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2 Fonctions La carte Mermoz est un système électronique qui se charge d enregistrer et de dater des mesures de tension. Elle peut être utilisée pour une large variété d applications, dès qu un enregistrement d expériences sur de longues durées (jusqu à 2 semaines) est nécessaire. Elle peut fonctionner selon deux modes : soit reliée à un ordinateur, pour les étapes de configuration et de mise au point soit de manière autonome. En mode autonome, la carte enregistre à intervalles réguliers les mesures de tension. De plus, elle associe l heure et la date courantes à chaque mesure, ce qui permet de les relier avec d autres événements datés. L ordinateur, relié à la carte, permet : de récupérer des mesures enregistrées en mode autonome, pour ensuite les exploiter avec d autres logiciels de visualiser en temps réel les mesures, pour mettre au point son expérience de régler la durée de l intervalle entre chaque enregistrement Interfaces On trouve sur la carte : 6 entrées analogiques 3 entrées numériques un port de communication avec le PC une entrée d alimentation Toutes les connexions (à l exception du port de communication PC) se font au moyen d un bornier standard (2mm). Liaison avec le PC Entrées Numériques (3 voies) Entrées Analogiques (6 voies) 2/10 guide_utilisateur_carte_mermoz_v1.8

3 Encombrement Dimensions : L x l x h = 160 x 110 x 25 mm 110 mm 160 mm Alimentation Le module est prévu pour être alimenté à partir d une pile 4,5V (type LR12 ou 3LR8), qui lui assurera une autonomie supérieure à une semaine. Il ne faut pas appliquer de tensions supérieures à 9V. V+ = 4,5V Vers la pile 4,5V Masse = 0V Extérieur 3/10 guide_utilisateur_carte_mermoz_v1.8

4 Analogiques? En électronique, on parle couramment de grandeurs (tensions, intensités, etc ) analogiques ou numériques. Une grandeur analogique est avant tout une grandeur dont toutes les valeurs sont continues, c est à dire sans saut. Exemples : capteur de température, pression, luminosité, etc. Au contraire, une grandeur numérique ne peut prendre qu un nombre fini de valeurs : Exemples : capteur de position (haut, bas, droite,...), interrupteurs, Les grandeurs numériques sont aujourd hui les seules à pouvoir être aisément manipulables par l électronique. L électronique numérique est le fondement des ordinateurs et du stockage des informations dans les disques durs, les mémoires amovibles, les disques audio et vidéo (par comparaison, le magnétophone à bande permettait un enregistrement de données analogiques, mais dont la qualité se détériorait avec le temps). La carte Mermoz est avant tout un convertisseur de données analogiques vers des données numériques, qui peuvent ensuite être stockées. Présentation La carte dispose de 6 entrées analogiques. La plage des tensions mesurables est de 0 à 3,3V. Les tensions sont converties en valeurs numériques comprises entre 0 (0V) et 255 (3,3V). La résolution maximale est donc de 12,9mV. Câblage L entrée se fait sur un bornier câblé ainsi : A1 0V A2 0V A3 0V A4 0V A5 0V A6 0V Entrée 1 Entrée 2 Il faut relier au moins une borne de masse de la carte (0 V) à la masse de son expérience. Toutes les bornes de masses de la carte Mermoz sont reliées entre elles. Il faut donc veiller à ce que des tensions différentes n y soient pas connectées, ce qui provoquerait un court-circuit. Par exemple, si plusieurs expériences sont reliées à la carte, elles doivent toutes partager la même masse. Généralement, ce problème ne se pose pas si les expériences utilisent une seule source d alimentation. Si plusieurs alimentations sont utilisées, relier toutes les masses entre elles permet généralement de régler tous les problèmes. 4/10 guide_utilisateur_carte_mermoz_v1.8

5 Câblage Le module dispose de 4 entrées numériques N1 0V N2 0V N3 0V Fonctionnement Les entrées numériques fonctionnent en tout ou rien, c est à dire qu elle fonctionne selon deux états : o Etat 1=VRAI : si l entrée n est pas reliée ou si elle est reliée à une tension supérieure à 3,3V. o Etat 0=FAUX : si l entrée est reliée à la masse (0V) L acquisition de données se fait de façon ponctuelle. Lorsque l entrée numérique garde un état constant, l acquisition des données se fait à intervalles de temps réguliers. Si l entrée change d état, une acquisition est faite automatiquement (on dit que l entrée est une source d interruption). Exemple : Comment utiliser un interrupteur? Entrée num érique Inte rrupte ur Masse Interrupteur ouvert entrée en l air, donc 1 Interrupteur fermé entrée fermée donc 0 5/10 guide_utilisateur_carte_mermoz_v1.8

