Discussion :

[Auteur]

Bonjour,

pour nos manips, on utilise des cartes PCI-DIO de Measurment Computing https://www.mccdaq.com/pci-data-acqu...24-Series.aspx
qui dispose de 3 ports numériques que l'on peut configurer en entrées ou en sortie.

Ces cartes auront une configuration différentes selon le type de manip et le matériel qui sera utilisée : par exemples, le port A en entrée, les ports B et C en sortie, ou les ports A, B et C en sortie.

A-Je me retrouve donc avec 3 possibilités :

• port en entrée avec des réssitances de pull-down (D'après la doc de la carte, il est recommandé d'utiliser un réseau de résistances de 2,2 kohms) ;
• port en entrée avec des réssitances de pull-up ;
• port en sortie.

Mais je voudrais pouvoir configurer le port avec un minimum d'intervention sur le système. Quand le port sera en sortie, que faire au niveau du réseau de résistances ? Déconnecter le point commun 5V ou GND, laisser les résistances en pull-up ou pull-down ? Quelles seront les conséquences sur le matériel piloté ? Quel est l'impact du réseau de résistances sur les signaux envoyés ?


B- Je ne trouve pas de switch à 2 positions et 8 voies pour commuter en pull-down ou un pull-up. Du coup, est-ce que je peux utiliser des FET comme interrupteurs commandés ? Je pensais utiliser un QS3VH257S1G8 de Renesas (avec un Ron à 4 ohms) pour cela pour que mes entrées "voient" une résistance en pull-up ou pull-down selon les cas (voir mon schéma).

[Guesset]

Bonjour,

Pourquoi ne pas utiliser directement CMD avec une résistance ? Si CMD doit servir plusieurs résistances, il est peut utile de mettre un buffer entre CMD et les résistance. Il faut s'assurer que CMD ou le buffer ne présentent pas trop de bruit même si les entrées numériques sont assez tolérantes.

Remarque : le montage proposé initialement mettra toujours une résistance en lice, y compris si la broche est utilisée comme sortie. Ce n'est pas forcément gênant. Cependant l'usage de CMD en direct permettrait de déconnecter toute résistance en mettant CMD en entrée ou 3e état. Le montage avec un buffer se comporte comme le montage initial.

Salutations

[Auteur]

DI est ma digital input connectée à la carte et INPUT la broche qui me sert à connecter mon matériel.
CMD est la commande de mon système. Disons que j'ai repris et simplifié le schéma de fonctionnel du QS3VH257S1G8.

Mais dans ce montage est-ce que ma broche INPUT "voit" bien soit une résistance en pull-up ou une résistance en pull-down ? Autrement dit : est-ce le QS3VH257S1G8 se comporte bien comme des interrupteurs commandés en tension ?

[Guesset]

Bonjour,

J'ai regardé le datasheet du QS3VH257S1G8, il est intéressant et il permet même de couper les charges (avec Enable).

Deux remarques cependant :

• il ne semble compatible 5V que sur les signaux commutés et non sur les commandes S et !E qui sont en logique 3V3.
• il commute les 4 switches dans un même état (pas de panachage)

Le montage que tu proposes ira bien pour le 5 V mais j'ai un doute sérieux sur le Q2 car le JFET peut se retrouver avec Drain et Source à 0 tandis que la Gate est à 5V ce qui rend la jonction polarisée passante ce qui n'est pas le mode de fonctionnement prévu.

Et je reste sur ma proposition initiale peut être plus claire ainsi :

Le buffer ne sert que pour augmenter la sortance et donc permettre d'avoir éventuellement plusieurs résistances à alimenter. L''état Z (équivalent à pas de résistance) est plus facile à obtenir avec le montage en direct.

Salutations

[Vincent PETIT]

Salut
Pour la solution à JFET ça peut fonctionner mais ce n'est pas ce qu'il y a de plus facile, il faut une tension négative pour ouvrir le n-JFET et, mais tu ne serais pas concerné ici, on peut être un peu embêté avec les capa parasites si on veut de la rapidité. Mais c'est possible !

