Convertisseurs pour signaux A/N et N/A

Notre intention est aujourd’hui de vous expliquer comment convertir un signal analogique en un signal numérique constitué d’un niveau logique 0 quand aucune tension n’est présente sur la broche et d’un niveau logique 1 quand la tension positive d’alimentation y est présente.


Avant de parler des convertisseurs analogiques/numériques, il est nécessaire de connaître au moins la différence entre un signal analogique et un signal numérique ! Commençons donc par préciser que toutes les tensions variant dans le temps graduellement d’un minimum à un maximum, ou vice versa, sont des signaux analogiques. Même la tension continue d’une pile, si elle varie d’une valeur maximale à sa valeur minimale, entre dans la catégorie des signaux analogiques. Entre également dans cette catégorie, la tension du secteur 230 V ou bien celle que l’on peut prélever à la sortie d’un générateur BF ou HF, même si ces derniers fournissent des tensions dépassant rarement 10 à 30 V.
Sont donc analogiques tous les signaux dont la valeur de tension varie graduellement et ce, indépendamment de la forme d’onde (pouvant être sinusoïdale, triangulaire ou en dent de scie, voir figure 1).
En revanche, les tensions passant instantanément d’une valeur de 0 V à une tension positive égale à la tension d’alimentation (normalement 5 V mais pour quelques microprocesseurs ou convertisseurs cette valeur peut atteindre 15 V), puis, toujours instantanément, descendant à 0 V, sont des signaux numériques. La forme d’onde de ces signaux numériques est toujours carrée, comme le montre la figure 2.
Les niveaux des signaux numériques sont également définis par :
- le niveau logique 0 = quand la tension est de 0 V,
- le niveau logique 1 = quand la tension est de 5 V.
Quand il est dit d’une broche de circuit intégré qu’elle est au niveau logique 0, on sait déjà que sur cette broche aucune tension n’est présente, ce qui signifie que la broche est court-circuitée à la masse. Si, au contraire, il est dit que la broche est au niveau logique 1, cela signifie que sur cette broche se trouve une tension positive égale à celle d’alimentation (normalement 5 V).

Note : A/N = Analogique/Numérique N/A = l’inverse, bien entendu.
On dit aussi A/D et D/A ce qui signifie Analogique/Digital et son inverse également.

Figure 1 : Les signaux analogiques sont tous ceux qui varient dans le temps d’une valeur minimale à une valeur maximale graduellement, comme les ondes de formes sinusoïdale ou triangulaire ou en dent de scie.

Figure 2 : Les tensions passant instantanément d’une valeur de 0 V à une valeur positive de 5 V sont des signaux numériques.

D’un nombre décimal à un nombre binaire
Une succession de niveaux logiques 1 et de niveaux logiques 0 forme un code binaire qui, comme vous le savez, est le langage utilisé par les ordinateurs. Un microcontrôleur ou un convertisseur à 8 bits utilise 8 broches comme entrées ou comme sorties, un microcontrôleur ou un convertisseur à 16 bits 16 broches comme entrées ou comme sorties.
Si nous avons un microcontrôleur ou un convertisseur A/N ou N/A à 8 bits, nous pouvons obtenir 256 combinaisons.
En effet, en partant du nombre binaire 0000 - 0000 correspondant au nombre décimal 0 pour arriver au nombre binaire 1111 - 1111 correspondant au nombre décimal 255, on obtient 256 combinaisons, puisque le comptage commence à 0000 - 0000.
Avec un microcontrôleur ou un convertisseur A/N ou N/A à 16 bits nous pouvons obtenir 65 536 combinaisons.
Dans ce cas aussi, en partant du premier nombre binaire 0000 - 0000 - 0000 - 0000 correspondant au nombre décimal 0 pour arriver au dernier nombre binaire 1111 - 1111 - 1111 - 1111 correspondant au nombre décimal 65 535, on obtient 65 536 combinaisons, puisque le comptage commence par le nombre 0000 - 0000 - 0000 - 0000.

Note : Nous avons subdivisé les nombres binaires en groupes de quatre chiffres seulement pour en faciliter la lecture.

