Les cartes Fraise
La carte Pied USB
La carte Pied USB est généralement présente une seule fois dans une installation, elle est l'interface entre l'ordinateur et les cartes Fruits.
Les cartes Fruits
La carte Fruit Versa1
Elle contient principalement un micro-processeur PIC18F26K22 et des composants électroniques (des résistances, condensateurs, etc.). La carte possède douze connecteurs blancs à trois points qui servent au branchement des leds, servo-moteurs, interrupteurs, potentiomètres…
Le micro-processeur contient un programme qui peut être modifié (voir section Programmation). Selon le programme enregistré, la carte dédiera les connecteurs à une tâche ou à une autre.
La carte Fruit 8X2A
Elle contient principalement un micro-processeur PIC18F26K22 et des composants électroniques (des résistances, condensateurs, etc.). La carte possède neuf connecteurs blancs à trois points qui servent au branchement des leds, servo-moteurs, interrupteur, potentiomètre…
La carte contient jusqu'à deux double ponts en H suivis par des borniers dominos (borniers aux coins de la carte ; ils sont notés P1, P2, P3, P4 sur le circuit imprimé) qui servent au branchement de moteurs.
Chaque double pont en H peut commander soit 1 moteur pas à pas 4 fils, soit 2 moteurs à courant continu 12 volts (DC12V), soit 4 circuits unipolaires 12V, soit 1 moteur DC12V et 2 circuits 12V.
Le micro-processeur contient un programme qui peut être modifié. Selon le programme enregistré, la carte sera dédiée à une tâche ou à une autre : les borniers fourniront du courant pour des moteurs à courant continu ou pour des moteurs pas à pas ; les connecteurs seront affectés à des capteurs, à des LED.
La carte Fraisiever
La carte Fraisiever contient le module communication. La communication longue distance s'effectue par du câble téléphonique 4 fils qui se branche sur les connecteurs RJ11 ; deux connecteurs noirs en haut à gauche de la photo.
La carte dispose de deux alimentations électriques. Le bornier situé près des connecteurs RJ11, en bas à gauche de la photo, alimente la partie communication longue distance. Le courant circule sur le câble RJ11 qu'on appelle le bus long et il faut ajouter de nouvelles alimentations si les cartes sont éloignées. L'autre bornier, en haut à droite de la photo, alimente la partie communication avec les cartes Fruit locales. Il circule sur le câble en nappe qu'on appelle le bus court.
La carte Fraisiever contient deux optocoupleurs TLP2531 qui garantissent une isolation électrique. Un optocoupleur contient des LED et des phototransistors ; il transmet l'information sous forme de lumière infrarouge plutôt que sous forme de courant électrique.
L'architecture du réseau
Le système Fraise a été conçu pour pouvoir commander des composants distants. Le système a aussi été conçu pour séparer la partie communication et la partie alimentation de puissance des moteurs et autres composants. Cela offre une protection contre des branchements défectueux qui auraient risqué d'endommager toutes les cartes électroniques.
La communication longue distance se fait par les cartes Fraisiever qui sont reliées ↔ entre elles par un câble téléphonique (RJ11 6P4C mâle - RJ11 6P4C mâle). Sur la carte Fraisiever, il y a deux connecteurs RJ11 (connecteurs noirs en haut à gauche de la photo). Deux câbles téléphoniques pourront donc partir de cette carte. Cela permet de connecter une carte à la précédente et à la suivante ; on peut ainsi construire un long circuit. Les dernières cartes Fraisiever, aux extrémités du circuit, n'ont qu'un seul connecteur RJ11 utilisé. On réalise ainsi le bus long.
carte Fraisiever ↔ carte Fraisiever ↔ carte Fraisiever ↔ carte Fraisiever ↔ carte Fraisiever ↔ carte Fraisiever
La carte Pied et l'ordinateur peuvent se mettre à un endroit quelconque de ce circuit. La carte Pied est reliée ↨ à l'ordinateur par un câble USB (USB type A mâle - USB type B mâle).
