Qu’est-ce que l’Interfaçage ?

Interfaçage est la méthode de connexion ou de liaison d’un dispositif, en particulier un ordinateur ou un microcontrôleur. Les circuits d’interfaçage d’entrée nous permettent de concevoir ou d’adapter les configurations d’entrée et de sortie des deux dispositifs électroniques afin qu’ils puissent fonctionner ensemble.

Cependant, l’interfaçage ne se limite pas à l’utilisation du programme logiciel des ordinateurs et des processeurs pour contrôler quelque chose. Alors que l’interfaçage informatique utilise des ports d’entrée et de sortie unidirectionnels et bidirectionnels pour piloter divers périphériques, de nombreux circuits électroniques simples peuvent être utilisés pour s’interfacer avec le monde réel, soit en utilisant des commutateurs mécaniques comme entrées, soit des LEDs individuelles comme sorties.

Commutateur à bouton poussoir

Pour qu’un circuit électronique ou micro-électronique soit utile et efficace, il doit s’interfacer avec quelque chose. Les circuits d’interfaçage d’entrée connectent des circuits électroniques tels que des amplificateurs opérationnels, des portes logiques, etc., au monde extérieur en élargissant leurs capacités.

Les circuits électroniques amplifient, filtrent ou traitent les signaux des capteurs ou des commutateurs comme information d’entrée ou pour contrôler des lampes, des relais ou des actionneurs pour le contrôle de sortie. Dans un sens ou dans l’autre, les circuits d’interfaçage d’entrée convertissent la sortie en tension et en courant d’un circuit à l’équivalent d’un autre.

Les capteurs d’entrée fournissent une entrée pour obtenir des informations sur un environnement. Des grandeurs physiques telles que la température, la pression ou la position qui varient lentement ou continuellement dans le temps peuvent être mesurées à l’aide de différents capteurs et dispositifs de commutation produisant un signal de sortie relatif à la grandeur physique mesurée.

Beaucoup des capteurs que nous pouvons utiliser dans nos circuits électroniques et projets sont résistifs, c’est-à-dire que leur résistance change avec la grandeur mesurée. Par exemple, les thermistances, les jauges de contrainte ou les résistances dépendantes de la lumière (LDR). Ces dispositifs sont tous classés comme des dispositifs d’entrée.

Circuits d’Interfaçage d’Entrée

Le type d’appareil d’interfaçage d’entrée le plus simple et commun est le commutateur à bouton poussoir. Les commutateurs à bascule mécaniques ON-OFF, les commutateurs à bouton poussoir, les commutateurs à bascule, les commutateurs à clé et les commutateurs à reed, etc., sont tous populaires comme dispositifs d’entrée en raison de leur faible coût et de leur facilité de mise en œuvre dans n’importe quel circuit. De plus, l’opérateur peut changer l’état d’une entrée simplement en actionnant un commutateur, en appuyant sur un bouton ou en déplaçant un aimant au-dessus d’un commutateur reed.

Interfaçage d’Entrée avec un Seul Commutateur

Les commutateurs et boutons-poussoirs sont des dispositifs mécaniques qui ont deux ou plusieurs ensembles de contacts électriques. Lorsque le commutateur est ouvert ou déconnecté, les contacts sont ouverts et lorsque le commutateur est fermé ou actionné, ces contacts sont reliés ensemble.

La façon la plus courante d’interfacer un commutateur (ou bouton-poussoir) à un circuit électronique est via une résistance de tirage (pull-up) à la tension d’alimentation comme illustré. Lorsque le commutateur est ouvert, 5 volts, ou un signal logique “1” est donné comme signal de sortie. Lorsque le commutateur est fermé, la sortie est reliée à la terre et 0v, ou un signal logique “0” est donné comme sortie.

Ensuite, selon la position du commutateur, une sortie “haute” ou “basse” est produite. Une résistance de tirage est nécessaire pour maintenir le niveau de tension de sortie à la valeur requise (dans cet exemple, +5v) lorsque le commutateur est ouvert et également pour empêcher le commutateur de court-circuiter l’alimentation lorsqu’il est fermé.

