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Interfaçage > ExAOCentrale d'acquisition
Les interfaces des centrales d'acquisition sont proches de celle d'un système automatisé si ce n'est qu'elles acceptent des signaux analogiques et possèdent nécessairement des convertisseurs analogiques/numériques.
Une des premières centrales utilisées a été ORPHY avec une interface M05/TO7 mise au point au laboratoire d'informatique du CNAM. Ce type d'interface permettait, entre autres, de procéder à 16 mesures simultanées (ou presque) analogiques et possédait aussi 8 sorties "tout ou rien".
Une autre interface, l'IP16, en dotation dans certains collèges pour la Technologie, était connectée à l'ordinateur par le port série (compatible MO5/TO7 ainsi que PC). La première version disposait de 8 entrées et 8 sorties numériques, ainsi que de 4 entrées et 4 sorties analogiques. Elle pouvait ainsi contrôler des capteurs de température, de lumière, de pression, etc. L'IP16 était programmable en langage Logo ou Basic. Un article "Charge et décharge d'un condensateur" était paru dans le numéro 6 (page 36) de la revue Médialog.
Les interfaces des centrales d'acquisition sont proches de celle d'un système automatisé si ce n'est qu'elles acceptent des signaux analogiques et possèdent nécessairement des convertisseurs analogiques/numériques.
Une des premières centrales utilisées a été ORPHY avec une interface M05/TO7 mise au point au laboratoire d'informatique du CNAM. Ce type d'interface permettait, entre autres, de procéder à 16 mesures simultanées (ou presque) analogiques et possédait aussi 8 sorties "tout ou rien".
Une autre interface, l'IP16, en dotation dans certains collèges pour la Technologie, était connectée à l'ordinateur par le port série (compatible MO5/TO7 ainsi que PC). La première version disposait de 8 entrées et 8 sorties numériques, ainsi que de 4 entrées et 4 sorties analogiques. Elle pouvait ainsi contrôler des capteurs de température, de lumière, de pression, etc. L'IP16 était programmable en langage Logo ou Basic. Un article "Charge et décharge d'un condensateur" était paru dans le numéro 6 (page 36) de la revue Médialog.
Exemples de réalisation avec ORPHY ou une version prototype (ANABIMU)
Premier exemple
La mesure de l'intensité respiratoire d'un organisme et l'évaluation de son métabolisme en Sciences Biologique.
Ce dispositif permet la mesure en continu de la consommation d'oxygène et le calcul immédiat de l'intensité respiratoire. La conception du logiciel permet le pilotage de la mesure, l'affichage des résultats et leur représentation graphique.
On trouvera le principe général de l'expérimentation assistée par ordinateur en Sciences Biologiques ainsi que la description complète de cette expérience par les auteurs Serges CESARANO (Formateur Informatique Académie de Créteil et membre du groupe Evariste du CNAM) et André VIDEAUD (IPR Sc. Naturelles Limoges) dans un article du bulletin de l'EPI n°40 (décembre 1985).
La mesure de l'intensité respiratoire d'un organisme et l'évaluation de son métabolisme en Sciences Biologique.
Ce dispositif permet la mesure en continu de la consommation d'oxygène et le calcul immédiat de l'intensité respiratoire. La conception du logiciel permet le pilotage de la mesure, l'affichage des résultats et leur représentation graphique.
On trouvera le principe général de l'expérimentation assistée par ordinateur en Sciences Biologiques ainsi que la description complète de cette expérience par les auteurs Serges CESARANO (Formateur Informatique Académie de Créteil et membre du groupe Evariste du CNAM) et André VIDEAUD (IPR Sc. Naturelles Limoges) dans un article du bulletin de l'EPI n°40 (décembre 1985).
Deuxième exemple
Etude du pendule de torsion en Sciences Physiques
Cette étude réalisée par R Ker (également membre du groupe Evariste) avec l'interface prototype ANABIMU du CNAM est paru dans le bulletin de l'EPI n°46 (juin 1987)
Etude du pendule de torsion en Sciences Physiques
Le groupe Evariste
Les travaux du groupe résultent d'une coopération étroite entre la Direction des Lycées et Collèges et le CNAM :
L'origine des histoires remonte aux temps préhistoriques du début des années 80. Dans la mouvance des travaux des mathématiciens du CREEM (Centre de Recherche sur l'Enseignement des Mathématiques- Département de Mathématiques du Conservatoire National des Arts et Métiers- PARIS, auteur des imagiciels), Frédéric Sourdillat suivi par Serge Cesarano et Robert Lagoutte imaginèrent la manipulation du pendule.
Christian Rellier, autre membre actif du groupe Evariste relate l'histoire du groupe et ses réalisations (en particulier des interfaces ORPHY) dans le bulletin de l'EPI n°60 (décembre 1990)
Ainsi, en 1990, le groupe Evariste avait mis à disposition une cinquantaine de séquences de cours, TP ou TD en Physique-Chimie, Biologie, Sciences et Techniques Industrielles, ...et avait mis au point la centrale d'acquisition ORPHY-GTS, pour compatibles PC, qui deviendra la centrale Phare fabriquée et vendue par la socité Micrelec.
