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l’acquisition de données

l’acquisition de données

L’acquisition de données, ou DAQ, correspond à la mesure d’un phénomène physique ou électrique tel que le courant, la tension, la pression, le son ou la température avec un ordinateur. Un système DAQ se compose de différents éléments : capteurs, matériel DAQ et ordinateur pourvu d’un logiciel programmable. Contrairement à un système de mesure traditionnel, le système DAQ basé sur PC sollicite les capacités de productivité, de traitement, de connectivité et d’affichage des ordinateurs standards afin d’offrir une solution de mesure plus économique, flexible et puissante. Selon les équipements DAQ utilisés (modules Adam ou module Wise), on peut avoir accès à différents protocoles industriels comme Profinet, Ethernet, Modbus, Profibus, etc… (modules Adam) ou à des versions sans fil équipées des protocoles REST et MQTT (modules WISE).

Les éléments du système DAQ

Les éléments du système DAQ

Les capteurs

Pour mesurer un phénomène physique (intensité d’une source de lumière, température d’une salle, …), un capteur – également appelé transducteur – est nécessaire. Ce dernier a en effet pour rôle de convertir le phénomène physique en un signal électrique pouvant être mesuré. Parmi les capteurs les plus couramment utilisés, on retrouve notamment :

En fonction du type de capteur, la sortie électrique est différente. Il peut s’agir :

Le matériel DAQ

Le matériel DAQ

Véritable interface entre l’ordinateur et les différents signaux du monde extérieur, le matériel DAQ a pour principale fonction la numérisation des signaux analogiques entrants afin qu’un ordinateur soit apte à interpréter ces derniers. Les 3 éléments majeurs d’un matériel DAQ et qui se révèlent indispensables pour mesurer un signal sont les suivants :

L’ordinateur

L’ordinateur

Dans un système DAQ, l’ordinateur pourvu d’un logiciel programmable a pour rôle de contrôler le fonctionnement du matériel d’acquisition et de se charger du traitement, de la visualisation et du stockage des données de mesure. Selon les applications, différents types d’ordinateurs peuvent être utilisés :

Concrètement, un système DAQ comportent différentes composantes logicielles : un driver et un logiciel d’application.

Le driver

Ce dernier rend possible l’interaction entre le logiciel d’application et le matériel DAQ. Il fait abstraction de la programmation des registres et des commandes de bas niveau au matériel et simplifie de cette manière les communications avec le DAQ.

Le logiciel d’application

Le logiciel d’application a pour mission de faciliter l’interaction entre l’ordinateur et son utilisateur pour obtenir, analyser et exposer des données de mesures. Il peut s’agir d’une application préconstruite pourvue d’une fonctionnalité préétablie ou d’un environnement de programmation élaboré pour concevoir des applications pourvues de fonctionnalités sur-mesure. L’utilisation d’applications personnalisées est courante dans les cas suivants : automatisation des fonctions d’un matériel DAQ, exécution d’algorithmes de traitement du signal et affichage d’interfaces utilisateur personnalisées.

Les différents systèmes DAQ

Les systèmes DAQ de communication en série

Leur utilisation se révèle idéale quand la réalisation des mesures doit être effectuée à un endroit distant de l’ordinateur. S’il existe différents standards de communication, le RS232 demeure le plus fréquent bien qu’il supporte des distances de transmission uniquement jusqu’à 15,24 m ou 50 pi. Le RS485 prend, quant à lui, en charge de plus grandes distances de transmission, ces dernières pouvant aller jusqu’à 1524 m ou 5000 pi.

DAQ sans fil

DAQ sans fil

Ces systèmes d’acquisition sont dotés d’un ou de plusieurs émetteurs sans fil aptes à envoyer des données jusqu’à un récepteur sans fil lui-même connecté à un ordinateur. Concrètement, les transmetteurs sans fil peuvent être disponibles pour :

Le bus universel en série

Egalement appelé Universal Serial Bus (USB), il correspond à un nouveau standard pour connecter un PC à divers périphériques comme les imprimantes, les modems, les moniteurs, … Parmi les avantages de l’USB, on peut citer la possibilité d’alimenter en énergie le périphérique et l’opportunité de profiter d’une bande passante supérieure (allant jusqu’à 12 Mbits/s).

Les cartes d’acquisition de données

Les cartes d’acquisition sont directement branchées dans le bus de l’ordinateur. Leurs atouts majeurs sont le coût (surcharge de puissance et d’emballage fournie par l’ordinateur) et la vitesse (grâce à la connexion directe au bus). Les fonctionnalités des cartes diffèrent selon la vitesse, le type et le nombre d’entrées (marche/arrêt, thermocouple, tension), de sorties, …

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