Nouvelle stratégie opérationnelle.

Améliorer un produit quand on entreprend la réalisation d’une nouvelle mouture devrait être l’occasion de systématiquement réaliser un bilan sur les qualités et les défauts du modèle précédent. Le projet vise à améliorer les performances. Dans notre exemple on minimise les dimensions de l’appareil, et surtout on s’engage dans des affichages graphiques. Outre ces caractéristiques du cahier des charges fonctionnel qui ont initié cette version du laboratoire, il serait dommage de ne pas chercher à rendre encore plus convivial le futur objet.
Personnellement, je trouve toujours plus agréable de tourner un bouton flèche, que d’utiliser un clavier pour sélectionner une valeur dans un tableau de possibilités. Pour améliorer l’agrément de mise en œuvre de l’oscilloscope, et en particulier la prédétermination des diverses options imposées à l’appareil, une nouvelle procédure d’exploitation est implémentée :
1) Pour pouvoir contrôleur l’activité de l’appareil, la LED jaune s’illuminera durant la numérisation.
2) En entrée dans la fonction, il n’y a pas de synchronisation. Le programme enchaîne en boucle numérisation et affichage des données sur graphe en mode
x   A. Étant actif quelle que soit l’onde présente en E, on peut ainsi évaluer son amplitude et envisager un seuil idoine pour provoquer la synchronisation.
x   (Si le seuil n’est jamais franchi par le signal en mode SYN il y a blocage.)
3) En mode synchronisé, toute action courte sur FC+ arme un déclenchement. Le logiciel se met en attente jusqu’à détecter un passage du seuil de
x   transition en « montant » ou en « descendant » en fonction du sens choisi pour le front et précisé avec ou dans la zone des paramètres de consigne.
4) Le mode SYNchronisé efface l’écran avant la numérisation, ainsi on sait si le déclenchement se produit ou non.
x   (Si le seuil n’est pas  franchi, la grille reste vierge et la LED jaune reste éteinte.)
5) Pour quitter la fonction oscilloscope et revenir au MENU principal, utiliser FC+ long.
6) Une action courte sur FC- court fait passer au menu local de configuration des paramètres.
7) En sortie des options, si SYN est activée, il y a non effacement de l’écran pour conserver l’ancienne trace, et ce jusqu’au prochain déclenchement.

Menu local du paramétrage de l’oscilloscope.

Compte tenu du nombre de paramètres pouvant être consignés, deux pages de consignes représentées sur la Fig.71 seront nécessaires pour couvrir nos besoins. Pour que vous puissiez constater l’entière compatibilité, c’est l’écran OLED monochrome qui est pris en photographie sur les images d’explications. Chaque page X et Y visualise dans la « zone orange » la valeur de la tension continue issue du potentiomètre P et appliquée sur l’entrée E par le « strap » S.

Quelle que soit la page de paramètres en cours, nous trouvons une information binaire supérieure mise en évidence dans l’encadré bleu, et une consigne intermédiaire également binaire.  FC+ court inverse l’état de la consigne supérieure, FC- court l’état de l’option intermédiaire dans l’encadré vert. Ces

paramètres (Encadré bleu et encadré vert.) sont du type OUI/NON d’où leur désignation « binaire ». FC- long valide la donnée dont la valeur est déterminée par la position du potentiomètre. Dans le cas de la page X la tension actuelle délivrée en E par le potentiomètre deviendra celle du seuil de SYNchronisation. Durant la page Y, lorsque l’on effectue une rotation depuis 0 jusqu’au maximum, la tension numérisée engendre en 1 le « balayage » des 18 options possibles pour la BASE DE TEMPS. La valeur de 150mS jugée vraiment peu utile est abandonnée d’autant plus qu’elle conduit à une durée d’échantillonnages importante.
Étant dans la page X, un FC+ long a provoqué l’affichage de la page Y. Un FC- court a inversé l’état de GRILLE qui observable sur la Fig.72 affiche NON. Puis un appui sur FC- long a transféré la valeur présente en 1 dans le champ Base de Tmp. Un dernier FC+ long engendrerait un retour au mode exploitation. Comme dans l’état actuel le paramètre SYN est consigné à NON, le programme boucle en permanence sur un cycle de mesurage suivi d’une visualisation. La LED jaune clignote à une rapidité qui est fonction du temps exigé pour effectuer la saisie des 120 échantillons. Chaque numérisation sera décalée, dans notre cas, de 10mS de la précédente. Il faudra pour ce cas de figure 120 x 0.01 = 1,2S pour effectuer la totalité de l’échantillonnage. La LED jaune alternera son état à cette cadence. Noter que si SYN est validée, l’échantillonnage ne suit pas instantanément la détection du front car il y a un petit retard nécessaire pour allumer la LED jaune.