La taille de la résistance de tirage dépend du courant de circuit lorsque le commutateur est ouvert. Par exemple, lorsque le commutateur est ouvert, le courant passe à travers la résistance jusqu’à la borne V_OUT terminal, et selon la loi d’Ohm, ce flux de courant provoque une chute de tension à travers la résistance.

Ensuite, si l’on suppose qu’une porte logique numérique TTL nécessite un courant d’entrée “HAUT” de 60 micro-amps (60µA), cela provoque une chute de tension à travers la résistance de : 60µA x 10kΩ = 0.6V, produisant une tension d’entrée “HAUTE” de 5.0 – 0.6 = 4.4V, ce qui est bien à l’intérieur des spécifications d’entrée d’une porte TTL numérique standard.

Un commutateur ou bouton-poussoir peut également être connecté en mode “haut actif” où le commutateur et la résistance sont inversés, de sorte que le commutateur soit connecté entre la tension d’alimentation de +5V et la sortie. La résistance, qui est désormais connue sous le nom de résistance de tirage (pull-down), est connectée entre la sortie et la masse (0v).

Dans cette configuration, lorsque le commutateur est ouvert, le signal de sortie, V_OUT, est à 0v, ou logique “0”. Lorsque le commutateur est actionné, la sortie devient “HAUTE” à la tension d’alimentation de +5 volts ou logique “1”.

Contrairement à la résistance de tirage qui est utilisée pour limiter le courant, le but principal d’une résistance de tirage est de garder la borne de sortie, V_OUT, de flotter en la reliant à 0v ou à la masse.

Par conséquent, une résistance de beaucoup plus petite peut être utilisée car la chute de tension à travers celle-ci sera généralement très faible. Cependant, l’utilisation d’une valeur de résistance de tirage trop petite entraînera des courants élevés et une dissipation de puissance élevée dans la résistance lorsque le commutateur est fermé ou actionné.

Interfaçage d’Entrée avec Commutateurs DIP

En plus de l’interfaçage de boutons poussoirs et de commutateurs à bascule individuels aux circuits, nous pouvons également interfacer plusieurs commutateurs ensemble sous forme de claviers et de commutateurs DIP.

Les commutateurs DIP ou Dual-in-line Package sont des commutateurs individuels regroupés en quatre ou huit commutateurs dans un seul boîtier. Cela permet aux commutateurs DIP d’être insérés dans des socles IC standards ou câblés directement sur un circuit ou une plaque de montage.

Chaque commutateur dans un paquet de commutateurs DIP indique normalement l’un des deux états par son statut ON-OFF et un paquet à quatre commutateurs DIP aura quatre sorties comme illustré. Les commutateurs DIP sur glissière et rotatifs peuvent également être connectés ensemble ou en combinaisons de deux ou trois commutateurs, ce qui facilite grandement leur interfaçage à une large gamme de circuits.

Circuits d’Interfaçage d’Entrée Souffrant de “Rebond de Commutateur”

Les commutateurs mécaniques sont populaires en raison de leur faible coût et de la facilité d’interfaçage d’entrée. Cependant, les commutateurs mécaniques présentent un problème commun appelé “rebond de contact”. Les commutateurs mécaniques se composent de deux pièces de contacts métalliques qui sont poussées ensemble pour compléter un circuit lorsque vous actionnez le commutateur.

Mais au lieu de produire une seule action de commutation claire, les parties métalliques se touchent et rebondissent ensemble à l’intérieur du corps du commutateur, provoquant le mécanisme de commutation à ouvrir et fermer plusieurs fois très rapidement.

Étant donné que les contacts des commutateurs mécaniques sont conçus pour s’ouvrir et se fermer rapidement, il y a très peu de résistance, appelée amortissement, pour empêcher les contacts de rebondir comme ils se font ou se brisent. Le résultat est que cette action de rebond produit une série d’impulsions ou de pics de tension avant que le commutateur ne fasse un contact solide.

