CH 3 : CARTE MULTIFONCTIONS

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1 CH 3 : CARTE MULTIFONCTIONS Phénomène physique : Température Pression, Débit, Intensité lumineuse, Déplacement Grandeur électrique : Tension, Courant, Résistance, Capacité Capteur Conditionnement Numérisation Grandeur Numérique Grandeur Physique Tension mise en forme Une carte d acquisition multifonctions réalise - entre autre - - Une petite partie du conditionnement du signal - La numérisation (conversion analogique numérique = CAN) IUT ANNECY MPh-MC/2007 Instrumentation 1 1

2 capteur Elle est généralement insérée dans l ordinateur dans un slot. Conditionnement analogique du signal Elle assure la communication entre le monde extérieur via le connecteur en face arrière (IO connecteur) l ordinateur, via le bus interne de communication du PC Carte d acquisition (mux + gain + EB + CAN ) µo Traitement numérique du signal IUT ANNECY MPh-MC/2007 Instrumentation 1 2

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7 1. Architecture d une d carte multifonctions 1.1 Les fonctions Une carte multifonctions possède en général des entrées analogiques (numérisation = CAN) des entrées-sorties numériques (port d entrée-sortie) des compteurs (timer) une ou plusieurs sorties analogiques (CNA) IUT ANNECY MPh-MC/2007 Instrumentation 1 7

8 Compteur/timer Entrée de comptage Sortie signaux horloge Entrées analogiques Sorties analogiques Entrées numériques (0 V - 5 V) carte d acquisition Sorties numériques IUT ANNECY MPh-MC/2007 Instrumentation 1 8

9 1.2 Les circuits principaux tension analogique CAN tension lue 0 ou 5 V tension délivrée 0 ou 5 V comptage signaux d horloge I/O connecteur PORT I/O TIMER Bus du PC tension analogique CNA IUT ANNECY MPh-MC/2007 Instrumentation 1 9

10 Entrée Sortie CAN Tension analogique Ext -> PC Valeur numérique de la tension mesurée (codée en 0 et 1) PORT I Tension binaire (0 ou 5 V) Ext -> PC Nombre binaire : bit (0 ou 1) PORT 0 Nombre binaire : bit (0 ou 1) PC -> Ext Tension binaire (0 ou 5 V) CNA Valeur numérique de la tension souhaitée (codée en 0 et 1) PC -> Ext Tension analogique IUT ANNECY MPh-MC/2007 Instrumentation 1 10

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12 1.3 Les autres circuits En plus des principaux circuits, on trouve les circuits associés au CAN, qui gèrent les entrées analogiques : multiplexage, amplification, calibration, déclenchement les circuits de contrôle de temps : pour la commande du CAN, du CNA, des transferts de données les circuits de contrôle des échanges sur le bus du PC : adressage, échange avec interruption, DMA IUT ANNECY MPh-MC/2007 Instrumentation 1 12

13 2. Programmation 2.1 Structure générale d une application Définir la tâche et ses paramètres (type de signal, entrée ou sortie, N de la voie physique ) (Préciser les options temporelles) (Préciser les options de déclenchement) Démarrer la tâche si besoin Définir l opération (Lecture ou Écriture des données) et ses paramètres (type de valeur attendue ou fournie, démarrage auto ) Clore la tâche IUT ANNECY MPh-MC/2007 Instrumentation 1 13

14 2.2 Mesure d une tension analogique Branchements : Signal à mesurer Entrée analogique Voir détails au chapitre suivant pour la configuration et les valeurs extrêmes attendues. Paramètres Quelle voie physique? Une voie d entrée (input) analogique : ai Quelle valeur attendue? Un réel représentant la tension mesurée Voir détails au chapitre suivant pour plusieurs échantillons sur plusieurs voies. IUT ANNECY MPh-MC/2007 Instrumentation 1 14

15 L indicateur : «Créer un indicateur» sur la sortie de données. Paramètres expliqués au chapitre suivant / laisser les valeurs par défaut au départ. La voie : voie n 1 de la carte n 1 La tâche : Acquisition d une tension analogique Analog Input = Entrée analogique L opération : Lire une valeur sur une voie Le type attendu : Un réel (DBL) IUT ANNECY MPh-MC/2007 Instrumentation 1 15

