Académie d'Aix-Marseille Pédagogie
DisciplinesISCIPLINES

Logo Physique-Chimie



Une carte d'acquisition miniature 4 voies/10 bits

Facile à construire et accessible sous Excel

Gérard Samblancat
Professeur


1 . Présentation de la carte
    
Vous aimeriez plus facilement coupler vos données d'acquisition avec Excel ? Votre ordinateur portable ne digère pas les cartes d'acquisition internes ? Alors, ce montage devrait vous intéresser, à condition de ne pas avoir peur de faire quelques soudures (rien de bien méchant) et de disposer d'un budget d'environ 30 euros par carte...

1.1 . Principe de fonctionnement
   
Le module envoie en permanence sur le port série du pc (à chaque intervalle de temps configurables par switchs) la valeur binaire des 4 entrées analogiques, suivi du nombre de pulses comptés pendant cet intervalle.  
Tout le travail est fait par un microcontrôleur trés courant dans les magasins d'électronique (PIC16F876).
Ce composant rassemble dans une seule puce, à la fois l'unité de calcul, la mémoire programme, un convertisseur A/N 10 bits, des timers ,etc,etc...
De plus celui-ci étant trés peu gourmand  en électricité, il se contentera des tensions présentes sur le port COM du pc pour fonctionner, donc AUCUNE alimentation extérieure n'est nécessaire.
Les données sont envoyées à 9600 bauds en respectant la syntaxe suivante :
      ..... Préfixe "CH"  -  2 octets Voie1 - 2 octets Voie2 - 2 octets Voie3 - 2 octets Voie4 - 2 oc.Comptage.....
      ..... préfixe "CH" ...


1.2 . Fabrication de la carte


Voici une vue sommaire du circuit imprimé ....

vue cote composants vue cuivre

Liste des composants:
- PIC16F876A
- Quartz 3.2768mhz
- 2 * résistances 1kW
- 1 * résistance 4.7kW
- 4 * résistances de 27kW
- 1 * condensateur 100 nF
- prise DB9 femelle pour circuit imprimé
- switch * 4 pour circuit imprimé

Vous pouvez télécharger le typon à imprimer sur du transparent jet d'encre et à insoler sur un circuit époxy présensibilisé.
 

1.3 . Utilisation avec Excel

L'utilisation de la carte ne nécessite aucun réel driver, et on peut trés bien récupérer les données enutilisant un langage tel que TurboPascal, QuickBasic ou autres en lisant le port COM.
Dans le cas de l'utilisation directe avec Excel, il vous faudra quand même installer un contrôle ActiveX (TConnector) nécessaire pour gérer la liaison série. Vous pouvez le télécharger sur le site de Tec-it.
Une fois celui-ci installé, vous pourrez faire vos propres application en visual basic excel :
- lancer le visual basic editor (outils -> editer macro & mode création)
- insérer objet Tconnector
- régler les propriétés de l'objet Tconnector à 9600bauds, no parité, 1 stop, et numéro de com1 adéquat...

Vous pouvez aussi vous inspirer des exemples suivants.


2 . Exemple 1 - Comptage d'impulsions par période de 2 secondes
   
Voici un exemple de macro montrant le caractère aléatoire des désintégrations radioactives du Césium137 avec le C.R.A.B.
L'entrée 'Comptage TTL' de la carte est d'abord reliée à la prise DIN du CRAB (1=signal, 3=masse), qui fournit des impulsions 'brutes' et trés brèves (5 mS). La carte configurée va alors envoyer toutes les 2 secondes le nombre de pulses.
La macro affiche et réajuste en continu les totaux par fréquence, la variance, l'écart-type...
 


comptage impulsions CRAB

Télécharger CRAB.ZIP (36,7 ko)

3 . Exemple 2 - Mesure de 4 tensions
  
La carte est ici utilisée pour mesurer 4 tensions, issues de 4 thermistances fixées sur un barreau de cuivre dont une extrémité est chauffée par un bain-marie (TIPE - conductivité thermique du cuivre). La carte est encore configurée sur une période 2 sec. La macro reçoit les 4 valeurs brutes sur 16 bits toutes les 2 secondes, et en calcule la valeur moyenne pendant l'intervalle de temps voulu (ici 30s). Le graphique représente donc l'évolution des 4 températures moyennes dans le temps. La correspondance entre tension et température est possible grâce aux deux températures de référence (en haut à droite)...

mesure temperatures

Télécharger AQUTHERM.ZIP (49,2 ko)

4 . Quelques commentaires sur les exemples
  
Ces deux exemples partent de la même base, mais si vous voulez développez vos propres macro, il y a quelques points à surveiller :

- Les procédures Workbook_BeforeClose et Workbook_Open sont nécessaires pour ne pas avoir de problèmes, car le contrôle Tconnector, doit être démarré et arrêté en même temps que Excel...

- Les données brutes sont récupérées par TConnector_OnData dans la chaîne data.
Le test effectué sur la longueur  (=10?) est bien utile pour écarter toute erreur de transmission, ainsi que le message
envoyé épisodiquement par la version démo de Tconnector...

Bon courage, et n'hésitez pas à me contacter en cas de problèmes...