Ci dessous un simple transistor J111 ou MMBFJ111 commandé par une tension négative 0V/-15V (orange). En amont j'ai mis une sinusoïde 5V (bleue) pour que ce soit plus visuel et en aval on voit aux bornes de la 1MΩ, simulant l'impédance d'entrée de l'électronique qu'on connecterait, la sinusoïde découpée (vert) au rythme du signal de commande du n-JFET. A -15V le n-JFET est ouvert et ne laisse rien passer, à 0V n-JFET est fermé et ne laisse passer la sinusoïde, ou plus généralement le signal en amont.



Je suis d'accord avec Guesset le plus simple est surement de laisser constamment les pullup/down en les alimentant avec un composant à sortie tri-state. On pourrait probablement se passer de la sortie tri-state mais dans ce cas il faut savoir ce qu'on connecte derrière.

Je vais regarder dans la doc si on voit les limites IIH, IIL, IOH, IOL etc...

[Guesset]

Bonjour,

@Vincent.

Ton schéma est issu d'un simulateur ? Lequel ?

Salut

[Vincent PETIT]

Salut
C'est le simulateur QucsStudio, gratuit, Windows only mais très très orienté électronique radiofréquence en comparaison avec LTSpice par exemple. Diagramme de l'œil, de Smith, simulation de ligne microstrip, etc... perso je trouve que c'est un super simulateur.

- http://qucsstudio.de/screenshots/
- https://www.gunthard-kraus.de/qucsst...al_English.pdf
- https://www.gunthard-kraus.de/qucsst...l_part2_HB.pdf

[Auteur]

@Guesset :
merci pour ton schéma, je comprends mieux ton idée. Mais j'aimerais complètement débrancher les résistances du port d'où mon 1er schéma et mes résistances en amont. Je crains que dans ton montage (tout dépendra sans doute du buffer), la présence de R vienne parasiter les données reçues lorsque le buffer sera en haute impédance.
Peut-être as-tu une référence pour le buffer ?

@Vincent :
mes ports seront configurés en entrées ou en sorties. Il s'agira uniquement de signaux TTL, pas analogiques. Mais ton schéma reste valable. Pour la commande du système, je n'aurais pas vraiment le choix : 5V ou GND et j'aimerais me passer d'une alimentation externe. Et avec des FET canal P ?

[Vincent PETIT]

Et avec des FET canal P ?

Oui on peut aussi faire ça avec un canapé On notera que la source du transistor est du côté de la tension amont maintenant. Quand VGS = 0 le transistor laisse passer et quand VGS devient positif (~3V ou 4V) le transistor s'ouvre.

J'ai du ajouter un résistance de 1MΩ pour avoir un VGS = 0 (la tension VG = VS) afin que le transistor laisse passer par défaut. La diode sert à isoler la tension de commande en orange de la tension VGS mais on est obligé de monter à au moins 9V ou 10V pour ouvrir le transistor.

Explicage ! Comme dit juste avant, par défaut la résistance R3 de 1MΩ sert à mettre la tension de source sur celle de la gate : imaginons qu'on est sur le haut de la sinusoïde donc sur le 5V, on aura 5V sur la source et grâce à R3 on aura aussi 5V sur la gate ainsi VGS = VG - VS = 5V - 5V = 0 et le transistor laisse passer. Si je retire la diode la commande va forcer la gate à aller à 0V ou à 10V hors il faut que la gate suive la source pour que le transistor reste fermer. La diode sert donc à isoler la commande en l'empêchant de descendre en dessous de 5V car ci tôt que la commande passe en dessous des 5V la diode devient bloquée. Pourquoi 10V sur la commande ? Pour ouvrir le transistor il faut un VGS positif d'environ 3 ou 4V sauf que la source est au 5V dans l'hypothèse considéré ici. Pour avoir un VGS positif (un VG - VS positif) il faut que la tension de gate dépasse de 3 ou 4V la tension de source ; en prenant 10V pour la commande je me retrouve avec VGS = VG - VS = 10V - 5V = 5V et là le transistor coupe (il s'ouvre comme un interrupteur)



Si je préfère la solution de Guesset c'est parce que mettre au point les solutions avec les FET demande de regarder ce qui se passe au moment des commutations car les capa parasites vont commencer à intervenir et on devrait voir des temps de montée un poil exponentiel plutôt que bien raide et autres joyeusetés de ce genre. Mais il est vrai que dans ton cas ça ne gêne pas puisqu'il y aura qu'une seule commutation avant démarrage du système, ça ne fera pas du tout comme dans ma simulation.