16 2.3 Génération d une tension analogique Branchements : Sortie analogique Appareil de mesure (oscilloscope, multimètre ) Paramètres Quelle voie physique? Une sortie analogique (CNA) : ao Quelle donnée? Un réel représentant la tension à générer. Cas de la PCI 6221 : 2 CNA donc deux sorties analogiques, de dynamique fixe [-10 V ; + 10 V[ IUT ANNECY MPh-MC/2007 Instrumentation 1 16

17 La donnée Valeur de la tension à générer, en volts Démarrage automatique de l opération. Peut être remplacé par le VI «démarrer une tâche» La voie : utilisation du CNA n 0 de la carte n 1 La tâche : Génération d une tension analogique Analog Output = Sortie analogique L opération : Ecrire une valeur = générer une tension en sortie du CNA IUT ANNECY MPh-MC/2007 Instrumentation 1 17

18 2.4 Entrées numériques Branchements : Tension (TTL) ligne du port d entrée-sortie Paramètres Quelle(s) ligne(s) de quel port? Quelle valeur attendue? Pour la lecture d une ligne, on choisit un booléen Pour la lecture de plusieurs lignes, on peut choisir un tableau de booléen Pour la lecture d un port de 8 bits, on peut choisir un entier sur 8 bits : chaque bit représente une ligne du port. Cas de la PCI 6221 : 3 ports (n 0, n 1 et n 2)de 8 lignes IUT ANNECY MPh-MC/2007 Instrumentation 1 18

19 La voie : choix des lignes : 1 ligne Plusieurs lignes Un port entier L opération : Lire une valeur sur une ligne ou une voie. Une voie est un groupement de ligne d un même port. Le type attendu : Dépend du choix de l opération. La tâche : Utilisation du port d entréesortie numérique en entrée L indicateur : «Créer un indicateur» sur la sortie de données. L indicateur dépend du choix de l opération : Un booléen Un tableau de 5 booléens Un entier sur 8 bits. IUT ANNECY MPh-MC/2007 Instrumentation 1 19

20 2.5 Sorties numériques Branchements : ligne du port d entrée-sortie détecteur : LED, multimètre, oscilloscope Paramètres Quelle(s) ligne(s) de quel port? Quelle donnée? Même principe que pour les entrées numériques. Cas de la PCI 6221 : 3 ports (n 0, n 1 et n 2)de 8 lignes IUT ANNECY MPh-MC/2007 Instrumentation 1 20

21 La voie : choix des lignes : 1 ligne Plusieurs lignes Un port entier Démarrage automatique de l opération. Peut être remplacé par le VI «démarrer une tâche» L opération : Ecrire une valeur sur une ligne ou une voie. Le type : Dépend du choix de l opération. La tâche : Utilisation du port d entréesortie numérique en sortie La donnée Valeur à écrire, dépend du choix de l opération : Un booléen Un tableau de 2 booléens Un entier sur 8 bits. IUT ANNECY MPh-MC/2007 Instrumentation 1 21

22 2.6 Comptage Branchements : Signal présentant des fronts à compter entrée du compteur Paramètres Quel compteur? Quel front (montant ou descendant)? (montant par défaut) Comptage ou décomptage? (comptage par défaut) Compte initial? (0 par défaut) Cas de la PCI 6221 : 2 compteurs 32 bits (CTR 0 et CTR 1) IUT ANNECY MPh-MC/2007 Instrumentation 1 22

23 Démarrage du comptage La donnée Valeur du compte : entier sur 32 bits pour un compteur 32 bits. La voie : utilisation du compteur n 0 de la carte n 1 La tâche : Comptage de fronts en entrée du compteur L opération : Lire le compte CI : Counter Input = entrée du compteur Plus de détails sur les autres utilisations des compteurs dans le dernier chapitre. IUT ANNECY MPh-MC/2007 Instrumentation 1 23

24 Les VI utilisés Définir une tâche Écrire une ou des données Lire une ou des données Fixer des paramètres «temps» Fixer des paramètres de déclenchement Démarrer une tâche Quitter une tâche IUT ANNECY MPh-MC/2007 Instrumentation 1 24