Simplifier matériellement le paramétrage de l’oscilloscope.

Très agréable sur le plan théorique, la nouvelle exploitation des menus avec usage du potentiomètre présente toutefois un inconvénient majeur qui transforme une approche incontestablement très séduisante en une corvée sans nom. D’où cette galère abominablement indigeste peut elle résulter ?
La réponse est immédiate dès que vous téléversez le programme P10_Oscilloscope_seul.ino sur le module BOARDUINO. Voici la procédure à appliquer :
1) Il faut valider la tension continue du potentiomètre sur l’entrée E pour qu’elle soit mesurée.
2) Passant en saisie des paramètres, la rampe analogique change en permanence de longueur … car l’entrée E est toujours en liaison avec la source de
x   tension en cours de mesurage.
3) Il faut alors débrancher le signal de l’entrée E pour suspendre la perturbation qu’il engendre.
4) Quand tous les paramètres sont consignés, on revient au mode exploitation.
5) Il faut ensuite enlever le strap du potentiomètre pour ne pas qu’il perturbe le signal en entrée.
6) On rebranche la source du signal en cours d’étude pour effectuer un autre échantillonnage.

Vraiment trop fastidieux. On passe son temps à brancher et débrancher à chaque changement de paramètre :
C’est invivable !
Pour contourner cette difficulté, il suffit de réaliser un petit adaptateur qui sera inséré dans le connecteur d’entrées du PICOLAB et qui rend aisées ces diverses manipulations. Tant qu’à créer un nouveau petit circuit imprimé, on en profite pour étendre les facilités de branchement de notre appareil de mesures. Ainsi assisté il devient plus encombrant, mais ce n’est que passager. Pour les fonctions ordinaires, celles qui sont le plus utilisées, on se contentera de la version minimale.
Le schéma retenu pour le petit adaptateur est représenté sur la Fig.73 et permet d’effectuer ces branchements et isolations par un simple appui sur le bouton poussoir P. (Élément à deux sections indépendantes.)
Un petit inverseur à tirette Inv permet en outre d’appliquer en permanence la tension potentiométrique si l’on désire superposer une composante continue au signal d’entrée sur E. (Voir le didacticiel relatif au MINI LABORATOIRE.) Les six broches du connecteur d’entrées HE14 sont déportées sur un connecteur C de même type. Pour raison de commodité, les quatre broches +50Vcc, PWM, B.F. et 100kΩ peuvent être redirigées via le strap S vers une douille de couleur jaune servant de prise pour fiche banane de diamètre 2mm E’. Le strap S de la Fig.71 est enlevé de son support et l’on branche la petite fiche F de la ligne L. La Fig.74 montre l’adaptateur en cours de réalisation. Comme la douille jaune E’ est masquée par le bouton poussoir P elle a été dessinée en jaune pour en situer la position. Les deux trous T1 servent à fixer un support avec semelle en feutre pour assurer un appui correct et éviter que le total ne soit en porte-à-faux. Deux trous T2  sont prévus pour placer une petite plaque transparente qui protège une étiquette papier sur laquelle sont indiquées les fonctions des broches du connecteur HE14 C maintenant disponible verticalement.
Abusant des techniques largement détaillées dans les documents précédents, la Fig.75 propose le dessin à grande échelle du circuit imprimé. En A nous avons la vue de dessus coté composants qui suppose la plaque cuivrée transparente pour laisser voir les pistes conductrices. Le rectangle bleu clair représente l’étiquette informative et sa plaque translucide qui la recouvre pour la protéger. B présente le circuit vu côté pistes tel qu’il se présente quand les coupures de bandes conductrices ont été effectuées et que les divers trous de traversée ont été percés. Notez au passage la présence de deux liaisons filaires sur le dessous qui assurent la continuité électrique sur les quatre pistes voisines.

Pouvoir brancher facilement le module de mesure des tensions alternatives.