Sa solution peut être réalisée comme ça :



Le NC7SZ125 a une bonne sortance et une bonne entrance, il peut fournir/absorber pas mal de courant. Si /OE est à 0 alors quand A vaut 1 tu as des pull-up et quand A vaut 0 tu as des pull-down. Si /OE le réseau de résistance est quasi déconnecté aux courants de fuite prés. Avec le NC7SZ125 le courant de fuite quand il est en sortie haute impédance est d'environ +/-1µA (selon pullup/pulldown) tandis qu'avec les FET en mode ouvert on serait plutôt dans l'ordre de +/- 1nA (selon n-JFET ou p-JFET) à mon avis avec 1µA ou 1nA de courant de fuite on peut considérer les résistances comme déconnectées.

[Auteur]

Le NC7SZ125 a une bonne sortance et une bonne entrance, il peut fournir/absorber pas mal de courant. Si /OE est à 0 alors quand A vaut 1 tu as des pull-up et quand A vaut 0 tu as des pull-down. Si /OE le réseau de résistance est quasi déconnecté aux courants de fuite prés. Avec le NC7SZ125 le courant de fuite quand il est en sortie haute impédance est d'environ +/-1µA (selon pullup/pulldown) tandis qu'avec les FET en mode ouvert on serait plutôt dans l'ordre de +/- 1nA (selon n-JFET ou p-JFET) à mon avis avec 1µA ou 1nA de courant de fuite on peut considérer les résistances comme déconnectées.

Ok quand mon port et ses 8 voies sont en entrée.
Oui, mais quand mon port est en sortie et que je suis en mode haute impédance, les résistances ont toujours un point commun ! C'est là mon souci. Si une voie est à "1" et les 7 autres à "0", si je ne me trompe pas, au niveau du point commun on a 7 résistances en parallèle reliées à la masse via les 7 sorties à 0 et une résistance de 2,2k reliée à la sortie à "1" à 5V. D'où mon souhait d'une déconnexion totale des résistances dans ce cas de figure.
Peut-être aussi que je bloque sur ce qu'est la haute impédance.

[Guesset]

Bonjour,

Le NC7SZ125 est tout petit, rien n'empêche d'en mettre un par broche à contrôler. Le problème peut venir du fait qu'il faille deux sorties pour contrôler la charge d'une broche soit 16 pour 8 broches.

Avec un seul NC7SZ125 (configuration uniforme de bus), la réflexion sur l'effet des points communs des résistances dans le cas d'un état z paraît légitime mais est peut être sans impact (auquel cas l'état z n'est pas très utile). Pour 8 broches, chacune verra l'ensemble des autre sous environ 2k5 = 2k2 + 2k2/7, de 0V à 5V selon le panachage des états des autres broches.

Ceci étant, le montage initialement proposé (même corrigé) ne permet pas de déconnecter les résistances. Il y en toujours une en service.

Il faudrait deux sorties et une autre logique (un nand par exemple) pour contrôler 3 états (R à 0, R à 5V, pas de R). C'est l'avantage du montage direct qui se contente de n'utiliser qu'une sortie CMD par broche à contrôler. Mais comme l'état Z ne se transmet pas, dès qu'il y a d'autres circuits logiques derrière CMD, il faudra 2 sorties par broche contrôlée c'est à dire ajouter par exemple un OE Output Enable.

Le problème des circuits de 8 buffers est qu'ils ont généralement une commande d'état Z commune aux 8 buffers ou quelquefois 2x4. C'est plus une logique de bus que de contrôle individuel.

En résumé, le montage direct me parait le plus adapté et le plus simple. La sécurité (garantie de sortance élevée donc d'impédance faible) pourrait aisément tirer partie du NC7SZ125 proposé par Vincent en 8 exemplaires si ce sont des configurations individuelles et non de bus. Le MCU devra alors fournir 8 x (CMD + OE) soit 16 sorties.