Les travaux du groupe résultent d'une coopération étroite entre la Direction des Lycées et Collèges et le CNAM :
- le Bureau DLC-15 par des moyens en postes et heures d'enseignants ;
- le CNAM par un soutien scientifique et technique : Frédéric Sourdillat, chercheur en informatique pédagogique au laboratoire d'Informatique.
Christian Rellier, autre membre actif du groupe Evariste relate l'histoire du groupe et ses réalisations (en particulier des interfaces ORPHY) dans le bulletin de l'EPI n°60 (décembre 1990)
Ainsi, en 1990, le groupe Evariste avait mis à disposition une cinquantaine de séquences de cours, TP ou TD en Physique-Chimie, Biologie, Sciences et Techniques Industrielles, ...et avait mis au point la centrale d'acquisition ORPHY-GTS, pour compatibles PC, qui deviendra la centrale Phare fabriquée et vendue par la socité Micrelec.
Centrales d'acquisition du CNAM
Du fait des besoins qu'ils doivent satisfaire (précision, immunité à l'environnement, protections sévères...), les dispositifs industriels sont chers pour un établissement d'enseignement. Il fallait proposer un dispositif d'un prix accessible aux établissements scolaires (lycées, collèges), de performances acceptables et correctement protégé des manipulations dangereuses.
Du fait des besoins qu'ils doivent satisfaire (précision, immunité à l'environnement, protections sévères...), les dispositifs industriels sont chers pour un établissement d'enseignement. Il fallait proposer un dispositif d'un prix accessible aux établissements scolaires (lycées, collèges), de performances acceptables et correctement protégé des manipulations dangereuses.
ORPHY GTS
Le groupe EVARISTE s'est lancé dans la recherche de "l'interface" offrant les meilleures performances. Cette recherche s'est concrétisée par 2 prototypes expérimentaux : ANABIMU puis ORPHY (ORdinateur et Systèmes PHYsiques), puis a abouti à la réalisation d'ORPHY GTS. (Généralisé par la Transmission Série)
Elle comporte :
Les connecteurs Din femelles de la face avant (A à E) et celui du côté gauche (F) ainsi qu'un connecteur 50 points sur le même côté permettent le branchement des capteurs.
Des mots de commandes simples, un fonctionnement autonome, des possibilités de mémorisation dans l'interface (jusqu'à 7 000 mesures) entraînent la création par les utilisateurs d'utilitaires qui sont mis en téléchargement pour la communauté et permettent un éventail de manipulations très large. Elle a été commercialisée par la société Micrelec à Coulommiers (77)
Le groupe EVARISTE s'est lancé dans la recherche de "l'interface" offrant les meilleures performances. Cette recherche s'est concrétisée par 2 prototypes expérimentaux : ANABIMU puis ORPHY (ORdinateur et Systèmes PHYsiques), puis a abouti à la réalisation d'ORPHY GTS. (Généralisé par la Transmission Série)
Elle comporte :
- 8 entrées Analogiques (EA0 à EA7), calibres de 100 mV à 5V, temps minimum entre 2 mesures : 50 ms, précision 1% ;
- 6 Sorties Binaires (SB0, SB1, SB4, SB52 et 2 sorties PWM) ;
- 3 Entrées Fronts (EF0 à EF2) pour la détection de transitions de niveau de tension (compteur);
- 6 Entrées Binaires (niveau 0 ou 5V) pour détecter l'état de capteurs Tout ou Rien ;
- 1 Sortie Analogique (SA) pour commande proportionnelle et axe d'asservissement.
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| Face avant d'ORPHY GTS | Côté gauche d'ORPHY GTS |
Des mots de commandes simples, un fonctionnement autonome, des possibilités de mémorisation dans l'interface (jusqu'à 7 000 mesures) entraînent la création par les utilisateurs d'utilitaires qui sont mis en téléchargement pour la communauté et permettent un éventail de manipulations très large. Elle a été commercialisée par la société Micrelec à Coulommiers (77)
Les capteurs pour ORPHY GTS
De nombreux capteurs ont été conçu par le CNAM, en particulier :
Un module permettait aussi l'étude de portes logiques :
De nombreux capteurs ont été conçu par le CNAM, en particulier :
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| Capteur pour l'étude des secousses sismiques Se branche sur le connecteur 50 points |
Capteur pour la spectrophotométrie Se branche sur l'un des connecteurs Din de la face avant d'ORPHY GTS |
Un module permettait aussi l'étude de portes logiques :
ORPHY Portable
Pour plus de mobilité, le CNAM a conçu ORPHY Portable
Cette nouvelle centrale d'acquisition de données de format et de poids réduits permettait d'effectuer des mesures sur le terrain (elle est alimentée par une pile de 9 V) et bien sûr aussi en laboratoire (avec à peu près les mêmes caractéristiques qu'ORPHY GTS).
Pour plus de mobilité, le CNAM a conçu ORPHY Portable
Cette nouvelle centrale d'acquisition de données de format et de poids réduits permettait d'effectuer des mesures sur le terrain (elle est alimentée par une pile de 9 V) et bien sûr aussi en laboratoire (avec à peu près les mêmes caractéristiques qu'ORPHY GTS).