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Réalisation du système d'acquisition analogique polyvalent
La nomenclature des composants n’appelle que quelques
commentaires relatifs à la disponibilité des circuits intégrés. Vous
trouverez le MIC 640 sans difficulté chez Selectronic tandis que le LM 2936 Z5
et le LF 444 sont disponibles chez Farnell, entre autres. Tous les autres
composants sont des classiques mais notez toutefois que, si vous voulez
conserver une très haute impédance d’entrée tout en maintenant les
protections à diodes en place, il vous faudra des diodes faibles fuites pour D6
à D13 telles celles indiquées par exemple dans la nomenclature. Si l’impédance
d’entrée élevée n’est pas indispensable, parce que vous utilisez un
étage d’adaptation devant votre module, vous pouvez alors faire appel à de
banales 1N 914 ou 1N 4148.
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Semi-conducteurs IC1 : MIC 640 (Mictronics chez Selectronic) IC2 : LM 2936 Z5 à ne pas remplacer par un 78L05 ! IC3 : LF 444 à ne pas remplacer par un
« équivalent » ! T1 : BC 547B, BC 548B D1, D2, D3, D4, D5 : 1N 914 ou 1N 4148 D6, D7, D8, D9, D10, D11, D12, D13 : 1N 3595
Résistances ¼ de watt 5 % sauf indication contraire
R1 : 1 kW (marron, noir, rouge) R2 : 47 kW (jaune, violet,
orange) R3, R4 : 10 kW (marron, noir,
orange) R5 : 22 kW (rouge, rouge,
orange) R6 : 100 W (marron, noir,
marron) R7, R8, R9, R10 : 100 kW
(marron, noir, jaune)
Condensateurs C1 : 10 nF céramique C2 : 10 µF 25 volts chimique radial C3, C4 : 47 µF 25 volts chimique radial C5 : 0,22 µF mylar
Divers J1 : prise DB9 coudée femelle pour circuit imprimé Supports de circuits intégrés : 1 x 8 pattes, 1 x 14
pattes
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Le circuit imprimé que je vous propose est accessible par
ce
lien. Il s'agit d'un fichier au format PDF à l'échelle 1 que vous pourrez
ainsi imprimer directement sur un transparent mis dans votre imprimante pour en
faire un film. Le plan d’implantation est visible figure ci-dessus. Le câblage se
déroule dans l’ordre classique : supports de circuits intégrés et
connecteur DB9 puis résistances et condensateurs, en respectant bien le sens
des chimiques. Terminez par le transistor et les nombreuses diodes en veillant,
ici aussi, au respect de leur sens.
Après un dernier coup d’œil, le montage est prêt pour
ses premiers essais et, afin de vous éviter tout travail fastidieux d’écriture
de logiciel, je vous propose pour cela un très beau programme écrit en
Visual Basic.
Le programme de gestion
Le programme que je vous propose est fourni sous forme d’un
fichier compressé au format ZIP qui a pour nom ana4ser.zip. Il est disponible en
téléchargement à la rubrique logiciels
de ce site. Commencez par le décompresser dans n’importe quel répertoire temporaire de
votre choix. Cela va donner naissance à trois fichiers : ana4serie.cab, setup.lst et setup.exe.
Après avoir pris la précaution de fermer toutes les
applications actives, procédez alors à l’installation du logiciel proprement
dite en exécutant setup.exe. Laissez-vous guider par les messages d’installation
en français et modifiez, si vous le jugez nécessaire, le répertoire d’installation
proposé par défaut.
Notez que cette procédure d’installation est conforme aux
standards de Windows (95, 98 ou Me) et que, si vous voulez ensuite désinstaller
le programme, il ne faut pas le faire en supprimant son répertoire mais passer
par la fonction « Ajout/suppression de programmes » du panneau de
configuration.
Vous pouvez alors lancer le programme en cliquant sur son
icône, non sans avoir au préalable connecté votre module à un des ports
séries COM1 ou COM2 de votre PC.
Tant que vous n’avez pas choisi le port série, tous les
boutons sont grisés et vous sont donc inaccessibles. Cochez donc la case
correspondant au port utilisé et appuyez ensuite sur le bouton
« Marche » qui devient disponible. Après quelques secondes d’initialisation,
le voyant rouge passe au vert et l’interface affiche « Prête »
dans la fenêtre prévue à cet effet.
Si le programme est en mode manuel, ce qui est le cas par
défaut, cliquez sur le bouton « Conversion » pour déclencher une
acquisition. Les « Arrêts » contenus dans les cases d’affichage
des résultats sont alors remplacés par les tensions mesurées sur les quatre
entrées ; tensions qui sont quelconques puisque ces entrées sont
« en l’air » et à très haute impédance.
Vous pouvez alors calibrer très précisément votre montage.
Pour cela, mesurez la tension d’alimentation du MIC 640 entre VCC et GND au
moyen d’un voltmètre numérique puis faites afficher cette tension dans la
boîte de texte déroulant repérée « Calibration interface ».
Vous pouvez aussi mettre le montage en mode acquisition
automatique. Il suffit pour cela de cocher la case « Automatique ».
La vitesse des acquisitions peut alors être choisie au moyen de la boîte de
texte déroulant prévue à cet effet.
Appliquez une tension connue à l’une ou à plusieurs des
quatre entrées pour constater le bon fonctionnement de votre interface et de
son logiciel associé.
Si vous utilisez ce module tel quel, vous ne vous servirez
pas des cases « Coefficient » et « Unité ». Dans le cas
contraire, c’est à dire si vous faites précéder une ou plusieurs entrées d’un
convertisseur d’une grandeur physique quelconque en tension, ces cases
permettent d’afficher directement la valeur de la grandeur physique mesurée
sans que vous n’ayez à faire le moindre effort de conversion.
Supposons par exemple que vous placiez devant l’entrée
AN1, un convertisseur température/tension qui délivre 10 mV par °C. Il vous
suffira d’écrire °C dans la case « Unité » et 100 dans la case
« Coefficient » correspondant à AN1 pour pouvoir lire directement
la température en °C en lieu et place de la tension mesurée sur AN1.
Ce logiciel est très pratique mais son utilisation appelle
deux remarques :
-
la première concerne le coefficient utilisé
qui doit être exprimé « à l’américaine », c’est à
dire avec un point décimal à la place de la virgule (écrivez par
exemple 0.1 pour 0,1) ;
-
la seconde concerne un problème d’initialisation
de certains ports séries avec la DLL que j'ai utilisée. Si, après
avoir choisi votre port série et mis l’interface en marche, vous
affichez toujours la même tension sur les quatre entrées (
généralement -0,2 V environ). Sélectionnez l’autre port série puis
à nouveau le bon port série et tout rentrera dans l’ordre.
Bien sûr, vous pouvez utiliser n’importe quel autre
logiciel pour piloter cette interface puisque le MIC 640 délivre le résultat
des mesures effectuées sur ses quatre entrées sous forme de simples
caractères ASCII transmis sur sa sortie série. Toutes les informations à ce
sujet, et en particulier le mode de codage de ses résultats de mesure, se
trouvent dans la fiche technique du MIC 640 disponible, en français et au
format PDF, en téléchargement en cliquant sur ce lien.
Conclusion
Vous disposez, avec ce module et son logiciel associé, d’un
moyen de réaliser des mesures de grandeurs physiques quelconques pour peu que
vous le fassiez précéder d’un convertisseur de ces grandeurs en une tension
continue dans la plage 0 à 5 volts.
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