Puisque nous en sommes à de la réalisation matérielle, autant en profiter pour se « débarrasser » de tout ce qui concerne le fer à souder. À bien y réfléchir, nous n’avons actuellement aucun moyen de brancher aisément le petit circuit de mesure des tensions alternatives sur PICOLAB. Pour palier ce manque, il suffit de réaliser un tout petit circuit reprenant le connecteur des entrées, sur lequel on ajoute deux douilles au bon écartement. Visible sur la Fig.76 ce petit accessoire offre l’avantage de pouvoir utiliser soit le connecteur HE14 sur ses six broches, soit la masse GND et l’entrée E avec des fiches bananes au diamètre de 4mm. La Fig.76 montre l’adaptateur enfiché sur PICOLAB avec le module de mesure des tensions alternatives en place. Les deux douilles sont placées vers le bas de façon à ce que les douilles D servent de support à droite. Quand elles sont en contact avec le plan de travail le circuit imprimé est horizontal. La Fig.77 montre l’adaptateur coté cuivre. Cette photographie est largement suffisante pour comprendre son agencement, inutile d’ajouter le dessin du circuit imprimé.

La totale.

Avec tous ces petits modules extérieurs complémentaires, nous finissons par ne plus trop savoir qui fait quoi. Une récapitulation me semble ici la bienvenue pour s’y retrouver facilement. La Fig.78 regroupe toute la famille et a été réalisée lors du développement de PICOLAB. La carte BOARDUINO en 1 est reliée à un Arduino UNO en 2 pour pouvoir y téléverser sur site les logiciels en cours d’élaboration. Le bouton du potentiomètre n’a pas encore son petit cabochon jaune. Pour mesurer les INTENSITÉS ou se brancher sur A3 actuellement disponible, il suffit d’insérer le petit circuit 3. Le module 4 porte le potentiomètre qui à convenance permet d’appliquer une tension continue variable sur l’entrée E. Cette composante sera utile soit pour « élever » la valeur d’un signal alternatif et le rendre compatible avec la limite [0 +5V] du CAN de l’ATmega328, soit de servir de cadran pour ajuster un signal ou un paramètre de PICOLAB. Sur ce petit circuit on dispose également d’un petit BUZZER pour rendre audibles divers signaux basses fréquences. L’accessoire 5 duplique le connecteur HE14 latéral et permet de brancher des fiches bananes de diamètre 4mm sur E et sur GND. Les deux douilles peuvent accueillir l’adaptateur 6 conçu pour la mesure des tensions alternatives.
L’adaptateur 7 plus volumineux s’enfiche à la place de 5. Principalement étudié pour l’utilisation conviviale de l’oscilloscope numérique, il sert également à disposer, sur une douille pour fiche banane de 4mm, de toutes les broches du connecteur HE14 latéral. Mise à part GND et E qui sont en permanence disponibles sur les deux douilles respectivement bleue et rouge, les broches +50Vcc, PWM, B.F. et 100kΩ sont sélectionnées au moyen d’un petit strap à languette 8. Pour bénéficier de la commutation apportée par le bouton poussoir de 7 et de son petit inverseur à tirette, il faut enlever le strap en 10 inséré sur les picots de 4 et y brancher la ligne 9.
L’intégralité des divers adaptateurs, convertisseurs, « brancheurs » sont disponibles et trouveront leur place dans le coffret de PICOLAB. Pour compléter sa polyvalence, il nous faut maintenant vérifier le bon fonctionnement de l’oscilloscope avec P10_Oscilloscope_seul.ino et en intégrer ses séquences logicielles dans le programme P30_PICOLAB_complet.ino.
FACILE ! Vous téléversez P10_Oscilloscope_seul.ino dans 1 par l’entremise de 2 et vous aidant des concepts précisés en détails dans le préambule de ce chapitre vous testez toutes les facettes de ce petit traceur électronique. Pour injecter un signal, vous pouvez utiliser la sortie PWM, mais l’appareil révèlera surtout ses qualités graphiques en lui fournissant un signal aux lignes plus harmonieuses. Avec les paramètres de la Fig.72 mais en validant la Définition DOUBLE on obtient la présentation montrée sur les photographies de la Fig.79 pour laquelle un signal sinusoïdal 50Hz est visualisé sur cinq alternances complètes. Ces images témoignent du fait que le mode fenêtrage du MINI LABORATOIRE n’est plus du tout utile. En A la grille permet de mesurer les amplitudes et les durées. On peut vérifier que la période fait bien 20mS soit un signal de 50Hz. L’amplitude varie entre 0 et +4,3V environ. La valeur efficace calculée sur la « largeur de l’écran », c’est à dire sur les 120 échantillons, se situe aux environs de 1,9V ce qui prouve que les « pics » sont plus étroits que les « creux ». Enfin en B seule la trace est affichée, la courbe est ainsi plus facile à observer.

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