La carte Pied est reliée ↕ à la carte Fraisiever par du câble en nappe 10 fils / connecteur HE10.
| ordinateur | ||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ↨ | ||||||||||
| carte Pied | ||||||||||
| ↕ | ||||||||||
| carte Fraisiever | ↔ | carte Fraisiever | ↔ | carte Fraisiever | ↔ | carte Fraisiever | ↔ | carte Fraisiever | ↔ | carte Fraisiever |
Les cartes Fruits seront disposées sur les autres cartes Fraisiever. Localement, elles sont reliées ↕ par du câble en nappe.
Une architecture standard pourrait alors se voir ainsi
| ordinateur | ||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ↨ | ||||||||||
| carte Pied | ||||||||||
| ↕ | ||||||||||
| carte Fraisiever | ↔ | carte Fraisiever | ↔ | carte Fraisiever | ↔ | carte Fraisiever | ↔ | carte Fraisiever | ↔ | carte Fraisiever |
| ↕ | ↕ | ↕ | ↕ | ↕ | ||||||
| carte Fruit | carte Fruit | carte Fruit | carte Fruit | carte Fruit | ||||||
| ↕ | ↕ | ↕ | ↕ | |||||||
| carte Fruit | carte Fruit | carte Fruit | carte Fruit | |||||||
| ↕ | ↕ | ↕ | ||||||||
| carte Fruit | carte Fruit | carte Fruit | ||||||||
↨ câble USB
↔ câble téléphonique
↕ câble en nappe
Et on peut continuer à prolonger le rhizome aussi bien sur les bus courts que sur le bus long.
Des cartes Fruits Versa1 peuvent aussi être ajoutées sur le bus court de la carte Fraisiever connectée à la carte Pied. L'architecture serait
| ordinateur | ||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ↨ | ||||||||||
| carte Pied | ||||||||||
| ↕ | ||||||||||
| carte Fraisiever | ↔ | carte Fraisiever | ↔ | carte Fraisiever | ↔ | carte Fraisiever | ↔ | carte Fraisiever | ↔ | carte Fraisiever |
| ↕ | ↕ | ↕ | ↕ | ↕ | ↕ | |||||
| carte Fruit | carte Fruit | carte Fruit | carte Fruit Versa1 | carte Fruit | carte Fruit | |||||
| ↕ | ↕ | ↕ | ↕ | ↕ | ||||||
| carte Fruit | carte Fruit | carte Fruit Versa1 | carte Fruit | carte Fruit | ||||||
| ↕ | ↕ | ↕ | ||||||||
| carte Fruit | carte Fruit | carte Fruit | ||||||||
Enfin, il est aussi possible de connecter les cartes Fruit Versa1 directement sur la carte Pied. Dans ce cas particulier, c'est principalement l'alimentation électrique qui limitera le nombre de cartes Fruits Versa1. Si l'application n'utilise que des potentiomètres (qui ne consomment que très peu), on peut mettre plusieurs cartes Fruits Versa1. S'il s'agit de LED, il faudra vérifier leur consommation mais on peut certainement en mettre un grand nombre. Par contre, même s'il est théoriquement possible de brancher jusqu'à douze servomoteurs (qui consomment plus) sur une seule carte Fruit Versa1, il est préférable, dans ce cas, d'utiliser une carte Fraisiever pour bénéficier de l'alimentation auxiliaire.
Cependant, rappelons que c'est la carte Fraisiever qui contient les optocoupleurs et qu'en ne l'utilisant pas, on se retire une protection contre des branchements défectueux.
????? On peut améliorer le réseau en connectant un bouchon sur le dernier connecteur du bus long (le câble téléphonique et les connecteurs RJ11) ; cela consomme le signal en fin de circuit. Le bouchon est une résistance 5 kΩ placée entre les deux fils de communication (attention à ne pas commettre d'erreur sur les fils concernés ; sur la photo, on voit les parties cuivrées du connecteur RJ11 ; si on plaçait ce bouchon dans un connecteur RJ11 de la photo de carte Fraisiever, le câble noir serait en haut ?????).
Si le rhizome est très long, il peut être intéressant de rafraîchir l'alimentation en 12 volts. Sur l'image, le fil noir serait branché à la masse ; le fil vert serait branché à la cathode d'une diode N4007 et l'anode de la diode sur +12V. La diode empêche le courant de passer dans l'autre sens.