Pour trouver, à partir d’un nombre décimal, sa correspondance binaire, vous pouvez utiliser une simple calculatrice de poche. Le nombre décimal à convertir est divisé plusieurs fois par 2 jusqu’à l’achèvement de l’opération, soit quand on arrive à 1 : 2, en adoptant cette règle :
- si le résultat de la division par 2 est un nombre entier, il est à considérer comme niveau logique 0,
- si le résultat de la division par 2 est un nombre avec des décimales, il est à considérer comme niveau logique 1.
Note : Si le résultat de la division est un nombre avec des décimales, la division suivante par 2 est exécutée en excluant les décimales. Pour dissiper toute trace de doute dans votre esprit, voici un exemple. Pour un 8 bits, le nombre maximum que nous pouvons convertir de décimal en binaire est 255.
Si nous devons choisir un nombre inférieur à 255, nous prenons le nombre décimal 228 et nous commençons à le diviser par 2, de manière à obtenir le nombre binaire correspondant :

228 : 2 = 114   niveau logique 0
114 : 2 = 57 niveau logique 0
57 : 2 = 28,5 niveau logique 1
28 : 2 = 14 niveau logique 0
14 : 2 = 7 niveau logique 0
7 : 2 = 3,5 niveau logique 1
3 : 2 = 1,5 niveau logique 1
1 : 2 = 0,5 niveau logique 1

Si nous lisons les nombres de droite en sens contraire, soit de bas en haut, nous obtenons :
1110 - 0100

C’est le nombre binaire correspondant au nombre décimal 228.

Du nombre binaire au nombre décimal
Pour vérifier que le nombre binaire trouvé correspond bien au nombre décimal 228, nous pouvons donner cette confirmation simple. Sur la première ligne nous écrivons les poids relatifs à un 8 bits, soit :
128  64  32  16  8  4  2  1


Note : En partant de droite avec le nombre 1 et en allant vers la gauche, vous noterez qu’à chaque saut le nombre est doublé.

128  64  32  16  8  4  2  1
1 1 1 0 0 1 0 0

Si nous additionnons maintenant seulement les poids auxquels, dans la ligne du dessous, correspond un nombre binaire 1, nous obtenons :
128 + 64 + 32 + 4 = 228

Grâce à cette confirmation par les poids, nous avons vérifié que le nombre binaire 1110 - 0100 correspondant effectivement au nombre décimal 228.

Si le résultat est à 4 bits
Dans les exemples précédents nous avons toujours pris en considération une valeur binaire à 8 chiffres. Voyons maintenant le cas d’un résultat exprimable avec moins de 8 chiffres binaires, en prenant en considération le nombre décimal 12. En effet, avec ce nombre décimal on obtient un maximum de 4 chiffres binaires comme nous allons le voir.
Première opération, divisons par 2 le nombre décimal 12 en reportant à droite sa valeur binaire correspondant aux niveaux logiques :
12 : 2 = 6    niveau logique 0
6 : 2 = 3 niveau logique 0
3 : 2 = 1,5 niveau logique 1
1 : 2 = 0,5 niveau logique 1

Si nous lisons les quatre niveaux logiques de droite, en commençant par la première valeur en bas pour terminer par la dernière valeur en haut, nous obtenons :
1100

Pour vérifier que ce nombre binaire correspond au nombre décimal 12, nous pouvons pratiquer la confirmation comme ci-devant en utilisant les poids correspondant au tableau 8 bits, soit :
128  64  32  16  8  4  2  1

Etant donné que nous n’avons que 4 chiffres binaires, pour ne pas nous tromper, nous devons ajouter à gauche autant de 0 que de chiffres manquants, soit :
0000 - 1100

Insérons ces nombres sous les poids :
128  64  32  16  8  4  2  1
0 0 0 0 1 1 0 0

En additionnant seulement les poids auxquels correspondent sur la ligne du dessous un nombre binaire 1, nous obtenons :
8 + 4 = 12

Si vous vous destinez à la programmation, vous devez connaître non seulement ces quelques “trucs” simples, mais encore vous devez être en mesure de convertir n’importe quel nombre décimal en un nombre binaire et vice versa. En effet, quand après avoir compilé des logiciels on procède à leur test avec un simulateur, un émulateur ou un “débogueur”, le résultat obtenu peut être exprimé en nombre binaire ou en décimal ou encore en hexadécimal.