Forme d’Ondes de Rebond de Commutateur

Le problème est que tout circuit électronique ou numérique auquel le commutateur mécanique est interfacé peut interpréter ces multiples actions de commutateur comme une série de signaux ON et OFF durant plusieurs millisecondes au lieu d’une seule action de commutation intentionnelle.

Cette action multiple de fermeture (ou d’ouverture) de commutateur est appelée rebond de commutateur pour les commutateurs, tandis que le même phénomène est appelé rebond de contact pour les relais. De plus, comme le rebond du commutateur et le rebond de contact se produisent lors des actions d’ouverture et de fermeture, le rebond et les arcs résultants à travers les contacts provoquent une usure, augmentent la résistance de contact et réduisent la durée de vie du commutateur.

Cependant, il existe plusieurs façons de résoudre ce problème de rebond de commutateur en utilisant un circuit supplémentaire sous la forme d’un circuit de dérebout pour “dérebondir” le signal d’entrée. Le moyen le plus simple et le plus basique consiste à créer un circuit de dérebond RC qui permet au commutateur de charger et de décharger un condensateur comme montré.

Circuits de Dérebond de Commutateur RC

Avec l’ajout d’une résistance supplémentaire de 100Ω et d’un condensateur de 1uF au circuit d’interfaçage d’entrée du commutateur, les problèmes de rebond de commutateur peuvent être filtrés. La constante de temps RC, T, est choisie pour être plus longue que le temps de rebond de l’action de commutation mécanique. Un tampon inversant Schmitt-trigger peut également être utilisé pour produire une transition de sortie nette de BAS à HAUT, puis de HAUT à BAS.

Alors, comment fonctionne ce type de circuit d’interfaçage d’entrée ? Eh bien, nous avons vu dans le tutoriel sur la charge RC que le condensateur se charge à un rythme déterminé par sa constante de temps, T. Cette valeur de constante de temps est mesurée en termes de T = R*C, en secondes, où R est la valeur de la résistance en Ohms et C est la valeur du condensateur en Farads. Cela constitue donc la base d’une constante de temps RC.

Supposons d’abord que le commutateur est fermé et que le condensateur est complètement déchargé, alors l’entrée de l’inverseur est BAS et sa sortie est HAUTE. Lorsque le commutateur est ouvert, le condensateur se charge via les deux résistances, R1 et R2 à un rythme déterminé par la constante de temps C(R1+R2) du réseau RC.

Alors que le condensateur se charge lentement, tout rebond des contacts du commutateur est atténué par la tension à travers les plaques du condensateur. Lorsque la charge sur les plaques est égale ou supérieure à la valeur la plus basse de la tension d’entrée supérieure ( V_IH ) de l’inverseur, l’inverseur change d’état et la sortie devient BAS. Dans cet exemple simple d’interfaçage d’entrée de commutateur, la valeur RC est d’environ 10 ms, ce qui donne aux contacts du commutateur suffisamment de temps pour se stabiliser dans leur état final ouvert.

Lorsque le commutateur est fermé, le condensateur maintenant complètement chargé se décharge rapidement vers zéro à travers le 100Ω à un rythme déterminé par la constante de temps C(R2), changeant l’état de sortie de l’inverseur de BAS à HAUT. Cependant, l’opération du commutateur entraîne un rebond des contacts, ce qui fait que le condensateur souhaite se charger et se décharger rapidement vers zéro.

Étant donné que la constante de temps de charge RC est dix fois plus longue que la constante de temps de décharge, le condensateur ne peut pas se charger assez rapidement avant que le commutateur ne rebondisse vers sa position finale fermée, car le temps de montée de l’entrée a été ralenti, de sorte que l’inverseur maintient la sortie HAUTE. Le résultat est que peu importe combien de fois les contacts du commutateur rebondissent à l’ouverture ou à la fermeture, vous n’obtiendrez qu’une seule impulsion de sortie de l’inverseur.

