PWM (Pulse Width Modulation) ou en français le MLI (Modulation
avec Largeur d’Impulsion).
Commençons tout d’abord
par une définition générale du PWM. Ce terme on le trouve presque partout au
domaine d’électronique et surtout dans les variateurs de vitesse de moteur a
courant continu ou le clignotement d’une diode LED.
Le PWM ou le MLI c’est
une outil capable a gérer la valeur de signal de sortie en la partageant entre
deux états 1 logique ou 0 logique suivant un rapport cyclique nommé (Alpha) qui
représente le pourcentage en niveau haut par rapport au pourcentage totale du
période. Autrement dit la largeur de l’impulsion.
Au premier tram
l’impulsion est a 5% de la valeur de la période et au deuxième tram
l’impulsion est à 50% mais a la dernière l’impulsion est à 90%.
Donc logiquement si on
va alimenter l’anode d’une diode LED avec ces 3 signaux celle la dernière c’est
celle qui va clignoter plus rapidement que les autres.
Sur le même plan si on
va alimenter un moteur à courant continu avec ces trois signaux celui
l’alimenté avec le dernier signal va tourner avec une vitesse plus haut que les
deux autres. Et celui qui sera alimenté avec le deuxième signal tournera à la
vitesse plus fort que celui l’alimenté avec le premier signal.
D’ici on peu conclure
que le rapport cyclique α est proportionnelle à la vitesse de basculement de
diode Led ou à la vitesse de moteur DC.
Passons maintenant a
comment faire pour fournir un signal PWM avec le Raspberry Pi et comment faire
pour changer le rapport cyclique.
On va réaliser ce petit
montage en essayant de voir le comportement de PWM fourni par le pin 21 de
Raspberry Pi sur la diode LED.
Le programme on va l’écrire en python
et l’exécuter âpres.
// Lets electronic By Aymen Lachkhem
import RPi.GPIO as GPIO
import time
GPIO.setmode(GPIO.BOARD)
GPIO.setup(21, GPIO.OUT) #mettre le PWM en sortie de 21
p = GPIO.PWM(21,50) #enclencher la valeur d’impulsion a 50%
p.start(0)
try:
while True:
for i in range (100):
p.ChangeDutyCycle(i)
time.sleep(0.02)
for i in range(100):
p.ChangeDutyCycle(100-i)
time.sleep(0.02 )
p.stop()
GPIO.cleanup()
Juste après réaliser le montage suivant et exécuter le programme si dessus le comportement de la diode LED va bien indiquer la mise en évidence de l’existence de PWM sur Pin 21.
On peut varier le vitesse d’un moteur à courant continu comme on veut juste on le branchant a un hacheur tel que le L293D ou un transistor suivant les besoins.
Passons à la deuxième
partie . Comment on peut interfacer un capteur ANALOGIQUE avec la
Raspberry Pi ?
La Raspberry Pi comme j’ai déjà indiqué avant que c’est un micro-ordinateur basé sur un micro-processeur capable qu’a lire des valeurs numériques 0 ou 1 Logique. Une valeur dedans c’est invisible.
Avant sa il fait bien comprendre les deux protocoles que la réalisation de cette objectif va se baser sur
La Raspberry Pi comme j’ai déjà indiqué avant que c’est un micro-ordinateur basé sur un micro-processeur capable qu’a lire des valeurs numériques 0 ou 1 Logique. Une valeur dedans c’est invisible.
Avant sa il fait bien comprendre les deux protocoles que la réalisation de cette objectif va se baser sur
Protocol I2C :
Historiquement la norme I2C (Inter Integrated Circuit) a été
développée par Philips en 1982. Depuis elle est maintenue par NXP (ex-division
semiconducteurs de Philips).
La version 1.0 a été publiée en 1992, la version 2.0 en 1998, la
version 2.1 en 2000, la version 3.0 en 2007 et la version actuelle 4.0 en 2012.
On peut définir L’I2C sous série synchrone bidirectionnel half-duplex.
Plusieurs
équipements, soit maîtres, soit esclaves, peuvent être connectés au bus.
Les
échanges ont toujours lieu entre un seul maître et un (ou tous les) esclave(s),
toujours à l'initiative du maître (jamais de maître à maître ou d'esclave à
esclave). Cependant, rien n'empêche un composant de passer du statut de maître
à esclave et réciproquement.
La
connexion est réalisée par l'intermédiaire de deux lignes :
·
SDA (Serial Data Line) : ligne de données
bidirectionnelle,
·
SCL (Serial Clock
Line) : ligne d'horloge de synchronisation bidirectionnelle.
Il ne faut également pas oublier la
masse qui doit être commune aux équipements.
Protocole
SPI :
Une liaison SPI (pour Serial Peripheral Interface) est un bus de données série synchrone baptisé ainsi par Motorola, qui opère en mode Full-duplex. Les circuits communiquent selon un schéma maître-esclaves, où le
maître s'occupe totalement de la communication. Plusieurs esclaves peuvent
coexister sur un même bus, dans ce cas, la sélection du destinataire se fait
par une ligne dédiée entre le maître et l'esclave appelée chip
select.
Alors ce qu’on peut
prendre ici c’est qu’il faut réaliser une conversion analogique numérique en se
basant sur un ADC (Analog Direct Converter) qui fonctionne déjà sous les
protocoles suivants.
La communication sera
comme ceci : le convertisseur analogique numérique inclus plusieurs
entrées analogiques qui joueront les rôles d’esclaves (slaves) et une sortie
vers le Raspberry Pi qui jouera le rôle de maitre
Prenons par exemple le
convertisseur analogique numérique MCP3008 D/A chip qui contient plusieurs
entrées analogiques telles que capteurs ou afficheurs … .
Comme il est indiqué sur
la graphe de GPIO antécédente il existe plusieurs protocoles qu’on a connu avec
des autres cartes électroniques déjà utilisée tels que le protocole I2C,
UART,…. .
Ces protocoles seront
pas automatiquement activées on aura besoin de les activés manuellement avant
de les utilisées. Alors il faut réaliser les étapes suivantes
avant :
- Ouvrons un terminal, depuis une interface graphique,
et/ou lancons la commande suivante :
sudo raspi-config
- Cela lance l'interface de configuration du Raspberry
Pi, sélectionnons « Advanced Options » puis validons :
- Sur le nouvel écran, sélectionnons « I2C »
par exemple puis validons :
- Répondons « Yes » à toutes les questions qui
suivent.
- Rebootons notre machine en tapant
sudo reboot
- Testons que l'I2C est active avec la commande
suivante :
lsmod | grep i2c_
Le même principe avec
les restes de protocoles au but d’activer le protocole qu’on va utilisée selon
la tache.
