Les appareils de mesure
Voici quelques liens vers de la documentation (PDF, sites, Youtube) utile pour les débutants sur l'emploi des quelques instruments de mesure électroniques. Ils sont aussi bien utiles pour des dépannages/réparations que pour la conception/réalisation des ses propres circuits ou appareils. Il existe bien sûr une multitude d'appareils de testeurs de composants, traceurs de courbes de réponse, analyseur de ceci, etc... que je ne possède pas.
Le multimètre constitue le b.a.-ba de l'équipement nécessaire. C'est le premier appareil à se procurer. Il existe des multimètres analogiques (avec un galvanomètre, une aiguille) et d'autres électroniques avec affichage numérique (généralement LCD). Certaines marques sont plus réputées que d'autres. Sur la toile on peut trouver des multimètres à tous les prix. Il faut après savoir reconnaître le meilleur rapport qualité/prix selon ses besoins. Certains multimètres estampillés "chinois" valent vraiment le coup. Il y a du très bon comme du très mauvais. Vous trouverez sur Youtube nombre de personnes qui comparent les multimètres. Et que ce soit des premiers prix ou des très hauts de gamme, selon votre budget, mais la plupart de ces vidéos sont en anglais.
Le multimètre n'affiche qu'une valeur, il est pratique pour faire une mesure rapide et précise. L'oscilloscope permet lui de visualiser un signal (une tension DC ou AC) et ses variations. Les variations sont observées généralement dans la durée, dans le temps. Il existe des oscilloscopes USB pouvant être reliés sur ordinateur mais la plupart d'entre eux sont généralement des gadgets à moins d'y mettre le prix fort. La plupart du temps les amateurs s'équiperont d'un oscilloscope de table standard. L'appareil comporte un écran qui permet de visualiser le signal (ou les signaux selon le nombre de canaux d'entrées dont il dispose). Il existe (en gros) 3 familles d’oscilloscopes :
Les premiers oscilloscopes étaient 100% analogiques, puis le numérique est arrivé. De nos jours les oscilloscopes analogiques laissent place progressivement aux modèles à acquisition numérique. Et les écrans cathodiques (souvent monochrome) même s'ils sont encore fabriqués sont remplacés par des dalles LCD TFT colorées. Un ancien oscilloscope d'occasion avec écran CRT (analogique ou numérique peu importe) peut se trouver facilement sur Le Bon Coin pour débuter dans les 80-150 euros. Attention cela prend de la place et c'est lourd. Sinon on peut trouver un petit oscilloscope numérique d'entrée de gamme (chinois) neuf avec écran LCD pour environ 200-250 euros.
Un petit aparté sur les appareils nommés "MSO" (Mixed-Signal Oscilloscope) : historiquement l'oscilloscope classique permet d'observer un signal analogique mais aussi numérique sauf que dans ce cas il est vu par l'appareil comme un signal quelconque (carré). Un MSO est un oscilloscope numérique (DSO) qui dispose en plus d'un analyseur logique intégré (via des entrées supplémentaires). Cela ajoute de nombreuses fonctionnalités pour analyser/décoder les signaux numériques pour mieux observer les bits et les états pour les circuits logiques tels que les microprocesseurs/mémoires.
Définition et présentation sur Wikipedia : Analyseur logique
Comme pour les oscilloscopes, les analyseurs logiques sont disponibles sous forme de boîtiers USB à relier à un ordinateur. Mais il existent aussi sous la forme d'appareils autonomes conventionnels, avec un écran comme pour les oscilloscopes. Par contre le prix élevé la plupart du temps de ces analyseurs logiques dissuade les amateurs qui se rabattent vers les boîtiers USB, moins onéreux. Tout dépend les besoins et des bonnes affaires. L'avantage de ces grosses bêtes de course c'est qu'ils disposent d'une partie hardware dédiée à cela, et cela permet des déclenchements (trigger) plus fiables et un décodage temps réel performant sur les protocoles. On peut aussi passer par de l'Arduino, mais cela relève du masochisme à ce niveau.
