Exemples d’utilisation des lignes de sortie.

Posté le 26 avril 2000

Les lignes de sortie peuvent être utilisées pour commander des accessoires.

Commande d’accessoires simples : relais, lampes ou LEDs

Le 74HCT245 a 3 rôles :

  • remettre en forme les signaux TTL déformés par leur parcours dans le câble
  • fournir un peu plus de courant pour pouvoir commander plusieurs circuits
    (ici il n’y en a qu’un, mais ça ne va pas durer)
  • isoler le port parallèle du PC de nos bricolages, par mesure de sécurité.
Schéma

L’ULN2804 est conçu pour commander 8 charges sous 50V, 500mA.
Pour le cas où ces charges seraient inductives (relais), des diodes de « roue libre » on été incluses dans le boîtier. Leur point commun (patte 10) doit être connecté au pole positif de l’alimentation de ces relais.

Exemple de programmation en BASIC (voir principe sur la page « principes de programmation« )

Commande d’un moteur pas-à-pas

Ce schéma est celui que nous avons utilisé à plusieurs reprises pour commander des plaques tournantes.

Le moteur utilisé est du type unipolaire: les quatre enroulements ont un point commun (connecté ici, au « plus ») et sont alimentés avec la même polarité.
Pour le faire tourner, il faut alimenter les enroulements à tour de rôle, mais en faisant se chevaucher les phases d’alimentation.
En numérotant les enroulements de 1 à 4 cela donne :

  • phase 1: enroulement 1 seul
  • phase 2: enroulement 1 + enroulement 2
  • phase 3: enroulement 2 seul
  • phase 4: enroulement 2 + enroulement 3
  • etc, jusqu’à la phase 8.
Schéma

Exemple de programmation en BASIC

Commentaires sur ce programme : Deux fonctions essentielles n’ont pas été détaillées dans cet exemple :
    1. la fonction qui conserve la position du mécanisme entraîné par le moteur, et qui permet donc de calculer de combien de pas il faut tourner. Par exemple, s’il s’agit de faire tourner une plaque tournante d’une voie à une autre, il faut savoir où est la plaque au départ et où elle doit se retrouver à l’arrivée. La différence entre ces deux positions, exprimée en pas, donne le déplacement à effectuer.
    2. la fonction temporisation, qui définit combien de temps le moteur va rester dans une même position, et donc sa vitesse de rotation. On peut réaliser cette temporisation de différentes façons, et il est impossible de rentrer ici dans le détail. Dans le cas le plus compliqué, on peut souhaiter avoir des démarrages et des arrêts progressifs, et la temporisation est donc variable, et fonction du nombre de pas déjà parcourus.

Note sur les moteurs pas-à-pas :

Il existe toutes sortes de moteurs pas-à-pas. Ils se distinguent par le nombre de pas par tour, la tension d’utilisation, la façon dont ils sont alimentés (unipolaires et bipolaires) et bien sûr par la puissance.
En attendant une page sur le sujet, disons qu’il est plus facile de bricoler avec des moteurs :

      • unipolaires (pas besoin de composants spéciaux pour les commander)
      • de tension « élevée » (12 et 24V, d’où courant réduit. Eviter les moteurs en 2, 3 et 5V)
      • avec un grand nombre de pas par tour (p.ex. 200)

Commande d’un convertisseur numérique-analogique

Commande d’un convertisseur simple :

Ce schéma utilise comme convertisseur un vieux classique à 8 bits: l’AD558, d’Analog Devices.
L’AD558 est une convertisseur monolithique, c’est-à-dire qu’il intègre dans un seul boîtier: le registre d’entrée, une référence de tension, le convertisseur proprement dit, et l’ampli de sortie.

En jouant sur les connexions, on peut lui faire délivrer une tension comprise entre 0 et 2,56V, ou bien une tension comprise entre 0 et 10V. C’est ce dernier montage qui est représenté ici.

Télécharger les spécifications de l’AD558

La page suivante donne des exemples d’utilisation de ce convertisseur pour commander une alimentation traction pour train.

Exemple de programmation en BASIC

Commentaires sur ce programme : Lorsqu’on charge dans le registre d’entrée du convertisseur une valeur binaire X comprise entre 0 et 255, il délivre en sortie une tension égale à 10V x (X/255) (dans la configuration ci-dessus).

Le registre est validé par -CS, actif bas, commandé par la ligne -C0 du port parallèle. Comme cette ligne inverse les signaux, il faut écrire un 1 pour valider le registre.

Commande d’un convertisseur quadruple :

Le convertisseur utilisé ici est un des plus récents de Texas Instruments.

C’est également un convertisseur monolithique, mais dont la référence de tension est externe.

Il peut également fonctionner comme un potentiomètre. Cette caractéristique le rend extrêmement intéressant pour la réalisation d’alimentations traction pour train. Le montage ci-contre permet de délivrer en sortie des tensions comprises entre Vdec (p.ex. 5V) et Vref (p. ex. 10V). L’alimentation Vdd doit être supérieure d’au moins 4V à Vref.

Schéma

Un autre de ses avantages est son prix: le boîtier coûte cinq fois moins qu’un AD558, mais comme il est quadruple, le convertisseur revient 20 fois moins cher que le précèdent.

Télécharger les spécifications du TLC7226

La page suivante donne des exemples d’utilisation de ce convertisseur pour commander une alimentation traction pour train.

Commentaires sur ce programme : Lorsqu’on charge dans le registre d’entrée d’un convertisseur une valeur binaire X comprise entre 0 et 255, il délivre en sortie une tension égale à Vdec + (Vref-Vdec)x(X/255) (dans la configuration ci-dessus).
Le même registre A1 du port parallèle est utilisé pour sélectionner l’un des 4 convertisseurs du TLC7226 et pour valider le registre d’entrée correspondant.
La sélection se fait par les lignes C0- et C1-. Comme ces lignes inversent la valeur du bit correspondant, il faut complémenter la variable Numéro avant utilisation.
La validation se fait par la ligne C3-, inversée comme précédemment.

Utilisation des CNA pour la commande d’alimentations tractions :

Voir notre page sur le sujet.

Commande d’un grand nombre d’accessoires

Voici une façon simple de commander 5×8=40 sorties à niveaux TTL (0/5V) avec des registres adressables 74HCT259.
Le numéro du point à commander est donné par les bits D0 à D5, et l’état de ce point par le bit D7.

Les bits D0 à D2 sont décodés par le 259 lui-même, et les bits D3 à D5 par le 138 en tête.

La valeur à charger dans le registre est donnée par le bit D7.

Ce montage est extensible à 64 points simplement en rajoutant trois autres 74HCT259. On a été limité ici par la taille du dessin.

Bien entendu, derrière les sorties TTL on doit ajouter l’interface de puissance adéquat pour commander l’accessoire correspondant. Des ULN2804 conviennent bien pour des lampes, des relais, ou même des LEDs.

Schéma

Commentaires sur ce schéma : Il existe en fait de multiples solutions pour commander un grand nombre de points de sorties, et il n’y a pas de limite théorique: il suffit d’introduire de nouveaux étages de 138. Le schéma présenté est beaucoup plus économique et beaucoup plus simple à mettre en oeuvre que ceux utilisant un PIO 8255 ou équivalents. Il s’applique aussi aux micro-processeurs classiques. Mais, si on utilise des micro-contrôleurs récents, il est plus simple d’utiliser des composants « série », fonctionnant sur le principe du registre à décalage: le circuit imprimé s’en trouve simplifié.

Exemple de programmation en BASIC

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