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Description du matériel
Un module Arduino est généralement construit autour d’un microcontrôleur Atmel AVR (ATmega328 ou ATmega2560 pour les versions récentes, ATmega168 ou ATmega8 pour les plus anciennes), et de composants complémentaires qui facilitent la programmation et l’interfaçage avec d’autres circuits. Chaque module possède au moins un régulateur linéaire 5V et un oscillateur à quartz 16 MHz (ou un résonateur céramique dans certains modèles). Le microcontrôleur est pré-programmé avec un bootloader de façon à ce qu’un programmateur dédié ne soit pas nécessaire. Les modules sont programmés au travers d’une connexion série RS-232, mais les connexions permettant cette programmation diffèrent selon les modèles. Les premiers Arduino possédaient un port série, puis l’USB est apparu sur les modèles Diecimila, tandis que certains modules destinés à une utilisation portable se sont affranchis de l’interface de programmation, relocalisée sur un module USB-série dédié (sous forme de carte ou de câble). L’Arduino utilise la plupart des entrées/sorties du microcontrôleur pour l’interfaçage avec les autres circuits. Le modèle Diecimila par exemple, possède 14 entrées/sorties numériques, dont 6 peuvent produire des signaux PWM, et 6 entrées analogiques. Les connexions sont établies au travers de connecteurs femelle HE14 situés sur le dessus de la carte, les modules d’extension venant s’empiler sur l’Arduino. Plusieurs sortes d’extensions sont disponibles dans le commerce. Les modules non officiels « BoArduino » et « Barebones », compatibles avec la technologie Arduino, utilisent des connecteurs mâle pour une utilisation aisée avec des plaques de test.
étage de comparaison
Pour le comparateur on s’est mis d’accord pour un boitier TL084 qui contient quatre AOP, ce dernier peut être remplacé par un LM324 et qui est tout aussi répandu. Les comparateurs sont tous utilisés de la même façon. On applique sur leur entrée inverseuse une tension de référence qui correspond à la température à partir de laquelle on décide d’allumer les LED, et on applique sur leur entrée non-inverseuse la tension qui sort du LM35 et qui est fonction de la température. Prenons l’exemple du comparateur U2B qui est utilisé pour l’allumage de la LED « Froid ». Le rapport température sur tension est le même pour les valeurs de consigne et pour la valeur mesurée, à savoir 10 mV / °C. Si on veut que la LED « Froid » s’allume audelà de 20 degrés, il suffit de régler le potentiomètre RV1 de telle sorte qu’on ait sur son curseur une tension de 200 mV. Pour un basculement à 25 °C, il faudrait régler RV1 pour disposer d’une tension de seuil de 250 mV. Même chose pour les autres réglages de seuils assurés par les potentiomètres ajustables RV2 (tiède) et RV3 (chaud). Comme les trois comparateurs sont montés en « parallèle » et de façon indépendante, le fonctionnement est le suivant :
•La sortie du comparateur U2:B passe à l’état haut si la température mesurée est supérieure à la température de consigne « froid » (mesurable en SL).
•La sortie du comparateur U2:A passe à l’état haut si la température mesurée (mesurable en TP1) est supérieure à la température de consigne « tiède » (mesurable en SM).
•La sortie du comparateur U2:D passe à l’état haut si la température mesurée (mesurable en TP1) est supérieure à la température de consigne « chaud » (mesurable en SH). •La sortie du comparateur U2:C est dans un état quelque peu indéterminé et on s’en fiche, pour une fois.
encodeur de priorité : Notez qu’avec ce type de fonctionnement, on peut avoir une, deux ou trois LED allumées selon le nombre de seuils dépassés. Pour n’avoir qu’une seule LED allumée à la fois, on a décidé d’utiliser… un encodeur de priorité. C’est une solution parmi d’autres qui reste optionnelle et qu’on à utilisé ici vu le contexte de ce projet. Un encodeur de priorité dispose de plusieurs entrées et de plusieurs sorties, ces dernières sont activées ou désactivées selon l’état des entrées. L’encodeur choisi est un CD4532, qui dispose de 8 entrées et de 3 sorties codées en binaire. Le code binaire de sortie dépend de l’entrée de plus haut niveau activée. Si aucune entrée n’est activée, la sortie est à « 000 ». Si une seule entrée est activée, la sortie est le reflet en binaire de sa position (sortie « 000 » si entrée D0 activée, sortie « 001 » si entrée D1 activée, sortie « 010 » si entrée D2 activée, sortie « 011 » si entrée D3 activée, sortie « 100 » si entrée D4 activée, etc). Si plusieurs entrées sont activées en même temps, l’entrée de plus haut rang est prioritaire et c’est elle qui est prise en compte, les autres entrées sont ignorées. Dans le cas qui nous intéresse ici, on cherche à n’avoir qu’une seule LED allumée à la fois. On évite donc d’utiliser les entrées qui conduisent à avoir un code binaire de sortie où il y a plusieurs sorties actives en même temps.
CONCLUSION
Cette étude était focalisée principalement sur la conception d’un thermomètre électronique avec en arrière plan la mise en évidence de quelques bases d’électroniques générale, l’électronique numérique en introduisant les notions de capteurs. Pour aborder ce travail, nous avons sélectionné le capteur approprié grâce à sa précision et à sa linéarité sur un grand intervalle à l’aide d’un multimètre. Ensuite nous avons mis en place un schéma électronique de notre thermomètre qui comprend l’alimentation, capteur, microcontrôleur, afficheur et comparateur. La mise en marche du thermomètre à l’aide de plusieurs essais selon des sources de chaleur est établie pour bien élucider la température affichée selon un comparateur contenant uniquement des LEDs de couleur différentes. La suite de notre travail a consisté à utilisation du microcontrôleur qui permet la réalisation de la conversion numérique et l’acquisition des données en utilisant Arduino Uno. Cet instrument a la possibilité d’effectuer les calculs pour afficher la température sur un afficheur LCD. Le résultat final est concordant et en accord avec les références bibliographiques. Néanmoins, il est à signaler qu’au cours de nos essais au laboratoire, le manque de composantes était une contrainte pour notre expérience. Ce modeste travail n’est pas une fin en soi mais notre contribution a suscité pour nous, les grandes possibilités de développement de cet axe comme la conception des thermomètres de divers model miniature. Les intérêts pratiques de ces thermomètres à model réduits seront d’une utilité certaine et d’une grande importance dans divers domaines d’interventions.
Introduction générale |
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