Figure 3 : Pour faire apparaître à l’écran le clavier de la calculatrice scientifique, il suffit de cliquer sur “Démarrer” puis d’aller à “Programmes” (première fenêtre), puis à “Accessoires” (deuxième fenêtre), puis sur “Calculatrice” (troisième fenêtre).
C’est en cliquant sur cette ligne que l’on fait apparaître la calculatrice.


Utiliser une calculatrice scientifique
Même si nous avons bien expliqué comment procéder pour convertir un nombre décimal en un nombre binaire et vice versa, il pourrait être utile de rappeler que parmi les divers programmes disponibles dans un ordinateur se trouve la possibilité de faire apparaître une calculatrice scientifique : elle peut être utilisée pour convertir rapidement tout nombre décimal en binaire et même en hexadécimal.
Pour faire apparaître à l’écran cette calculatrice scientifique, vous devez procéder comme suit :
- cliquez gauche sur Démarrer, en bas à gauche de l’écran (figure 3),
- dans la fenêtre qui apparaît, mettez le curseur sur la ligne Programmes et vous verrez apparaître une deuxième fenêtre (figure 3),
- dans cette deuxième fenêtre, mettez le curseur sur la ligne Accessoires et, quand la troisième fenêtre apparaît, placez le curseur sur Calculatrice et cliquez droit,
- à l’écran apparaît le clavier d’une calculatrice. Pour faire apparaître la calculatrice scientifique, il suffit de cliquer sur Visualiser puis sur Scientifique (figure 4).
Pour convertir un nombre décimal en un nombre binaire, il suffit de cliquer sur le point Dec et ce point noircit aussitôt (figure 5), ce qui confirme que ce que vous écrirez sera un nombre décimal. Si vous essayez maintenant d’écrire le nombre décimal 12 et que vous cliquez sur le point Bin, vous verrez apparaître le nom bre binaire correspondant à 12, soit 1100 (figure 6). Si vous cliquez sur le point Hex, vous verrez apparaître le nombre hexadécimal correspondant à 12, soit C. Si vous voulez transformer un nombre binaire en un nombre décimal, il suffit de cliquer sur le point Bin (qui noircit, figure 8).
Si vous écrivez maintenant le nombre binaire 11100100 et que vous cliquez sur Dec, automatiquement apparaît le nombre décimal 228. Si vous cliquez sur Hex, vous verrez apparaître E4, correspondant au nombre 228 en hexadécimal.

Figure 4 : Si l’on clique sur Calculatrice (figure 3), le clavier d’une calculatrice standard apparaît, mais si l’on clique sur “Visualiser”, puis sur “Scientifique”, c’est le clavier de droite qui apparaît, vous pourrez l’utiliser pour effectuer les conversions d’un nombre décimal en binaire ou hexadécimal et vice versa.

Figure 5 : Pour convertir le nombre décimal 12, vous devez d’abord cliquer sur le point Dec (qui noircit), puis taper 12.

Figure 6 : Si, après avoir tapé le nombre décimal 12, vous cliquez sur Bin, vous verrez apparaître tout de suite, dans la fenêtre du haut, le nombre binaire correspondant 1100.

Figure 7 : Si vous cliquez sur le point Hex, vous convertirez le nombre décimal 12 en un nombre hexadécimal C.

Figure 8 : Pour convertir un nombre binaire en un nombre décimal, vous devez cliquer sur le point Bin (qui noircit) et écrire, par exemple, le nombre binaire 11100100.

Figure 9 : Si vous cliquez alors sur le point Dec, automatiquement apparaîtra dans la fenêtre le nombre décimal 228.

Figure 10 : Si vous cliquez maintenant sur le point de gauche Hex, le nombre décimal 228 sera converti en nombre hexadécimal correspondant E4.