Dérebond de Commutateur en Utilisant des Portes NAND

L’avantage de ce simple circuit de dérebond de commutateur est que si les contacts du commutateur rebondissent trop ou trop longtemps, la constante de temps RC peut être augmentée pour compenser. N’oubliez pas que ce retard de temps RC signifie que vous devrez attendre avant de pouvoir actionner le commutateur à nouveau, car si vous le faites trop tôt, cela ne générera pas un autre signal de sortie.

Alors que ce circuit de dérebond de commutateur simple fonctionnera pour interfaçer des commutateurs simples (SPST) aux circuits électroniques et microcontrôleurs, le désavantage de la constante de temps RC est qu’elle introduit un délai avant que la prochaine action de commutation puisse se produire.

Si l’action de commutation change d’état rapidement ou que plusieurs clés sont actionnées comme sur un clavier, alors ce délai peut être inacceptable. Une façon de surmonter ce problème et de produire un circuit d’interfaçage d’entrée plus rapide est d’utiliser des portes NAND ou NOR à deux entrées couplées comme indiqué ci-dessous.

Dérebond de Commutateur avec des Portes NAND

Ce type de circuit de dérebond de commutateur fonctionne de manière très similaire au basculement SR que nous avons étudié dans la section des Logiques Séquentielles. Les deux portes logiques numériques sont connectées sous forme d’une paire de portes NAND couplées avec des entrées actives BAS formant un circuit de maintien SR puisque deux entrées des portes NAND sont maintenues HAUTES (+5v) par les deux résistances de tirage de 1kΩ comme indiqué.

De plus, comme le circuit fonctionne comme un verrou SR Set-Reset, le circuit nécessite un commutateur à deux pôles (SPDT) plutôt qu’un commutateur à un pôle (SPST) du circuit de dérebond RC précédent.

Lorsque le commutateur du circuit de dérebond NAND couplé est en position A, la porte NAND U1 est “définie” et la sortie à Q est HAUTE à la logique “1”. Lorsque le commutateur est déplacé à la position B, U2 devient “défini”, ce qui réinitialise U1. La sortie à Q est maintenant BAS à la logique “0”.

En actionnant le commutateur entre les positions A et B, cela bascule ou inverse la sortie à Q de HAUT à BAS ou de BAS à HAUT. Puisque le verrou nécessite deux actions de commutation pour s’établir et se réinitialiser, tout rebond des contacts du commutateur dans une direction ou l’autre, à la fois à l’ouverture et à la fermeture, ne sera pas visible à la sortie Q. De plus, l’avantage de ce circuit de dérebond de verrou SR est qu’il peut fournir des sorties complémentaires à Q et Q.

En plus d’utiliser des portes NAND couplées pour former un circuit d’interfaçage bistable, nous pouvons également utiliser des portes NOR couplées en changeant la position des deux résistances et en réduisant leur valeur à 100Ω comme indiqué ci-dessous.

Dérebond de Commutateur avec des Portes NOR

Le fonctionnement du circuit de dérebond des portes NOR couplées est le même que pour le circuit NAND, sauf que la sortie à Q est HAUTE lorsque le commutateur est en position B et BAS lorsqu’il est en position A. C’est l’inverse du verrou bistable NAND couplé.

Il convient de noter que lors de l’interfaçage de commutateurs à des circuits utilisant un verrou NAND ou NOR en tant que circuits de dérebond, la configuration NAND nécessite un signal d’entrée BAS ou logique “0” pour changer d’état, tandis que la configuration NOR nécessite un signal d’entrée HAUT ou logique “1” pour changer d’état.

Interfaçage avec des Dispositifs Opto

Un Optocoupleur (ou optoisolateur) est un composant électronique avec une LED et un dispositif photo-sensible, tel qu’une photodiode ou un phototransistor, encapsulé dans le même boîtier.

L’optocoupleur que nous avons examiné dans un tutoriel précédent interconnecte deux circuits électriques séparés au moyen d’une interface optique sensible à la lumière. Cela signifie que nous pouvons interfacier efficacement deux circuits de tensions ou de puissances différentes ensemble sans qu’un n’affecte électriquement l’autre.

