L'électronique sur PC (5)

Les articles précédents de cette série décrivaient l’utilisation du PC pour des tâches purement numériques : commuter, interroger et compter. Il est temps de devenir plus analogique. Un programme ne doit pas être seulement capable de distinguer entre « oui » et « non », mais aussi entre « plus grand » et « plus petit ».Une tension quelconque appliquée à l’entrée de l’interface sérielle est lue comme logique 0 ou logique 1. Le PC n’est toutefois pas « en mesure » de mieux déterminer la valeur de la tension. L’utilisation d’une résistance entre une sortie à un niveau haut et une entrée donne un résultat similaire. Soit la valeur de la résistance est assez faible pour provoquer l’apparition d’un état 1 bien défini à l’entrée, soit elle ne l’est pas. Il faut recourir à une autre méthode si l’on veut en savoir plus long.

Nous nous sommes penchés jusqu’ici sur les particularités des sorties RS-232. Passons aux entrées. Les normes exigent que les signaux dépassant +3 V soient identifiés comme signaux de niveau haut, ceux de moins de –3 V comme signaux de niveau bas. Les niveaux intermédiaires sont indéfinis.Les cartes enfichables RS-232 sont équipées la plupart du temps de récepteurs de ligne type 1489 (figure 1). Ces C.I. n’ont besoin que d’une tension d’alimentation unique de 5 V. Le circuit interne est composé d’un étage de commutation simple à 3 transistors. On voit que le seuil de commutation peut être en fait proche du seuil base-émetteur à environ 0,6 V. En tenant également compte du diviseur de tension 3k8/10 k? à l’entrée, on atteint environ 0,8 V. Mais une résistance RF relie aussi la sortie du deuxième transistor à la base de premier.

La troisième partie traite des sorties de l’interface RS-232. Pour commander quelque chose par les liaisons d’émission du port sériel, il faut savoir ce que l’on peut attendre (ou non) des circuits de sortie de l’interface. Il va sans dire que ces connaissances seront appliquées à des cas concrets.La première partie du cours a déjà permis d’établir que les liaisons de sortie de l’interface RS-232 se trouvent sous +10 V ou –10 V. On a pu d’autre part y raccorder une LED sans aucun risque car le courant est limité. Mais comment les sorties se comportent-elles exactement ? Nous y arrivons.Les fabricants de matériel informatique pour PC se conforment en grande majorité aux niveaux de transmission des données de la norme RS-232. On a décrété à l’origine que les tensions de sortie seraient de ±15 V.

Le bricolage radio constitue la première étape quasi obligatoire sur le chemin de l’électronique et il serait de tradition que cette étape passe par un démodulateur simple pour Petites Ondes (P.O.) qui ne permet toutefois plus « d’attraper » grand chose pendant la journée.Un récepteur Audion classique pour ondes courtes est presque aussi simple mais bien plus intéressant car, outre des émetteurs du monde entier, il peut aussi recevoir les émissions BLU (dites SSB pour Single Side Band, bande latérale unique) et CW (Continuous Wave, ondes entretenues pour le morse).Les débuts de la réception par ondes réfléchies sont activement « couplés »s au circuit Audion. Il était basé dans la plupart des cas sur un seul tube (triode ou pentode). Outre le condensateur variable servant à régler la fréquence de réception, on disposait d’une contre-réaction permettant de compenser l’amortissement du circuit oscillant.

Nous nous sommes intéressés, dans le premier article consacré à l’USB, à ses caractéristiques électriques. Ce second article abordera plus spécifiquement les protocoles et l’aspect logiciel de ce bus. Nous vous proposerons également un exemple de programme pratique pour la mise en oeuvre de l’interface USB décrite elle aussi dans le numéro du mois dernier.Lors de la connexion d’un nouveau périphérique le Hub commence par apprendre, par la mise au niveau haut d’une ligne de données, la présence d’un nouvel appareil. Le branchement d’un nouveau périphérique USB déclenche une série de processus dont la chronologie est la suivante : ...