La résolution d’un signal numérique
Certains se demanderont si la conversion d’un signal analogique en un signal numérique est précise : avec seulement 8 bits on atteint déjà une précision élevée. Disons avant tout que la tension maximale convertible en numérique ne peut jamais excéder les volts d’alimentation du microcontrôleur ou du convertisseur A/N et, comme la plupart de ces derniers sont alimentés en 5 V, la valeur maximale applicable à leur entrée pour être convertie en numérique ne devra jamais dépasser 5 V.
Si nous prenons en considération un convertisseur A/N à 8 bits (figure 11), nous avons 8 sorties pour les signaux numériques (broches 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 et 8), une broche d’entrée (Vin) sur laquelle on applique la tension analogique à convertir en numérique et la broche Réf marquée Volts de référence qui nous sert à définir la valeur maximale des volts à appliquer sur la broche Vin afin de pouvoir atteindre le nombre binaire 1111 - 1111, soit le nombre décimal 255.

Note : les nombres décimaux sont 256 et non 255 car on prend aussi en compte le nombre 0000 - 0000.

Si nous appliquons sur la broche Réf une tension de référence de 5 V (figure 11), nous pouvons appliquer sur la broche d’entrée Vin une tension ne dépassant pas 5 V et dans ce cas nous avons une résolution de :
résolution maximale = volts d’entrée : 256
5 : 256 = 0,01953125 V

Si nous voulons savoir à quelle valeur de tension correspond un nombre décimal quel qu’il soit, nous devons utiliser cette deuxième formule :
(volts entrée : 256) x nombre décimal

Si nous prenons par exemple le nombre décimal 128, soit la moitié de 256, nous obtenons une valeur de tension égale à :
(5 : 256) x 128 = 2,5 V

Si, la valeur de la tension étant connue, nous voulons savoir à quel nombre décimal elle correspond, nous devons utiliser cette formule simple :
nombre décimal = (256 : 5) x volts

Pour une tension de 2,5 V par exemple, le nombre décimal correspondant est :
(256 : 5) x 2,5 = 128 nombre décimal


Pour augmenter la résolution
Si au lieu d’appliquer sur la broche Réf une tension de référence de 5 V nous en appliquons une de 2 V (figure 12), nous augmentons la résolution comme la formule suivante l’indique :
résolution maximale = volts entrée : 256
2 : 256 = 0,0078125 V

Dans ce cas la tension maximale applicable sur la broche d’entrée Vin ne peut excéder 2 V, car avec cette valeur on obtient déjà le nombre binaire 1111 - 1111 correspondant au nombre décimal 255. Si nous prenons le nombre décimal 128, soit la moitié de 256, nous obtenons une valeur de tension égale à la moitié de 2, en effet :
(volts entrée : 256) x nombre décimal
(2 : 256) x 128 = 1,0 V


La tension maximale d’entrée
Dans les exemples ci-dessus nous avons appris que la tension maximale applicable sur les entrées de ces convertisseurs A/N est de 5 V et par conséquent vous vous demandez peut-être s’il est possible de convertir des valeurs de tension supérieures : 10, 50, 100, 250 ou 500 V.
Pour convertir des valeurs de tension supérieures à la valeur maximale que le convertisseur A/N peut accepter, on utilise des ponts résistifs identiques à ceux utilisés dans les multimètres (figure 13) : ces derniers, dotés d’un galvanomètre capable de mesurer une tension de 1 V fond d’échelle, peuvent aussi mesurer des tensions plus élevées, soit 10, 30, 100, 300 ou 1 000 V fond d’échelle.

Figure 11 : Si, sur la broche Réf d’un convertisseur A/N, on applique une tension de référence de 5 V, ce sera la tension maximale applicable sur la broche Vin pour obtenir sur les 8 sorties de droite le nombre binaire 1111 - 1111 correspondant au nombre décimal 255.

Figure 12 : Si, sur la broche Réf d’un convertisseur A/N, on applique une tension de référence de 2 V seulement, ce sera la tension maximale applicable sur la broche Vin pour obtenir sur les 8 sorties de droite le nombre binaire 1111 - 1111 correspondant au nombre décimal 255.

Figure 13 : La tension maximale applicable sur la broche d’entrée Vin est égale à la valeur de la tension que vous avez appliquée sur la broche Réf. Pour convertir des tensions plus élevées que celle de Réf, il suffit de monter à l’entrée un pont résistif du type utilisé dans les multimètres pour mesurer les tensions supérieures à celles que le micro-ampèremètre peut accepter.