Les commutateurs optiques (ou opto-commutateurs) sont un autre type de dispositif de commutation optique (photo) utilisé pour l’interfaçage d’entrée. L’avantage ici est que le commutateur optique peut être utilisé pour interfacier des niveaux de tension nocifs aux broches d’entrée des microcontrôleurs, des PIC et d’autres circuits numériques, ou pour détecter des objets à l’aide de la lumière puisque les deux composants sont électriquement séparés mais optiquement couplés, offrant un degré élevé d’isolation (généralement de 2 à 5kV).

Les commutateurs optiques existent dans une variété de types et de conceptions pour une large gamme d’applications d’interfaçage. L’utilisation la plus courante des opto-commutateurs est la détection d’objets en mouvement ou stationnaires. Les configurations de phototransistors et de photodarlington offrent la plupart des caractéristiques requises pour les opto-commutateurs et sont donc les plus couramment utilisées.

Commutateur Optique Moulé

Une tension continue est généralement utilisée pour alimenter une diode électroluminescente (LED) qui convertit le signal d’entrée en énergie lumineuse infrarouge. Cette lumière est réfléchie et collectée par le phototransistor de l’autre côté de l’écart d’isolation et reconvertie en un signal de sortie.

Pour les opto-commutateurs normaux, la tension de seuil de la LED est d’environ 1.2 à 1.6 volts à un courant d’entrée normal de 5 à 20 milliampères. Cela donne une valeur de résistance en série entre 180 et 470Ω.

Circuit de Commutateur Optique Moulé

Les capteurs optiques rotatifs et à fente sont largement utilisés dans les codeurs de position, les codeurs d’arbre et même la roue rotative de votre souris d’ordinateur, ce qui en fait d’excellents dispositifs d’interfaçage d’entrée. Le disque rotatif a un certain nombre de fentes découpées dans une roue opaque, le nombre de fentes uniformément espacées représentant la résolution par degré de rotation. Les disques encodés typiques ont une résolution allant jusqu’à 256 impulsions ou 8 bits par rotation.

Au cours d’une révolution du disque, la lumière infrarouge provenant de la LED frappe le phototransistor à travers la fente puis est bloquée lorsque le disque tourne, faisant passer le transistor de “ON” à “OFF” à chaque passage de la fente. La résistance R1 règle le courant de la LED et la résistance de tirage R2 assure que la tension d’alimentation, Vcc, est connectée à l’entrée de l’inverseur Schmitt lorsque le transistor est “OFF”, produisant une sortie logique BAS, “0”.

Lorsque le disque tourne vers une découpe ouverte, la lumière infrarouge de la LED frappe le phototransistor et court-circuite les bornes Collecteur-Émetteur à la terre, produisant une entrée BAS à l’inverseur Schmitt, qui à son tour donne une sortie HAUTE ou logique “1”.

Si la sortie de l’inverseur était connectée à un compteur numérique ou à un codeur, il serait alors possible de déterminer la position de l’arbre ou de compter le nombre de révolutions de l’arbre par unité de temps pour donner les révolutions par minute de l’arbre (rpm).

En plus d’utiliser des dispositifs optiques à fente comme commutateurs d’interfaçage d’entrée, il existe un autre type de dispositif optique appelé capteur optique réfléchissant qui utilise une LED et un dispositif photo pour détecter un objet. Le commutateur opto-réfléchissant peut détecter l’absence ou la présence d’un objet en réfléchissant (d’où son nom) la lumière infrarouge de la LED de l’objet réfléchi détecté. La disposition de base d’un capteur optique réfléchissant est donnée ci-dessous.

Commutateur Optique Réfléchissant

Le phototransistor a une très haute résistance “OFF” (obscurité) et une faible résistance “ON” (lumière), contrôlées par la quantité de lumière frappant sa base depuis la LED. S’il n’y a pas d’objet devant le capteur, la lumière infrarouge de la LED brillera en avant comme un seul faisceau.