Concernant les boîtiers USB, il en existe des dizaines sur le Web. Si vous cherchez "analyseur logique" sur eBay vous serrez vite perdu parmi la tonne de hardware proposée (en fait beaucoup de doublons). Vous en aurez à 10 euros, comme à 100 euros, comme à 600 euros. Si vous maîtrisez l'anglais, il existe une vidéo qui fera de vous un expert de ces bidules en une heure. Elle est faite par le créateur d'un logiciel qui sait de quoi il parle. Il existe deux types d'analyseur logique USB :
Une fois qu'on a choisi et acheté le boîtier il faut ensuite "choisir" le logiciel, pour capturer et restituer les données acquises. Il en existe quelques uns soit libres, soit propriétaires. Les logiciels libres et gratuits tels que Sigrok Pulseview ne fonctionnent pas avec tous les boîtiers chinois et clones que l'ont peut trouver. Il faut consulter la base de données des boitiers compatibles pour savoir si il est pris en charge. C'est ensuite le logiciel qui assure le décodage des protocoles. La firme Saleae produit des analyseurs logiques ainsi qu'un soft super agréable à utiliser nommé "Saleae Logic" (logiciel propriétaire mais gratuit). Ces boitiers ont été clonés par des fabricants chinois qui floodent littéralement eBay. Si le boîtier n'est pas supporté par Sigrok et Saleae, le fabricant en fourni généralement un. C'est le cas par exemple de mon LA2016 de Kingst (non-supporté à l'heure ou j'écris ces lignes). Le fabricant fourni un logiciel un peu identique à Sigrok qui couvre tous les besoins. C'est vrai que dans ce cas on est tributaire du fabricant qui peut décider de ne plus maintenir le soft ou alors plus tard de ne plus assurer la compatibilité du boîtier pour une future version du soft (obsolescence programmée).
Choix et utilisation du multimètre
Le multimètre constitue le b.a.-ba de l'équipement nécessaire. C'est le premier appareil à se procurer. Il existe des multimètres analogiques (avec un galvanomètre, une aiguille) et d'autres électroniques avec affichage numérique (généralement LCD). Certaines marques sont plus réputées que d'autres. Sur la toile on peut trouver des multimètres à tous les prix. Il faut après savoir reconnaître le meilleur rapport qualité/prix selon ses besoins. Certains multimètres estampillés "chinois" valent vraiment le coup. Il y a du très bon comme du très mauvais. Vous trouverez sur Youtube nombre de personnes qui comparent les multimètres. Et que ce soit des premiers prix ou des très hauts de gamme, selon votre budget, mais la plupart de ces vidéos sont en anglais.
Choix et utilisation de l'oscilloscope
Le multimètre n'affiche qu'une valeur, il est pratique pour faire une mesure rapide et précise. L'oscilloscope permet lui de visualiser un signal (une tension DC ou AC) et ses variations. Les variations sont observées généralement dans la durée, dans le temps. Il existe des oscilloscopes USB pouvant être reliés sur ordinateur mais la plupart d'entre eux sont généralement des gadgets à moins d'y mettre le prix fort. La plupart du temps les amateurs s'équiperont d'un oscilloscope de table standard. L'appareil comporte un écran qui permet de visualiser le signal (ou les signaux selon le nombre de canaux d'entrées dont il dispose). Il existe (en gros) 3 familles d’oscilloscopes :
- les analogiques (à 100%, aucun traitement numérique). Ce sont les moins chers, ils sont à tubes cathodique.
- les numériques (DSO - Digital Storage Oscilloscope) à tube cathodique.
- les numériques (DSO - Digital Storage Oscilloscope) à affichage LCD TFT.
Les premiers oscilloscopes étaient 100% analogiques, puis le numérique est arrivé. De nos jours les oscilloscopes analogiques laissent place progressivement aux modèles à acquisition numérique. Et les écrans cathodiques (souvent monochrome) même s'ils sont encore fabriqués sont remplacés par des dalles LCD TFT colorées. Un ancien oscilloscope d'occasion avec écran CRT (analogique ou numérique peu importe) peut se trouver facilement sur Le Bon Coin pour débuter dans les 80-150 euros. Attention cela prend de la place et c'est lourd. Sinon on peut trouver un petit oscilloscope numérique d'entrée de gamme (chinois) neuf avec écran LCD pour environ 200-250 euros.
Un petit aparté sur les appareils nommés "MSO" (Mixed-Signal Oscilloscope) : historiquement l'oscilloscope classique permet d'observer un signal analogique mais aussi numérique sauf que dans ce cas il est vu par l'appareil comme un signal quelconque (carré). Un MSO est un oscilloscope numérique (DSO) qui dispose en plus d'un analyseur logique intégré (via des entrées supplémentaires). Cela ajoute de nombreuses fonctionnalités pour analyser/décoder les signaux numériques pour mieux observer les bits et les états pour les circuits logiques tels que les microprocesseurs/mémoires.