Les convertisseurs numérique/analogique
S’il existe des convertisseurs en mesure de convertir un signal analogique en un numérique, il va sans dire qu’il existe aussi des convertisseurs exécutant la fonction inverse, soit convertir un signal numérique en un analogique.
Etant donné que les convertisseurs N/A sont beaucoup moins connus (puisqu’ils sont d’un emploi moins fréquent), vous trouverez difficilement des schémas d’application et c’est pourquoi la figure 14 donne le schéma théorique d’un convertisseur à 8 bits alimenté par une tension positive de 15 V, schéma qui va nous permettre d’étudier le fonctionnement de ce type de convertisseur.
On voit sur ce schéma théorique à gauche les 8 broches d’entrée pour les signaux numériques et à droite la broche de sortie V-out d’où sort le signal analogique, c’est-à-dire la tension en volts proportionnelle au signal numérique appliqué sur les 8 broches d’entrée et à la tension de référence appliquée sur la broche Réf.
Comme vous le voyez, on a relié à la broche Réf un trimmer servant à définir la valeur de la tension maximale devant sortir de la broche V-out quand on applique sur les 8 broches d’entrée le nombre binaire 1111 - 1111 correspondant au nombre décimal 255.
Si nous appliquons sur la broche Réf une tension de 15 V (figure 14), la tension maximale prélevable sur la broche V-out ne pourra pas excéder la valeur de la tension de référence, comme le montre la formule :
V-out = (volts Réf : 256) x nombre décimal

Si nous prenons par exemple le nombre décimal 128, soit la moitié de 256, nous prélevons sur la broche V-out une tension de :
(15 : 256) x 128 = 7,5 V

Vous l’aurez compris, pour utiliser cette formule il est indispensable de convertir d’abord le nombre binaire en nombre décimal. Pour savoir quel nombre décimal appliquer sur les 8 entrées pour obtenir la valeur de tension voulue, prenons la formule :
nombre décimal = (256 : volts de référence) x V-out

Pour prélever sur la broche V-out une tension de 7,5 V, nous devons appliquer sur les 8 entrées le nombre décimal :
(256 : 15) x 7,5 = 128

correspondant au nombre binaire 1000 - 0000.

Pour prélever sur la broche V-out une tension de 9 V, nous devons appliquer sur les entrées le nombre décimal :
(256 : 15) x 9 = 153,6

Etant donné que nous obtenons un nombre non entier, nous ne pourrons pas avoir une tension de 9 V, car nous pouvons appliquer sur les 8 entrées de ce convertisseur N/A un nombre décimal égal à 153 ou 154.
Si nous appliquons sur les entrées le nombre décimal 153, nous obtenons une tension de :
(15 : 256) x 153 = 8,96 V

Si en revanche nous appliquons le nombre décimal 154, nous obtenons une tension de :
(15 : 256) x 154 = 9,02 V

Si nous voulons obtenir une tension exacte de 9 V, nous devons seulement modifier la valeur de la tension de référence. Si au lieu d’utiliser une tension de référence de 15 V, nous réglons le curseur du trimmer Réf sur la valeur 14,4 V, avant le nombre décimal 160 nous obtenons exactement 9 V en sortie :
V-out = (volts de référence : 256) x nombre décimal

En effet, si nous insérons dans cette formule les valeurs en notre possession, nous obtenons :
(14,4 : 256) x 160 = 9,00 V

A ce propos, ajoutons que le trimmer Réf peut être réglé sur toute valeur de tension de référence et que la tension maximale prélevable sur la broche V-out ne peut jamais excéder celle de référence.
La figure 15 présente un exemple de trimmer réglé pour une tension de référence de 6 V et par conséquent sur la broche V-out nous prélevons 6 V quand sur les 8 broches d’entrée est appliqué un nombre binaire 1111 - 1111 correspondant au nombre décimal 255.
Si nous voulons prélever sur la broche V-out une tension de 3,0 V, sur les 8 entrées, nous devons appliquer le nombre décimal :
(256 : 6) x 3,0 = 128

Si nous voulons prélever sur la broche V-out une tension de 5,5 V, sur les 8 entrées, nous devons appliquer le nombre décimal :
(256 : 6) x 5,5 = 234,66

