Simulons l'allumage des feux à un carrefour !

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Prérequis

Comment a-t-on compté à travers les âges ? (notamment la numération à l'ère numérique)

Comment stocker et coder des informations ?

Introduction

L'objectif de ce TP est double :

- Dans un premier temps, utiliser les fonctionnalités du logiciel ELWIN et la maquette de la mallette ELIN pour simuler l'allumage des feux à un carrefour.
- Dans un second temps, essayer de comprendre comment  circule l'information en faisant des mesures directement au niveau du port parallèle pour observer les tensions existantes.

Bien se rappeler avant de démarrer :

• le mode parallèle où l'information circule sur autant de fils qu'il y a de bits à transférer (bus des données)
• et le mode série où l'information circule dans un seul fil.

Le mode parallèle est utilisé, par exemple, pour la sortie imprimante alors que le mode série est utilisé pour des liaisons à longue distance (Minitel, Fax, Internet).
C'est câble parallèle, nécessaire pour relier les imprimantes avant l'apparition du port USB, qui va servir dans nos travaux. On reliera ainsi les modules de la mallette ELIN avec l'ordinateur...

Plan

1 - Prise en main du matériel
2 - Qui réussira à simuler l'allumage des feux à un carrefour ?
3 - Faisons les curieux et mesurons les tensions !
 

Perspective

Programmer l'allumage des feux avec QuickBasic

Rédacteur : CG

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1 - Prise en main du matériel

Branchements

Le module DEL se trouve dans la mallette ELIN  accompagné d'un câble d'imprimante.
Tout d'abord, connecte le câble à la prise parallèle de l'imprimante de l'ordinateur, puis connecter à l'autre extrémité le module DEL. Ce module est assez fragile et pour ne pas l'abîmer lors du branchement du câble, procéder comme sur la photo ci dessous.
Il est indispensable d'alimenter le module DEL ! Choisis une alimentation ( -15V ; 0 ; +15V ) et un câble à trois brins ou, comme sur la photo, prendre trois fils de couleur. Ce module est aussi fragile électriquement : Ne pas inverser les branchements !

Utilitaire

Lancement de Elwin

Travail à faire

Clique sur le bouton rouge :  . Tu obtiens la boîte de dialogue ci-contre. Mettre à 1 successivement les bits b0, b1, b2 ... etc. Complète le tableau ci-dessous (en essayant de comprendre ce qui se passe) :

La case cochée sera automatiquement mise à 1 et la DEL correspondante s'allumera (la case non cochée reste à 0).Vous pouvez choisir le bit à envoyer (du plus faible soit b0 au plus élevé soit b7).
Le logiciel vous affiche la valeur envoyée en base 10 et en base 16 (entre parenthèses).

Essaye d'envoyer la valeur 155 : Est-ce que c'est possible ? Clique sur le bouton  jaune : : Tu obtiens une boîte de dialogue similaire... Vérifie que c'est correct au regard des DEL : pour cela écris le nombre binaire apparaissant puis convertis-le. Quelle valeur faut-il envoyer pour faire briller les DEL b0, b1, b2 et b3 par exemple ?

Clique sur le bouton vert pour obtenir la boite de dialogue ci-contre. Positionne l'ascenseur sur 15 et indique l'état de chacune des DEL. Déduis-en l'écriture de 15 en base de 2. Même question pour 44 puis 255. Indique, dans chacun des cas, l'état des DEL (en utilisant la notation 0 ou 1) et la valeur hexadécimale. Que retrouve-t-on ?

 

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2 - Qui réussira à simuler l'allumage des feux à un carrefour ?

Travail à faire

Alimente le module DEL en (+15V, 0V, -15V) puis connecte ce module à ton ordinateur.

Connecte le module feux tricolore sur le module DEL.

L’allumage des feux est commandé par 8 broches du port parallèle. Toi-même tu peux commander l’état de ces 8 broches à l’aide du logiciel ELWIN.

Utilise les fonctionnalités accessibles par les icônes , ou .

Dresse un tableau des nombres binaires (écrits en décimal) qu'il faut envoyer, successivement, pour allumer chaque groupe de diodes et arriver à aboutir à cette simulation.

En utilisant une autre fonctionnalité du logiciel , "programme" cette simulation. Appelle le professeur pour vérifier si elle est correcte.

Sur la maquette quel est le composant placer dans le coin (nom) ? Imagine le rôle qu'il pourrait jouer et essayer, toujours à l'aide d'ELWIN, de l'utiliser.

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3 - Faisons les curieux et mesurons les tensions !

NB : Bien relire l'introduction avant de commencer

Travail à faire

A l'aide d'un voltmètre et de deux pointes, essaye : - de trouver les broches qui correspondent à la masse. - de mesurer la tension entre cette broche (masse) et les autres broches après avoir envoyer un nombre Évite les courts-circuits en touchant deux broches simultanément ! Il y a 25 broches mais seulement la moitié sont accessibles : Sois précis !

Résume tes manipulations et commente brièvement les résultats obtenus.
Conclus en décrivant le "lien" entre les nombres envoyés à partir d'ELWIN (sous forme signal numérique) et les tensions mesurées (sous forme signal analogique).

Envisage alors une explication pour expliquer comment vous avez pu "commander" l'allumage des feux.

Informations

Tous les informations transmises sont bien sûr codées en binaire. Chaque broches est soit dans l'état 0 soit dans l'état 1. On peut commander facilement l'état des 8 broches data ( D0 à D7) qui forment un octet. Il suffit d'écrire une ligne de programme... 

Application

Pour vérifier que le module DEL fonctionne bien, exécute le programme de quick basic suivant :

OUT &h378, 255

Les 8 Diodes du modules doivent s'allumer. Si ce n'est pas le cas, vérifie les branchement.
Vérifie aussi les tensions existantes entre les broches : Cela te permettra de déterminer certaines pannes avant d'appeler le professeur !

Modifie le programme en remplaçant 255 par d'autres nombres inférieurs.

Trouve la relation qu'il y a entre l'allumage de ces DEL et le nombre écrit à la fin de la ligne de commande .

Utilitaire

Lancement de QuickBasic

Perspective

Programmer l'allumage des feux avec QuickBasic