Pour se rassurer, il est possible de voir les schémas du projet open source AVR Transistortester qui identifie et mesure de nombreux composants simples. Il a engendré un foultitude de clones (traduction : original professionnel en chinois ) et il utilise des sortie d'AVR sur résistance pour tester puis faire des mesures analogiques. La précision n'est pas exceptionnelle mais ça marche très bien.

Salutations.

[Vincent PETIT]

Avec un seul NC7SZ125 (configuration uniforme de bus), la réflexion sur l'effet des points communs des résistances dans le cas d'un état z paraît légitime mais est peut être sans impact (auquel cas l'état z n'est pas très utile). Pour 8 broches, chacune verra l'ensemble des autre sous environ 2k5 = 2k2 + 2k2/7, de 0V à 5V selon le panachage des états des autres broches.

Tu as raison dans ce cas autant choisir la solution "direct" !

[Auteur]

Sur cette carte j'ai 3 ports de 8 bits. Si je modifie la configuration d'un port c'est sur les 8 voies.

J'ai l'impression que j'ai mal posé ma problématique et que par conséquent, on ne se comprend pas très bien.

[Vincent PETIT]

Après si tu veux déconnecter les pull-up/down lorsque tu es en sortie il faut faire comme Guesset dit ci dessous :

Le NC7SZ125 est tout petit, rien n'empêche d'en mettre un par broche à contrôler.

Et par exemple remplacer NC7SZ125 par ce bon vieux HC573 ou équivalent (j'ai un LS573 dans le schéma ci dessous car je n'avais que ça)



Lorsqu'on déconnecte toutes les résistances via /OE à 1 il restera un courant résiduel de 500nA typique dans chacune d'elle.

[Guesset]

Bonjour,

Est-ce que chaque groupe de 8 voies a la même configuration (comme un bus) ?

Par exemple, pour un bus (la transition CMD aura un peu de retard à cause de la charge capacitive mais ce n'est très important pour une configuration au démarrage).

Vincent m'a pris de vitesse

Comme on le voit ce ne sont pas les circuits qui manquent.

Salutations

[Auteur]

Oui c'est un bus, toutes les voies ont la même config, mais ne changerons pas d'état en même temps.

Il faut que je regarde vos schémas plus attentivement.

[Auteur]

Pour un précédent projet, j'avais acheté des ADG452 et ADG451, des commutateurs analogiques. Et je me demande s'ils seraient pas plus avantageux.

[Guesset]

Bonjour,

Avec des ADG452/52 pourquoi pas, mais il en faudra 4 par bus (pour éviter le couplage entre sorties en cas de troisième état) et l'analogique n'est pas utile ici. C'est envisageable si on a un stock disponible (12 quand même) mais ce n'est pas une solution que je conseillerais : trop de circuits et de câblage donc de surface de pcb.

La solution de potentiomètres commandés pose les mêmes problèmes (en pire, il en faut 24 si un par boitier), plus une complexité de commande accrue.

Les solutions proposées sont simples et peu onéreuses. Les tester ne prendrait pas beaucoup de temps et d'agent. Je ne comprends pas trop le tropisme vers l'analogique dans ce cas.

Salutations

[Auteur]

Avec des ADG452/52 pourquoi pas, mais il en faudra 4 par bus (pour éviter le couplage entre sorties en cas de troisième état) et l'analogique n'est pas utile ici. C'est envisageable si on a un stock disponible (12 quand même) mais ce n'est pas une solution que je conseillerais : trop de circuits et de câblage donc de surface de pcb.

En effet, je n'ai pas trouvé de commutateurs avec plus de 4 entrées.

La solution de potentiomètres commandés pose les mêmes problèmes (en pire, il en faut 24 si un par boitier), plus une complexité de commande accrue.

En effet, j'ai évoqué dans mon précédent message, avant que je ne l'efface, des potentiomètres numériques. Mais après coup, je me suis rendu compte que c'était finalement la même chose que les solutions proposées.

Les solutions proposées sont simples et peu onéreuses. Les tester ne prendrait pas beaucoup de temps et d'agent. Je ne comprends pas trop le tropisme vers l'analogique dans ce cas.

Oui, c'est vrai , je me casse la tête pour rien. Je crois que je dois réviser certains concepts électroniques.