Lorsqu’il y a un objet à proximité du capteur, la lumière de la LED est réfléchie et détectée par le phototransistor. La quantité de lumière réfléchie détectée par le phototransistor et le degré de saturation du transistor dépendront de la proximité ou de la réflexion de l’objet.

Autres Types de Dispositifs Opto

En plus d’utiliser des photoswitchs à fente ou réfléchissants pour l’interfaçage d’entrée des circuits, nous pouvons également utiliser d’autres types de détecteurs de lumière à semi-conducteurs, tels que des détecteurs de lumière photorésistifs, des photodiodes à jonction PN et même des cellules solaires. Tous ces dispositifs photo-sensibles utilisent la lumière ambiante, telle que la lumière du soleil ou la lumière normale de la pièce, pour activer le dispositif, leur permettant d’être facilement interfacés à tout type de circuit électronique.

Les diodes de signal et d’alimentation normales ont leur jonction PN scellée dans un boîtier en plastique pour des raisons de sécurité et pour empêcher des photons de lumière de l’atteindre. Lorsqu’une diode est polarisée inverse, elle bloque le passage du courant, agissant comme un commutateur ouvert à haute résistance. Cependant, si nous projetons de la lumière sur cette jonction PN, les photons de lumière ouvrent la jonction permettant au courant de passer en fonction de l’intensité de la lumière sur la jonction.

Les photodiodes exploitent cela en ayant une petite fenêtre transparente qui permet à la lumière d’atteindre leur jonction PN, rendant la photodiode extrêmement photosensible. Selon le type et la quantité de dopage semi-conducteur, certaines photodiodes répondent à la lumière visible, et d’autres à la lumière infrarouge (IR).

Lorsque aucune lumière n’est incidente, le courant inverse est presque négligeable et est appelé “courant de fondu”. Une augmentation de l’intensité lumineuse produit une augmentation du courant inverse.

Nous pouvons donc constater qu’une photodiode permet au courant inverse de circuler dans une seule direction, qui est opposée à celle d’une diode redressante standard. Ce courant inverse ne circule que lorsque la photodiode reçoit une quantité spécifique de lumière, agissant comme des impédances très élevées dans l’obscurité et comme des dispositifs à faible impédance dans des conditions de forte lumière, ce qui permet à la photodiode d’être utilisée dans de nombreuses applications en tant que détecteur de lumière rapide.

Interfaçage des Photodiodes

Dans les deux circuits de base à gauche, la photodiode est simplement polarisée inverse à travers la résistance avec le signal de tension de sortie pris à travers la résistance en série. Cette résistance peut être d’une valeur fixe, généralement comprise entre 10kΩ et 100kΩ, ou un potentiomètre variable de 100kΩ comme illustré. Cette résistance peut être connectée entre la photodiode et la masse (0v), ou entre la photodiode et la tension d’alimentation positive Vcc.

Bien que des photodiodes telles que le BPX48 offrent une très rapide réponse aux changements des niveaux lumineux, elles peuvent être moins sensibles par rapport à d’autres dispositifs photo tels que la cellule LDR au sulfure de cadmium, donc une forme d’amplification sous forme de transistor ou d’ampli-op peut être requise.

Nous avons ainsi vu que la photodiode peut être utilisée comme un dispositif à résistance variable contrôlé par la quantité de lumière frappant sa jonction. Les photodiodes peuvent être commutées de “ON” à “OFF” et vice versa très rapidement, parfois en nanosecondes, ou avec des fréquences supérieures à 1 MHz, et sont donc couramment utilisées dans des encodeurs optiques et des communications par fibre optique.

En plus des dispositifs photo à jonction PN, tels que la photodiode ou le phototransistor, il existe d’autres types de détecteurs de lumière à semi-conducteurs qui fonctionnent sans jonction PN et changent leurs caractéristiques résistives avec des variations de l’intensité lumineuse. Ces dispositifs sont appelés Résistances Dépendantes de la Lumière, ou LDR.

