Documentation DMSBox

L'équilibreuse permet d'acquérir les efforts au niveau des deux lames déformables (jauges de déformation) ainsi que le nombre de tours du rotor (ou sa vitesse de rotation).

Pour récupérer les signaux des différents capteurs vous pouvez mettre en place deux câblages différents :

• en utilisant les signaux traités depuis le boitier de l'équilibreuse et disponibles sur un câble SUBD9 (sortie femelle) mais il faut faire un montage électronique en plus particulier pour traiter les signaux en sortie

• directement depuis le câble SUBD16 (entrée capteur directe) : c'est le montage à privilégier car ça simplifie les branchements, il ne reste que l'équilibreuse et la DMSBox sur la table.

Ce branchement est le plus simple à réaliser et ne nécessite que peu de composants électroniques.

Pour réaliser ce câblage, il vous faudra 6 résistances de 340 Ohm (valeur égale à la résistance des jauges) et un condensateur de 0.1 µF au moins, ainsi qu'une résistance de 10kOhms.

Il est nécessaire d'utiliser également un voltmètre et ohmètre pour s'assurer du branchement correct.

Ne pas alimenter la DMSBOX pour l'instant.

Ouvrir la prise SUBD16 (cf. photo) et repérer les différents fils (2 bleus, 2 jaunes, 2 blancs) pour les jauges et 2 fils pour le capteur inductif (marron et blanc).

Chaque lamelle est équipée de deux jauges montées en opposition. Trois fils (bleu, jaune, blanc) sortent des jauges. A l'aide d'un ohmètre (calibre 2KOhm), repérer le fil commun (celui qui permet d'avoir en testant avec les deux autres fils la même résistance de 340 Ohms et pas 680 !). Les couleurs ne correspondent peut être pas d'une équilibreuse à l'autre.

Le tableau suivant dresse les associations entre les pins de la prise SUBD16 et les signaux correspondants.

Couper un cordon standard SUBD16 et garder l'extrémité mâle. Dégainer sur 15 cm et dénuder les 9 fils repérés ci-dessus (cf. couleurs dans la rubrique Préliminaires).

Brancher les fils des jauges comme sur l'image ci-dessous (ne pas tenir compte des couleurs nécessairement) :

Jauge + et Jauge - sur une zone de pont correspondant à une résistance et Jauge autre sur le bornier à côté (une seule vis à mettre).

Ajouter les résistances de 340 Ohms sur les emplacements vides comme sur l'image, ainsi qu'au niveau des amplificateurs (borniers verts RG).

Bien vérifier que les cavaliers au niveau des amplificateurs A0 et A1 sont bien en place pour faire l'acquisition sur ces entrées.

Alimenter la DMSBOX. A l'aide d'un voltmètre vérifier au niveau des pins In+ et In- des deux ponts de Wheastone que la tension de mesure est proche de 0.00V. Si elle est bien éloignée (5V et plus) cela veut dire que les branchements ne sont pas bons.

Utiliser les petits potentiomètres bleus pour faire un réglage fin du 0 V (le pont sera équilibré). Attention, il faut bien que le pont soit équilibré sinon l'amplification fera saturer les signaux.

Pour le capteur inductif, brancher un des fils sur l'entrée digitale 3 puis l'autre à la masse GND. Ajouter une résistance de 10 KOhms entre le 5V et l'entrée digitale 3 (résistance de pull-up). Compte-tenu des rebonds du signal, il est nécessaire d'ajouter un condensateur entre la masse et l'entrée digitale 3.

Vous pouvez ensuite charger l'interface déjà prête : InterfaceEquilibreuseSansBoitierDeltalab.tgz qui contient les réglages et des icônes déjà prêts pour ce montage.

Il n'y a pas de gain particulier pour le capteur inductif étant donné que l'on compte les tours. La vitesse est obtenue en dérivant numériquement le signal mais en prenant un pas de temps suffisamment grand pour que la courbe soit correcte. Le gain des jauges correspond à 0.005 N/inc. L'offset est à régler en fonction de l'étalonnage de départ (mettre 1 pour le gain et 0 pour l'offset, lancer une génération puis une acquisition à vide, il faut alors soustraire les valeurs non nulles).

Le signal délivré par le compte-tour est compris entre 0 et 2,5 V. Pour détecter les fronts, la carte Arduino doit disposer d'un signal qui passe en dessous de 1 V et au dessus de 3V. Il est donc nécessaire de mettre en place un circuit électronique permettant de ramener le signal 0 - 2,5 V en 0 - 5V.

Le circuit est basé sur un comparateur LM311 et est alimenté en 0-5V depuis la DMSBox (cf. solution proposée par A. Baguet). La tension de seuil de 1.2V (sensiblement la moitié de 2.5V) est défini par un pont de résistance (3.3kΩ, 1kΩ) par rapport au +5V. Un condensateur de filtrage de 10nF est utilisé pour éviter des déclenchements intempestifs. Avec une résistance de 1kΩ entre la sortie 7 du comparateur et le +5V, le niveau de sortie est compatible TTL et bien établi en 0 et +5V.

L'implantation peut se faire sur une plaque d'essai en bakélite à bandes au pas de 2.54mm. Vous pouvez aussi contacter DMS pour obtenir un tel circuit avec borniers à visser et composants déjà soudés (ce circuit sera intégré dans une prochaine version de la DMSBox)

Couper un cordon standard SUBD9 en deux (si possible utiliser un cordon avec capot assemblé et pas surmoulé pour vérifier les couleurs des fils). Dégainer sur au moins 15 cm le câble ayant l'extrémité mâle.

Vérifier que les couleurs indiquées dans le tableau sont cohérentes avec les numéros des pins indiqués sur l'image, sinon faire le relevé des couleurs des différents picots.

Dénuder ces 4 fils sur 3 mm environ (vous pouvez couper les autres ou les scotcher à la gaine pour utilisation future).

Brancher le fil 3 sur l'entrée IN du montage électronique supplémentaire. Connecter également deux fils pour amener le 5 V et la masse 0V à ce montage depuis la DMSBox. Relier la sortie OUT au bornier à visser 3 (digital) de la DMSBox.

Brancher le fil 7 sur une masse 0V de la DMSBox

Brancher le fil 1 sur le diviseur de tension avec sortie vers A4 de la DMSBox et le fil 2 sur celui avec sortie vers A5. Mettre en place les cavaliers sur 2,5V (tension maximale que l'on peut obtenir avec ce montage) et les cavaliers de connexion à A4 et A5.

Les branchements sont prêts, vous pouvez fermer le boîtier si besoin en ne faisant sortir que la gaine du cordon SUDB9. Relier l'autre extrémité au boîtier blanc de l'équilibreuse.

Si vous avez utilisé les entrées indiquées précédemment, une interface est déjà disponible dans le répertoire Exemples de la DMSBox.

Se rendre dans le menu Définition de l'interface et cliquer sur Ouvrir. Sélectionner : InterfaceEquilibreuse.tgz

L'interface se charge. Vérifier que les numéros des pin1 sont bien ceux indiqués précédemment dans le tableau récapitulatif.

Les gains et offsets ont été étalonnés sur une équilibreuse particulière. Il faudra peut être procéder à un nouveau réglage (remettre les valeurs 1 pour le gain et 0 pour l'offset, faire une acquisition à vide pour déterminer l'offset, puis appliquer un effort constant connu et en déduire le gain).