- Cyrob : Oscillo Story (Philippe Demerliac - Youtube)
- Principes fondamentaux des oscilloscopes - Keysight (Powerpoint)
- Prise en main d’un oscilloscope analogique ou numérique (PDF)
- Sonde différentielle de tension (PDF)
- Sonde de tension pour oscilloscope (PDF)
- Astuces manipulation oscilloscopes Rigol DS1025E/DS1054Z
Choix et utilisation de l'analyseur logique (USB)
Définition et présentation sur Wikipedia : Analyseur logique
Comme pour les oscilloscopes, les analyseurs logiques sont disponibles sous forme de boîtiers USB à relier à un ordinateur. Mais il existent aussi sous la forme d'appareils autonomes conventionnels, avec un écran comme pour les oscilloscopes. Par contre le prix élevé la plupart du temps de ces analyseurs logiques dissuade les amateurs qui se rabattent vers les boîtiers USB, moins onéreux. Tout dépend les besoins et des bonnes affaires. L'avantage de ces grosses bêtes de course c'est qu'ils disposent d'une partie hardware dédiée à cela, et cela permet des déclenchements (trigger) plus fiables et un décodage temps réel performant sur les protocoles. On peut aussi passer par de l'Arduino, mais cela relève du masochisme à ce niveau.
Concernant les boîtiers USB, il en existe des dizaines sur le Web. Si vous cherchez "analyseur logique" sur eBay vous serrez vite perdu parmi la tonne de hardware proposée (en fait beaucoup de doublons). Vous en aurez à 10 euros, comme à 100 euros, comme à 600 euros. Si vous maîtrisez l'anglais, il existe une vidéo qui fera de vous un expert de ces bidules en une heure. Elle est faite par le créateur d'un logiciel qui sait de quoi il parle. Il existe deux types d'analyseur logique USB :
- les moins chers qui capturent en "temps-réel" (stream) les signaux et états sont envoyés directement à l'ordinateur, le logiciel capture au fur et à mesure. L'avantage étant une capture quasi illimité puisque toutes les transitions sont stockées dans la mémoire vive du PC. L’inconvénient étant que la bande passante de l'USB peut limiter le débit de capture voir même de l'altérer si le contrôleur USB traite une autre périphérique en même temps. Il se peut qu'il y ait des "loupés".
- les plus chers, au fonctionnement en deux-temps, eux comportent de la mémoire vive intégrée. Dans un premier temps, on déclenche le boîtier qui fait l'acquisition de manière autonome et stocke tout dans sa mémoire vive interne (128Mo par exemple). Une fois la capture terminée (mémoire pleine ou limite de capture atteinte) dans un second temps il transmet toutes les données au logiciel. L'avantage étant qu'on est sûr de tout capturer. L'inconvénient étant qu'il y a une latence, une durée nécessaire avant de pouvoir voir ce qu'il s'est passé, ce n'est plus "temps-réel".
Une fois qu'on a choisi et acheté le boîtier il faut ensuite "choisir" le logiciel, pour capturer et restituer les données acquises. Il en existe quelques uns soit libres, soit propriétaires. Les logiciels libres et gratuits tels que Sigrok Pulseview ne fonctionnent pas avec tous les boîtiers chinois et clones que l'ont peut trouver. Il faut consulter la base de données des boitiers compatibles pour savoir si il est pris en charge. C'est ensuite le logiciel qui assure le décodage des protocoles. La firme Saleae produit des analyseurs logiques ainsi qu'un soft super agréable à utiliser nommé "Saleae Logic" (logiciel propriétaire mais gratuit). Ces boitiers ont été clonés par des fabricants chinois qui floodent littéralement eBay. Si le boîtier n'est pas supporté par Sigrok et Saleae, le fabricant en fourni généralement un. C'est le cas par exemple de mon LA2016 de Kingst (non-supporté à l'heure ou j'écris ces lignes). Le fabricant fourni un logiciel un peu identique à Sigrok qui couvre tous les besoins. C'est vrai que dans ce cas on est tributaire du fabricant qui peut décider de ne plus maintenir le soft ou alors plus tard de ne plus assurer la compatibilité du boîtier pour une future version du soft (obsolescence programmée).