Etant donné que ce nombre n’est pas entier, nous ne parviendrons pas à obtenir exactement la tension de 5,5 V, car sur les 8 entrées nous pouvons appliquer un nombre décimal égal à 234 ou 235. Si nous appliquons le nombre décimal 234, nous obtenons une tension de :
(6 : 256) x 234 = 5,48 V

Si en revanche nous appliquons le nombre décimal 235, nous obtenons une tension de :
(6 : 256) x 235 = 5,507 V

c’est-à-dire un nombre très proche de 5,5 V. Dans un logiciel nous pourrons insérer le nombre décimal 235 ou bien le nombre binaire 1110 - 1011 ou bien le nombre hexadécimal EB (ce que la calculatrice scientifique vous permettra facilement de trouver).

Figure 14 : Si, sur la broche Réf d’un convertisseur N/A, on applique une tension de référence de 15 V, sur la broche V-out vous pourrez prélever une tension de 15 V seulement quand sur les 8 broches d’entrée, à gauche, est appliqué un signal binaire 1111 - 1111 correspondant au nombre décimal 255.

Figure 15 : Si, sur la broche Réf d’un convertisseur N/A, on applique une tension de référence de 6 V, sur la broche V-out vous pourrez prélever une tension de 6 V seulement quand sur les 8 broches d’entrée, à gauche, est appliqué un signal binaire 1111 - 1111 correspondant au nombre décimal 255.

Une interface série/parallèle pour relier tout type de convertisseur A/N
En utilisant des convertisseurs A/N, il est possible de réaliser des voltmètres, des ohmmètres, des thermomètres, des temporisateurs précis, d’exciter des relais, des moteurs pas à pas, etc., à condition d’interfacer ces convertisseurs au PC au moyen d’une interface série/parallèle(comme l’interface EN1127 distribuée par la société COMELEC, qui a été utilisée pour la réalisation de cet article). La communication sérielle se fait avec 1 fil (plus 1 fil de masse) sur lequel voyagent de manière séquentielle les 8 bits de donnée : donc si nous connectons 8 LED à son extrémité et que nous voulons en allumer 2 seulement, cela n’est pas possible. Une interface série/parallèle sert principalement à convertir les données sérielles en données parallèles de manière à ne pas transférer les nombres binaires un derrière l’autre sur un seul fil, mais ensemble sur 8 fils séparés.
Nous pouvons ainsi relier à l’extrémité de chacun des 8 fils une LED et, en fonction de nos besoins, nous pouvons allumer une seule LED ou bien deux ou trois LED ou toutes les 8.
Certains penseront que sur leur ordinateur se trouvent un ou plusieurs connecteurs pour données séries et parallèles et que donc cette interface ferait double emploi. Qu’ils se détrompent : cette interface est au contraire très utile, car gérer des données sérielles est plus simple que la gestion des données parallèles. Notre interface, conçue à l’époque “néandertalienne” où le seul système opératoire était le DOS, est toujours d’actualité même si, aujourd’hui, nous travaillons tous sous Windows. C’est pourquoi, considérant en plus que les programmes servant à gérer des périphériques avec Windows sont très onéreux (par exemple Visual Basic 6 coûte environ 1 000 euros), nous mettons à votre disposition sur le site de la revue ELM : www.electronique-magazine.com (rubrique Téléchargement), deux programmes fonctionnant sous Windows 98SE (téléchargeables gratuitement). Mettez-les sur une disquette 3,5”, les deux tiennent sur une seule, si vous voulez éviter d’encombrer votre disque dur en permanence.
Sinon, mettez-les dans “Mes documents” avec deux raccourcis sur la Bureau (un par programme).
L’un est le programme gérant l’interface EN1128 reliée à l’interface EN1127 (LX1127-28) et l’autre est le programme gérant l’interface EN1129 – toujours reliée à l’interface EN1127 – (LX1127-29) : il s’agit d’un thermomètre pouvant aussi fonctionner en thermostat. Le premier est un exemple idéal pour vous familiariser avec les problèmes de gestion des données binaires, ici à 8 bits, le second, en revanche, est un exemple classique de lecture des données d’un convertisseur A/N.