6 Le logiciel se lance en exécutant le programme principal «Icolis.exe» Pour pouvoir communiquer avec la carte, il faut tout d abord relier la carte au PC, au moyen du câble série fourni. Ensuite on s adresse à la carte au moyen de la «télécommande» du logiciel. Une boîte de dialogue apparaît, qui offre plusieurs possibilités de communication avec la carte : - recevoir les données en temps réel : à chaque fois que la carte fait l acquisition d une série de mesure, elle l enregistre dans sa mémoire et l envoie aussi au PC. Ces données sont affichées sous forme graphique et texte en temps réel. - Relire des données précédemment enregistrées : la carte enregistre les données dans sa mémoire. Cette fonction relit rapidement toute la mémoire et affiche les valeurs lues à l écran. - Effacer la mémoire : permet de supprimer toutes les anciennes mesures de la mémoire de la carte. Toute la mémoire est à nouveau disponible pour de nouvelles mesures. - Changement de la période d acquisition : la période d acquisition est la durée entre deux séries de mesures, exprimée en secondes. Le réglage de la période d acquisition permet un compromis entre la capacité totale de la mémoire et le nombre de mesures souhaités. Voir le paragraphe dédié à ce sujet. Utilisation La mémoire de la carte Mermoz n est pas infinie : au-delà d un certain nombre de mesures enregistrées, elle est pleine et cesse alors d enregistrer toute nouvelle mesure. En fonction du type d utilisation de la carte, on peut soit : souhaiter obtenir des données sur de longues durées (jusqu à plusieurs semaines), en réglant un intervalle long entre deux acquisitions. Dans ce cas les phénomènes plus rapides que la période d échantillonnage de la carte ne seront pas enregistrés. observer des phénomènes sur de courtes durées, mais variants rapidement, en choisissant un intervalle plus court. Typiquement, voici quelques ordres de grandeurs : Intervalle d'acquisition (s) Autonomie 2 s 0j 12h08 15 s 3j 19h01 30 s 7j 14h02 60 s 15j 4h s 30j 8h10 6/10 guide_utilisateur_carte_mermoz_v1.8

7 Capacité d'enregistrement 35,00 Autonomie de stockage (en jours) 30,00 25,00 20,00 15,00 10,00 5,00 0,00 0,5 3,8 7,6 15,2 30, Intervalle entre chaque mesure (en secondes) 7/10 guide_utilisateur_carte_mermoz_v1.8

8 ! min typ max unité Encombrement Longueur (L) 160 mm Largeur (l) 110 mm Hauteur (h) 25 mm Alimentation Tension 4 4,5 8 V Consommation ma Entrées analogiques Résolution 256 éch Tension mesurable 0 3,3 V Tension de protection -0,7 24 V Impédance d entrée 10 k Capacité à l entrée 100 nf Linéarité % Entrées numériques Niveaux logiques 0 3,3 V VIL -0,5 1 V VIH 2,3 24 V Température de fonctionnement C Autres caractéristiques Processeur utilisé : PIC16F876 à 10MHz Mémoire embarquée : 256 ko A titre de comparaison, un ordinateur actuel fonctionne au moins à 1GHz (100 fois plus vite) et dispose d au moins 50Go de mémoire ( fois plus!). Mais il ne fonctionne pas avec une seule pile 4,5V 8/10 guide_utilisateur_carte_mermoz_v1.8

9 "# Le pont diviseur de tension Les tensions d'entrée mesurées ne doivent pas dépasser 3,3V. Or, certaines expériences ont des tensions de sortie beaucoup plus grandes. Pour adapter son expérience, nous recommandons l utilisation d un pont diviseur de tension : On montre aisément la relation liant la tension de sortie Us à la tension d entrée Ue. R2 Us = Ue R1 + R2 Pour limiter la consommation, on choisira les valeurs des résistances entre 1k et 470k Si on souhaite affiner les réglages une fois l expérience réalisée et calibrée, on peut utiliser des résistances ajustables. Par exemple, pour convertir une entrée 5V en sortie 3,3V (compatible avec la carte), il faut choisir R1 = 4,7k et R2 = 9,1k (ces valeurs sont normalisées dans la série E24 des résistances). Le montage à amplificateur opérationnel R1 V+ Entree A Vers Carte R2 4 GND GND Certains capteurs n utilisent pas toute la plage d entrée de la carte Mermoz (0-3.3V). Pour palier à ce problème nous recommandons l utilisation d amplificateurs opérationnels. La relation entre la tension d entrée et la sortie vers la carte Mermoz est la suivante : 9/10 guide_utilisateur_carte_mermoz_v1.8

10 R1 Us = + 1 Ue R2 Par exemple, si un capteur délivre une tension entre 0 et 1,1 V, nous pouvons choisir R1 = 100k et R2 = 51k (ces valeurs sont normalisées dans la série E24 des résistances). Pour ce montage, l'amplificateur opérationnel TLV2461 (1,25 piece) conviendra parfaitement). Les valeurs normalisées des résistances Pour les résistances classiques, il existe des séries normalisées E6, E12, E24, E48 qui limitent les possibilités des 2 chiffres significatifs. La liste suivante représente les 24 valeurs de la série E24 (± 5%) 10, 11, 12, 13, 15, 16, 18, 20, 22, 24, 27, 30, 33, 36, 39, 43, 47, 51, 56, 62, 68, 75, 82, 91 (x1, x10, x100,, k, M). 10/10 guide_utilisateur_carte_mermoz_v1.8