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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.

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

Plan d'implantation

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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