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| Un thermomètre électronique (Science&Vie) | Hardware Montages |
Nous vous proposons un montage qui fera office d'introduction à la réalisation du mois prochain. Il s'agit d'un thermomètre électronique. Si vous êtes un lecteur assidu de notre rubrique “Electronique amusante”, vous ne manquerez pas de remarquer que des sujets proches ont déjà été traités. Cependant les réalisations proposées permettaient soit de déclencher l'allumage d'une diode électroluminescente dès qu'un certain seuil de température était dépassé, soit de comparer deux températures. Mais en aucun cas une lecture directe n'était possible. A cela une raison simple : commander un afficheur reste relativement complexe et surtout d'un coût élevé si on veut réaliser cette opération à partir de circuits courants disponibles dans le commerce. Il n'en va pas de même dans le cadre de cette rubrique. En effet l'écran de notre micro-ordinateur nous fournira l'afficheur rêvé pour ce type de montage. Le programme associé à ce montage indiquera d'une part la température en chiffres et, d'autre part, représentera un thermomètre —tout à fait classique— dont la colonne montera, ou descendra, en fonction de la température. Ce programme n'est, bien sûr, proposé qu'à titre d'exemple et pourra être modifié au goût de chacun. Le mois prochain nous verrons une réalisation plus conséquente, mais l'ensemble des éléments de notre thermomètre sera réutilisé, de manière à pouvoir traiter simultanément le relevé de la température de plusieurs pièces et éventuellement de commander le démarrage du chauffage central. Mais nous n'en sommes pas encore là.
Voyons d'abord notre réalisation. Nous utiliserons une diode en tant que capteur de température. Comme nous le savons déjà, la tension résiduelle aux bornes d'une diode, lorsqu'elle est conductrice, est directement fonction de la température. C'est cette particularité que nous utiliserons ici. Cependant ces variations restant faibles, il sera indispensable de les amplifier avant de pouvoir les traiter. Un circuit intégré LM 324 sera utilisé à cet effet. Notons qu'en raison des disparités de construction sur les divers composants employés, deux potentiomètres ajustables seront utilisés pour l'étalonnage de l'appareil ainsi que, comme nous le verrons plus loin, un facteur de correction dans le programme. A la sortie de cet amplificateur, une tension continue variant entre 0 et 4,5 volts environ sera obtenue en fonction de la température. L'exploration totale de cette tension correspond à une variation d'environ 65- degrés à partir du point choisi comme origine à l'aide des potentiomètres, mais nous expliquerons plus loin comment étalonner l'appareil. Le signal issu de l'amplificateur sera, ensuite, appliqué à l'entrée d'un convertisseur analogique-digital. Il s'agit d'un circuit intégré ADC 0804. Enfin, les octets issus de la conversion seront introduits dans le micro-ordinateur par l'intermédiaire de l'interface que nous vous avons proposé de réaliser voici maintenant deux mois et demi et qui, nous l'espérons, vous donne entière satisfaction. Dernière phase de ce traitement: le programme. Ici encore, il a été écrit sur un ZX Spectrum, mais son adaptation à d'autres machines ne devrait pas poser de problème particulier. Les lignes 1 à 15 préparent l'écran et tracent le cadran du thermomètre. Afin de limiter les effets d'approximation de la conversion analo-gique-digitale, nous établirons une moyenne sur 100 mesures. D'où la boucle située des lignes 30 à 50 et incluant l'instruction IN 225. La variable B prendra pour valeur celle de la température mesurée. Le calcul de moyenne sera donc effectué, puis un facteur correctif, ici 0,35, lui sera appliqué. Notons que 0,35 correspond à une valeur moyenne calculée en première approximation et donnant, quelle que soit la tolérance de construction sur les composants employés, un fonctionnement approximatif du thermomètre. Pour obtenir une parfaite linéarité de l'appareil ce facteur correctif de 0,35 devra être modifié et déterminé de manière expérimentale. Nous reviendrons sur ce point lors des réglages. Enfin la sous-routine 1000 a pour but de faire monter, ou descendre, la colonne du thermomètre représenté. Le câblage de ce montage ne doit pas poser de problème particulier. Comme toujours dans cette rubrique, il sera réalisé en “wrapping” (voir nos numéros précédents) sur une plaquette munie de supports pour circuits intégrés. Notons que, les circuits employés ici étant identiques à ceux de notre cardiographe, il sera parfaitement possible de réutiliser ces derniers. Les interconnexions seront établies conformément au plan de câblage sur lequel le numéro de chaque borne de contact a été indiqué. Mise en route et réglages : une fois le câblage entièrement terminé et le programme tapé, le montage sera mis sous tension en enfichant le câble muni d'un connecteur 24 points provenant de l'interface principale — celle-ci devant être connectée sur le microordinateur avant sa mise en service. RUN sera alors demandé. Le programme dessinera le thermomètre et indiquera une valeur pour la température, comprise entre -15 et + 55. Il faudra alors agir sur Pj, réglage grossier, de manière à amener la température indiquée à une valeur proche de la température réelle; puis P2, réglage fin, sera actionné jusqu'à obtenir un résultat satisfaisant. Dès lors le thermomètre doit fonctionner. Si des écarts sont constatés par rapport à la température réelle lors de fortes variations de celle-ci, le facteur de correction (0,35) de la ligne 60 du programme devra être modifié en conséquence. SCHÉMAS ÉLECTRIQUE NOMENCLATURE
Henri-Pierre PENEL , Science&Vie n°824
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