Comment les charger sur votre PC
Les programmes que nous vous fournissons sont compatibles avec Windows 98SE et supérieur (toutefois, nous n’avons pas testé toutes les versions de tous les systèmes d’exploitation !) pour peu que le microprocesseur soit au moins un antique 486 (jusqu’au tout dernier Pentium) et possède au minimum 32 mégaoctets de RAM et une carte graphique compatible Windows.
En possession de votre disquette 3,5” (que vous baptiserez DF1127W), insérez-la dans le lecteur. Cliquez gauche sur l’icône du bureau Lecteur de disquette (souvent appelé A) : deux autres icônes apparaissent, l’une nommée LX1127-28 et l’autre LX1127-29. Faites deux raccourcis sur le bureau de ces deux fichiers. Pour lancer l’un ou l’autre programme, il vous suffit maintenant de cliquer deux fois sur l’icône correspondante. Pour sortir du programme, il suffit de presser le poussoir Fermer en haut à gauche en cliquant gauche dessus.


Figure 16 : Si vous cliquez gauche sur l’icône EN1127-28, cette fenêtre apparaîtra et, si vous insérez (comme indiqué dans l’article) un nombre décimal, les LED s’allumeront et formeront la combinaison binaire équivalente.


Figure 17 : Si vous cliquez sur l’icône EN1127-29, cette fenêtre apparaîtra. Si vous cliquez sur Thermomètre (ligne en haut du menu), le circuit fera apparaître dans les trois fenêtres centrales la température lue par la sonde IC2. Si vous cliquez sur Thermostat, vous pourrez exciter le relais à la température voulue.

Le programme LX1127-28
Reliez l’interface au port série de votre ordinateur : ce sera soit un connecteur à 9 pôles soit un à 25 pôles. En reliant l’interface EN1128 au connecteur présent sur l’interface EN1127 et en mettant sous tension, vous verrez s’allumer toutes les LED (figure 16).
Pour ouvrir le programme LX1127-28, cliquez gauche sur l’icône correspondante et parcourez-le. Ce programme se divise en deux parties, une à gauche et une à droite. A gauche en haut (figure 16) se trouvent les commandes du menu :
Setup : sert à sélectionner le port sériel que vous voulez utiliser. Dès que vous l’activez en cliquant dessus, apparaît à l’écran une fenêtre avec la mention Sélection Port. Cliquez sur OUI et une fenêtre apparaît avec le numéro 2 signifiant que la ligne sérielle COM2 est active, puis cliquez sur OK.
Fermer : pour sortir du programme, il suffit de faire un clic gauche sur ce bouton.
Help : contient des notes d’aide condensées pour ce programme.

Sous le logo ELM et à gauche de l’image de l’homme au téléphone se trouve une petite fenêtre dans laquelle vous pouvez écrire un nombre décimal de 0 à 255. Après avoir inséré ce nombre, pressez sur le bouton Start et les LED formant l’état logique binaire équivalent au nombre décimal s’allument.
Souvenez-vous que le nombre binaire sur cette interface est lu de gauche à droite.

Note : Sur le bouton Start apparaissant à l’écran, vous trouverez une petite fenêtre rectangulaire avec l’inscription : paramétrer la valeur et cliquer sur Start.

Si vous placez le curseur de la souris sur le petit rectangle de la barre de défilement, si vous tenez pressée la touche gauche et si vous déplacez la main de droite à gauche et vice versa, vous verrez s’allumer les LED selon les autres combinaisons binaires.
Sur la partie droite du dessin de notre interface (figure 16) on peut activer diverses fonctions en déplaçant les leviers de OFF à ON des petits micro-interrupteurs présents sur le circuit imprimé puis en cliquant sur le poussoir IN/OUT à droite.
Dans la fenêtre du bas (où apparaît l’inscription Donnée interrupteur) apparaît la valeur décimale correspondant à la combinaison binaire sélectionnée avec les micro-interrupteurs : les LED s’allument en fonction du code paramétré, lequel coïncide avec la valeur code/LED OUT apparaissant dans la fenêtre du haut.
Si l’on presse sur le bouton IN/OUT, la conversion de binaire en décimal apparaît.