La LDR, également connue comme cellule photo au sulfure de cadmium (CdS), est un dispositif passif ayant une résistance qui varie avec l’intensité de la lumière visible. En l’absence de lumière, leur résistance interne est très élevée, de l’ordre des méga-ohms (MΩ). Cependant, lorsqu’ils sont exposés à la lumière, leur résistance descend à moins de 1kΩ en plein soleil. Les résistances dépendantes de la lumière fonctionnent de manière similaire aux potentiomètres, mais avec l’intensité lumineuse contrôlant leur valeur résistive.

Interfaçage des Photo Résistances LDR

Les résistances dépendantes de la lumière changent leur valeur résistive en proportion de l’intensité lumineuse. Ainsi, les LDR peuvent être utilisées avec une résistance en série, R, pour former un réseau de diviseur de tension à travers l’alimentation. Dans l’obscurité, la résistance della LDR est bien plus grande que celle de la résistance, donc en connectant la LDR de l’alimentation à la résistance ou de la résistance à la terre, elle peut être utilisée comme détecteur de lumière ou détecteur d’obscurité, comme montré.

Comme les LDR telles que le NORP12 produisent une sortie de tension variable par rapport à leur valeur résistive, elles peuvent être utilisées pour des circuits d’interfaçage d’entrée analogique. Mais les LDR peuvent également être connectées dans le cadre d’une configuration de pont de Wheatstone comme entrée d’un comparateur de tension avec ampli-op ou un circuit de déclenchement Schmitt pour produire un signal numérique afin de s’interfacer avec des circuits d’entrée numériques et de microcontrôleurs.

Des détecteurs de seuil simples pour des niveaux de lumière, de température ou de contrainte peuvent être utilisés pour produire des sorties compatibles avec TTL adaptées pour un interfaçage direct avec un circuit logique ou un port d’entrée numérique. Les détecteurs de seuil pour les niveaux de lumière et de température basés sur un comparateur d’ampli-op génèrent une entrée logique “1” ou une entrée logique “0” chaque fois que le niveau mesuré dépasse ou tombe en dessous du seuil réglé.

Résumé de l’Interfaçage d’Entrée

Comme nous l’avons vu tout au long de cette section sur les dispositifs d’entrée et de sortie, il existe de nombreux types de capteurs qui peuvent être utilisés pour convertir une ou plusieurs propriétés physiques en un signal électrique qui peut ensuite être utilisé et traité par un circuit électronique, microcontrôleur ou numérique approprié.

Le problème est que presque toutes les propriétés physiques mesurées ne peuvent pas être directement connectées au circuit de traitement ou d’amplification. Une forme de circuit d’interfaçage d’entrée est donc requise pour interfacer une large gamme de tensions et de courants d’entrée analogiques à un circuit numérique de microprocesseur.

Aujourd’hui, avec les PC modernes, les microcontrôleurs, les PICs et d’autres systèmes basés sur des microprocesseurs, les circuits d’interfaçage d’entrée permettent à ces dispositifs à basse tension, faible puissance de communiquer facilement avec le monde extérieur, car de nombreux de ces dispositifs basés sur PC ont des ports d’entrée–sortie intégrés pour le transfert de données vers et depuis le programme des contrôleurs et les commutateurs ou capteurs connectés.

Nous avons vu que les capteurs sont des composants électriques qui convertissent un type de propriété en un signal électrique, fonctionnant ainsi comme des dispositifs d’entrée. Ajouter des capteurs d’entrée à un circuit électronique peut en élargir les capacités en fournissant des informations sur l’environnement environnant. Cependant, les capteurs ne peuvent pas fonctionner seuls et dans la plupart des cas, un circuit électrique ou électronique appelé interface est requis.

Les circuits d’interfaçage d’entrée permettent donc à des dispositifs externes d’échanger des signaux (données ou codes) allant de simples commutateurs utilisant des techniques de dérebond de commutateur à un seul bouton poussoir ou à un clavier pour la saisie de données, jusqu’à des capteurs d’entrée capables de détecter des grandeurs physiques telles que la lumière, la température, la pression et la vitesse pour la conversion à l’aide de convertisseurs analogiques-numériques. Les circuits d’interfaçage nous permettent donc de faire cela.