La deuxième partie fait la part belle au logiciel. Le programme IOtest présenté dans la première partie est examiné de plus près. Les 2 travaux suivants, la commande de feux de circulation et un générateur d’impulsions, offrent des exemples simples de programmation en Visual Basic.Le programme IOtest a été présenté dans la première partie. La méthode d’accès à l’interface intéressera certainement la plupart des lecteurs qui possèdent une expérience en programmation. La liaison entre Visual Basic et l’interface est assurée par PORT.DLL de H.-J.Berndt tirée de l’ouvrage Publitronic « Je programme les interfaces de mon PC sous Windows » qui peut être copiée gratuitement pour ce cours de base à partir du site Web Elektor (www.elektor.presse.fr). En l’absence d’accès au téléchargement, on peut se rabattre sur la disquette du logiciel du cours (service EPS dans ce même numéro).

Qui n’a jamais eu l’idée d’automatiser ou de surveiller quelque chose avec son PC ? Les expériences d’électronique sur PC ne sont pas forcément compliquées ou coûteuses. Il suffit souvent de se servir directement des interfaces disponibles du PC. Cette série d’articles est consacrée à des expériences basées sur l’interface sérielle qui peuvent être réalisées avec des programmes simples en Visual Basic.Beaucoup se demanderont : Pourquoi justement l’interface sérielle, alors qu’elle est plus compliquée et possède moins de lignes que l’interface de l’imprimante ?L’utilisation du port sériel dans ce cours élémentaire a de nombreuses (bonnes) raisons :– L’interface sérielle est très résistante aux manipulations qui pourraient causer des dommages involontaires. On peut raccorder les connecteurs pendant que le PC fonctionne sans risquer de l’endommager.– Une des interfaces sérielles est encore disponible dans la majorité des cas et peut être utilisée pour des expériences.– Le courant fourni par l’interface sérielle ellemême est suffisamment élevé pour permettre de réaliser de nombreuses expériences sans l’aide d’un bloc d’alimentation secteur.

L’acronyme USB se trouve, aujourd’hui, dans toutes les bouches. Cette nouvelle interface sérielle risque, à moyen terme, de se substituer à la plupart des interfaces actuelles d’un PC. Cela explique qu’Elektor ait décidé de mettre la main à la pâte.Prenons le temps, avant de passer à la pratique, de donner quelquesunes des rares caractéristiques de base de l’USB (le Universal Serial Bus). Il existe, dans la première mouture de cette norme, la version USBV1.1, les périphériques qui travaillent à faible vitesse (1,5 Mbit/s) et ceux qui l’utilisent à pleine vitesse (12 Mbits/s). La vitesse de transmission la plus faible dépasse déjà de beaucoup les taux de transmission usuels des interfaces sérielles actuelles. L’un des problèmes majeurs que l’on rencontrait sur un PC tant soit peu « évolué » était une absence d’interface qui soit encore libre. L’USB présente l’indiscutable avantage de permettre, par la simple adjonction d’un répartiteur de bus (HUB), de disposer de 4 nouveaux ports. Il est, théoriquement, possible de connecter un maximum de 127 périphériques au total.

L’interface USB décrite dans le présent numéro prouve, si besoin en était, que rien n’interdit de mettre l’USB à contribution pour des applications personnalisées ayant trait à la mesure, la commande (automates) ou la régulation. Ceci n’empêche pas que l’on se pose un certain nombre de questions telles que, comment développer un tel appareil, quel cahier des charges faut-il respecter, où trouver les informations indispensables ?Comme le suggère son nom, l’USB (Universal Serial Bus) est un bus sériel auquel il est possible de connecter plusieurs périphériques et par le biais duquel il est possible de les adresser. L’USB est sensiblement plus complexe que RS-232 mais avec un taux de transfert de 1,5 Mbit/s (périphériques Faible Vitesse) ou de 12 Mbits/s (périphériques Grande Vitesse) également notablement plus rapide. À cela s’ajoute que les concepteurs de l’USB ont attaché une importance capitale aux 2 aspects primordiaux que sont la simplicité et à la sécurité de mise en oeuvre.

Les anciennes suggestions de réalisation de radios basées sur une simple diode font le plus souvent appel à des casques d’écoute à haute impédance (2 x 2 000 ?) qui sont passés de mode. Aujourd’hui, par contre, on trouve des casques d’écoute bon marché pour baladeurs 2 x 32 ?, mais ils feront aussi l’affaire avec un transformateur approprié : celui d’une alimentation enfichable fera l’affaire. Si l’on prend un bloc d’alimentation à commutation de tension (3/4,5/6/9/12 V) sans redresseur ni condensateur électrolytique de filtrage, il est même possible de déterminer le meilleur rapport de transfert.