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Ĉu vi parolas esperanton ?

 

Dernière mise à jour le 22/10/2023

Explications supplémentaires sur le système Cappar :

Un condensateur est un composant électronique capable d'emmagasiner une certaine quantité d'électricité lorsqu'il est soumis à une tension électrique : le condensateur est alors "chargé". Lorsque la tension s'annule, l'électricité emmagasinée dans le condensateur repart dans le circuit : le condensateur se décharge, et peu à peu la tension à ses bornes s'annule. L'étude plus détaillée est faite dans le cours de physique de 1e S.

Si on réalise le circuit simple suivant :
- générateur de tension électrique, pouvant passer de la tension 0 à la tension Ua
- résistance
- condensateur
et que l'on mesure la tension aux bornes du condensateur lors de la charge, on constate que le temps mis par le condensateur pour se charger dépend de la valeur de la résistance R. On peut définir une constante de temps pour ce circuit :
t = R.C

Pour aboutir à une charge de 95% de la tension d'alimentation, il faut attendre un temps égal à 3 fois la valeur de t ; inversement, à la décharge, il faut attendre le même temps pour que la tension ait diminué de 95%, et qu'il ne reste plus que 5% de la tension initiale.
 
Donc, pour un condensateur de capacité donnée, le temps de charge ou de décharge est proportionnel à la valeur de la résistance (en ohms). Inversement, si l'on veut un temps de charge ou de décharge donné, il faut faire varier la valeur du condensateur pour qu'elle soit accordée à celle de la résistance.

 

Normalement, l'interface parallèle sert à la commande des imprimantes. mais elle est aussi utilisée pour la communication entre ordinateurs. Elle se présente sous la forme d'une prise plate femelle à 25 broches, en principe sur la face arrière de l'ordinateur.
En plus des 8 fils utilisés pour transmettre les caractères (codés sur un octet, soit 8 bits), il y divers fils utilisés pour harmoniser la transmission des caractères : il ne faut pas que l'ordinateur envoie des caractères si l'imprimante n'est pas sous tension, ou si elle n'a plus de papier, ou si elle n'arrive pas à imprimer suffisamment vite...

Pour cette coordination, les fils peuvent être en principe à deux niveaux électriques
- soit 0 volt (neutre électrique)
- soit + 5 volts

Le changement de tension est commandé par l'électronique de l'appareil (ordinateur ou imprimante), et est perçu par l'autre appareil (imprimante ou ordinateur), ce qui modifie son fonctionnement.

Ce changement de tension correspond à un changement de la valeur d'un bit dans la mémoire centrale de l'ordinateur, c'est à dire au changement de la valeur d'un "port" dont les adresses sont indiquées ci-dessous (en hexadécimal).
Pour la première interface parallèle, celle qui est normalement sur tous les ordinateurs PC, l'adresse des signaux émis est $379, et celle des signaux reçus est $37A, c'est à dire l'adresse immédiatement suivante.
Pour la deuxième et troisième interfaces parallèles (à installer soi-même si on le désire), les adresses sont $279 et $27A, ainsi que $3BD et $3BA.

Parmi les signaux émis par l'ordinateur (signaux de commande), voici les plus utilisables
- "Strobe" broche 0 bit 0
- "Autofeed" broche 14 bit 1
- "Reset" broche 16 bit 2
- "Select in" broche 17 bit 3

Parmi les signaux reçus par l'ordinateur, les plus utilisables sont :
- "Select out" broche 13 bit 4
- "paper out" broche 12 bit 5
- "Ack" broche 10 bit 6
- "Busy" broche 11 bit 7

La masse électrique est dans les broches 18 à 25. Les numéros des broches sont gravés en petits caractères sur la prise elle-même.

 

Si une broche de commande est reliée à la masse par l'intermédiaire d'un condensateur (de capacité fixe, et supposée connue) et d'une résistance (variable, et que l'on cherche à mesurer), lorsqu'on fera varier la tension de la broche de commande (par exemple passer de 0 V à +5 V), la tension aux bornes du condensateur ne va varier que progressivement, en fonction du courant traversant le circuit, qui dépend lui-même de la résistance que l'on cherche à mesurer.
Si la jonction condensateur-résistance est reliée à une broche de réception, en mesurant le temps mis par le condensateur pour se charger, on pourra mesurer la valeur de la résistance.

masse         broche de                  broche de
(broches       mesure                     commande
18 à 25         13      (cappar voie 0)        1
                12      (cappar voie 1)       14
                10      (cappar voie 2)       16
                11      (cappar voie 3)       17

 

Je conseille d'employer plutôt les couples 0 (broches 13-1) et 1 (12-14) car ce sont les plus fiables, si l'on n'a pas besoin de plus de deux voies de mesure.

