III), c’est à dire que chaque discriminateur génère un signal logique (TTL, tension carrée à +5V) à partir du moment où le signal analogique franchit le seuil de 100mV. Si les deux signaux logiques sont en coïncidente temporelle, un troisième signal logique est produit.







Module de comptage

L’acquisition des trois signaux logiques sortant du discriminateur se fait à l’aide d’une carte Arduino à laquelle est associé un afficheur LCD. Une sauvegarde des données peut aussi être effectuée sur une carte SD.

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Attention,

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  • L’alimentation de l’ensemble du dispositif se fait par l’intermédiaire du connecteur USB de la carte Arduino (celui-ci) doit impérativement être branché.
  • Il est cependant possible si l’on ne veut avoir accès qu’aux signaux analogiques de sortie du détecteur d’alimenter directement le module de mise en forme des signaux par le connecteur USB situé sur le côté du boitier

Deux modes de comptage

Le dispositif permet de configurer deux modes de comptage, l’un à durée illimitée ("dit infini"), l’autre à durée finie programmée à l’avance.

Configuration et pilotage de l’acquisition

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La configuration et le pilotage de l’acquisition se fait par l’intermédiaire des 5 boutons de commande présents en dessous de l’afficheur LCD.

L’appui sur le bouton Sélection permet de passer du menu Acquisition au menu Configuration.

Le rôle de chacun des 4 boutons de direction change avec le menu sélectionné.

Sélectionner le mode de comptage

Le mode de comptage à l’allumage est le mode infini. La sélection du menu mode de comptage se fait en appuyant sur le bouton Sélection. Lorsque le menu Configuration est actif, la couleur du fond de l’afficheur est cyan. Et la ligne supérieure de celui-ci doit afficher Mod :.

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La configuration, se fait à l’aide des boutons Haut et Bas pour changer de valeur, à l’aide des boutons Gauche et Droite si le mode Durée est sélectionné pour accéder au réglage de la durée.

Sur la ligne inférieure de l’afficheur, le signe indique soit le paramètre modifié par une pression sur Haut et Bas, le mode ou la décade de durée. Remarque : la durée est définie en minutes (de 1 à 9999).

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Acquisition des comptages

Lorsque le menu Acquisition est actif, la ligne supérieure de l’afficheur indique, le mode de comptage (∞ ou D pour durée) ainsi que le nom des voies de comptage (C1 pour la voie 1, C2 pour la voie 2 de C1∩C2 pour la coïncidence). La ligne inférieure donne la valeur des compteurs. Par exemple à l’allumage, le mode par défaut est ∞ et le comptage démarre automatiquement, l’affichage est alors

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Le début de comptage ou l’arrêt manuel de celui-ci se fait en appuyant sut le bouton Droite. Le bouton Gauche sert à la remise à zéro des compteurs.

Comptage à durée infinie (mode par défaut à l’allumage)

Dans ce mode, le comptage démarre lorsque le bouton Gauche est pressé, l’acquisition se fait jusqu’à que le bouton Gauche soit enfoncé de nouveau.

Comptage à durée finie

Dans ce mode, le comptage démarre lorsque le bouton Gauche est pressé, l’acquisition se fait pendant la durée définie dans le menu Sélection.

Attention, lancer une nouvelle acquisition ne remet pas les compteurs à zéro. Ceux-ci doivent être initialisés en appuyant sur la touche Gauche.

Au départ de l’acquisition la couleur de l’afficheur passe au vert, elle passe au violet quand l’acquisition est terminée.

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Quelques résultats caractéristiques

Barreaux séparés

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Le taux de comptage observé est d’environ 0.9Hz ( 55 coups/minute) pour chaque voie. Le taux de coïncidences est aux alentours de 2%.











Barreaux superposés

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Le taux de comptage observé est d’environ 0.9Hz ( 55 coups/minute) pour chaque voie. Le taux de coïncidences est aux alentours de 40%.











Sauvegarde des comptages

Enregistrer les données sur carte SD

Lorsque une carte SD est introduite dans le logement prévu à cet effet, les données vont pouvoir être sauvegardées automatiquement dans le fichier nommé COSMIX.TXT. Le format de sauvegarde est de type CSV (Coma Separated Variables). Ce fichier est directement lisibles par un tableur. Il peut aussi être lu par un programme afin d’exploiter les données au delà du simple comptage (études statistiques par exemple).

A chaque nouvelle acquisition (démarrage par bouton Droite),

  • une ligne ’----==== Nouvelle Acquisition ====---’ est ajoutée au fichier
  • une seconde ligne donnant le mode d’acquisition et éventuellement la durée de l’acquisition est ajoutée.

Suivent alors les données sous le format

Année,mois,jour,heure,minutes,secondes,température,pression,compteur1,compteur 2,coïncidence

Remarque : Pour l’instant, les données de température et de pression sont laissées à 0.

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