Le programme LX1127-29
Otez de l’interface EN1127 la platine précédente EN1128 et remplacez-la par la EN1129 du thermomètre/thermostat.
Pour ouvrir le programme, cliquez gauche sur l’icône du programme LX1127-29 et apparaît à l’écran la fenêtre de la figure 17.
Sur la première ligne en haut du menu, vous trouvez les trois mots Setup - Fermer - Help (déjà vus) et trois autres :
Test relais : si vous pressez cette inscription avec un clic de souris, vous excitez le relais.
Thermomètre : si vous pressez sur cette inscription, la fonction thermomètre s’active.
Thermostat : si vous pressez sur cette inscription, la fonction thermostat s’active.

La fonction thermomètre
Si l’on réchauffe ou refroidit le corps de la sonde IC3 celle-ci fournit une tension entrant dans le connecteur A/N à 8 bits et ensuite convertie en un nombre binaire de 0 à 255. La sonde LM35 fournit à une température de 0 °C une tension de 0 V, et à chaque augmentation de température de 1 °C, elle fournit une tension de 0,01 V.
Etant donné que cette sonde peut lire une température maximale de 100 °C environ, il est évident que nous trouverons sur la broche de sortie, selon les diverses températures, les valeurs de tensions suivantes :
  1 °C = 0,01 V
5 °C = 0,05 V
10 °C = 0,1 V
20 °C = 0,2 V
30 °C = 0,3 V
50 °C = 0,5 V
100 °C = 1,0 V

Le convertisseur A/N, en dehors du fait qu’il convertit les °C en nombres binaires, affiche la valeur de la température en °Fahrenheit ou °Kelvin. Par conséquent, si dans les trois fenêtres situées sous le schéma électrique de la figure 17, ces données apparaissent :
température °C = 25 (degrés Celsius)
température °F = 77 (degrés Fahrenheit)
température °K = 289 (degrés Kelvin)

dans la quatrième fenêtre en bas à droite (A/N convertisseur) apparaîtra le nombre décimal 64.

Note : Ce nombre apparaît seulement si pour IC3 on utilise la sonde LM35-DZ, capable de lire une température minimale de 0 °C et une température maximale de 100 °C. Si vous utilisez la sonde LM35-CZ, capable de lire une température minimale de –40 °C et une température maximale de 100 °C, vous lirez dans la fenêtre A/N convertisseur un nombre différent.

Etant donné que les programmes que nous vous proposons sont didactiques, ne soyez pas trop étonnés si les nombres apparaissant dans les diverses fenêtres ne sont pas stables.
Pour régler ce thermomètre, la solution la plus simple consiste à appuyer le corps de la sonde LM35 sur le bulbe de n’importe quel thermomètre et de régler ensuite le curseur du trimmer R3 présent sur la platine EN1129 jusqu’à ce qu’apparaisse dans la fenêtre (sous le schéma électrique de la figure 17) la température indiquée par le thermomètre étalon.

La fonction thermostat
Si vous utilisez cette fonction, vous pouvez exciter le relais quand la température atteint une valeur déterminée et le relaxer quand la température descend de quelque 2 °C.
Après avoir cliqué sur l’inscription Thermostat dans la barre du haut, vous devez écrire dans la fenêtre Seuil Thermostat °C à quelle température vous voulez que le relais soit excité.
Quand la température descendra ensuite de 2 °C par rapport à celle indiquée par vous, le relais se relaxera.
Si dans la fenêtre Etat relais apparaît la mention Non activé, le relais n’est pas excité, si apparaît la mention Activé, le relais est excité.

Le téléchargement sur Internet
Sur le site de la revue ELM, dans la rubrique Téléchargements, cherchez le fichier EN1127_28_29.zip.
Rangez-le, par exemple, dans “Mes documents”. Quand le chargement est terminé, fermez.
Pour utiliser les programmes, vous devez décompresser le fichier .zip avec le programme WINZIP, que vous avez certainement dans votre ordinateur, sinon téléchargez-le gratuitement sur le site www.winzip.com.
Précisons enfin que ces programmes ont été conçus sous Windows 98SE :
avec NT, 2000 ou XP, il n’est pas exclu de rencontrer quelques problèmes à cause de la gestion différente de la ligne sérielle.

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