 

Algorithme de mesure :

on utilise une variable entière comme compteur :
- au départ, on suppose que la broche de commande est à 0 V
- pour chaque mesure :
- mettre le compteur à 0
- mettre la broche de commande à 5 volts
- répéter l'incrémentation du compteur jusqu'à ce que la broche d'entrée soit à 5 volts
- remettre la broche de commande à 0 volts
- la valeur du compteur corrrespond à la valeur de la résistance.

L'opération inverse est bien sûr possible, et au lieu de mesurer le temps mis par le condensateur à se charger, on peut mesurer le temps mis par celui-ci à se décharger.

Pour une programmation simple, le mieux est de numéroter les entrées et les sorties selon la valeur des bits qu'elles occupent dans la mémoire :

1er couple : Strobe / Select out
2e couple : Autofeed / paper
3e couple : Reset / Ack
4e couple : Select in / busy


Adaptation du montage électronique en fonctiond des capteurs

Il n'y a pas de règle bien définie. D'une façon générale, si la résistance à mesurer est grande, alors il faut prendre un petit condensateur, et si la résistance est petite, prenez un gros condensateur (pour que le produit R.C soit du même ordre de grandeur).
Pour un premier essai, prenez un condensateur de l'ordre du microfarad, et une photorésistance : lorsque vous ferez varier l'éclairement de celle-ci, sa résistance électrique changera, et les valeurs renvoyées par Cappar changeront. Adaptez ensuite les composants en fonction de vos résultats
- Les potentiomètres à curseur peuvent permettre de mesurer des longueurs.
- Les thermistances (ou thermorésistances) de type CTN ont une résistance qui diminue lorsque la température augmente, et la relation entre les deux grandeurs est de type exponentiel.

Dans la mesure où vous construisez vous-même votre circuit CAPPAR, vous avez toute liberté pour choisir le condensateur en fonction de la gamme de résistances que vous cherchez à mesurer, ce qui n'est pas le cas avec CAPMAN.

Dans les cycles de charge-décharge du condensateur, le courant électrique circule dans la résistance de CAPPAR tantôt dans un sens, tantôt dans un autre. Ce fonctionnement alternatif de CAPPAR peut avoir une conséquence intéressante lorsqu'on veut mesurer la résistivité d'une solution aqueuse : si l'on fait la mesure de la résistivité en courant alternatif, les électrodes ne se polarisent pas, ce qui rend la mesure beaucoup plus fiable qu'en courant continu. Par contre, ce fonctionnement alternatif peut poser des problèmes lorsque l'on veut faire des mesures en remplaçant la résistance par un composant "actif", ne laissant passer le courant que dans un seul sens (photodiode, phototransistor...) : lorsque le condensateur est chargé, il se décharge ensuite beaucoup plus lentement, car ce composant ne laisse pas passer le courant en sens inverse. Dans la pratique, il n'y a pas de problème tant qu'on ne veut pas faire des mesures très rapprochées.

L'interface parallèle n'est pas seule à offrir ce genre de détournement de fonctions :
- dans l'interface sérielle (RS 232), il y a aussi des broches de sortie (DTR et RTS) qui peuvent passer de l'état -12 V à l'état +12 V par programme, et des broches de mesure (CTS et DSR ) qui changent la valeur d'un bit de mémoire en fonction de leur tension. On doit donc pouvoir imaginer un système CAPSER de mesure, qui serait utilisable aussi pour les ordinateurs n'ayant pas d'interface parallèle, comme le Macintosh.
- Capman ne fonctionne qu'avec des intefaces analogiques de manettes de jeu ("compatibles PC", bien sûr, mais aussi Apple II et Amiga). Tel qu'il avait été décrit initialement (dans "Biologie-Géologie" n°1-1990), il n'était pas utilisable pour les ordinateurs à manettes de jeu par contact direct. Néammoins, il est peut-être possible de faire un montage du même style, à condition de bien connaître le brochage des prises et la programmation fine de ces ordinateurs.

- Enfin, des interfaces ayant des entrées et sorties logiques peuvent probablement servir à des mesures du même type : en faisant passer la sortie logique à un état, et en mesurant le temps nécessaire pour que l'entrée logique qui y est reliée change de valeur, on peut mesurer la résistance.
Par exemple, l'interface PMB, diffusée par la Maison des Enseignants de Provence, a normalement 4 entrées analogiques, mesurant des tensions (en volts), et 8 entrées et sorties logiques. Si l'on adapte des systèmes condensateur/résistance variable à ces entrées/sorties logiques, on ajoute du même coup 8 entrées anologiques pouvant mesurer des résistances. Ce système "CAPPMB" peut utiliser tous les capteurs de Capman et de Cappar.