# Oscilloscope à quatre canaux, et plus

La première chose qui apparaît quand on ouvre le programme avec l'interface graphique d'expEYES, c'est une fenêtre d'oscilloscope. Les graphiques de quatre canaux d'oscilloscope apparaissent à gauche. À droite il y des boutons, des curseurs, etc. pour contrôler l'oscilloscope et la plupart des spécificités matérielles d'expEYES, comme les sorties en courant continu, les générateurs de signaux, etc. Pour comprendre ExpEYES, il faut commencer avec les bornes d'Entrée/Sortie et leurs fonctions, comme expliqué ci-dessous.

# Branchements de sortie

- CCS : source courant constant de 1.1 mA. Si on y connecte une résistance vers GND, un courant de 1.1 mA y circulera quelle que soit la valeur de la résistance. La plus grande valeur de résistance qui permet cela est 2kΩ. On l'active et on la désactive à l'aide du bouton à cocher CCS.
- PV1 et PV2 : Tensions programmables. Les sorties de ces bornes sont réglables dans dans l'intervalle ±5 V par logiciel. On peut vérifier la tension en connectant un voltmètre entre la borne et GND. Dans le cas de PV2, la tension de sortie peut varier dans l'intervalle − 3, 3 V à + 3, 3 V. Les tensions se règlent depuis l'interface graphique, à l'aide de curseurs ou de champs de saisie texte.
- SQ1 : Générateur de signal carré. Cette borne peut générer un signal carré variant entre 0 et 5 V. La fréquence est réglable de 1 Hz à 5 kHz, mais on peut la programmer pour générer des fréquences de 0, 1 Hz à 1 MHz. La sortie SQ1 a une résistance série de 100Ω si bien qu'on peut y connecter directement une DEL.
- SQ2 : Générateur de signal carré. SQ2 est disponible comme une option de WG, ce qui signifie qu'une seule des deux peut être active en même temps. SQ2 ne dispose pas de résistance en série.
- OD1 : Sortie numérique. La tension de cette borne peut être réglée soit à 0 soit à 5 V. On peut changer l'état le niveau de tension de OD1 à l'aide de la case à cocher dans l'interface graphique.
- WG : Générateur de basse fréquence. Cette borne est une générateur de signal de forme arbitraire. La fréquence est entre 5 Hz et 5 kHz. On peut régler l'amplitude à 3 V, 1 V ou 80 mV. Le signal peut être sinusoïdal, triangulaire ou carré. En mode signal carré, la sortie est sur SQ2, avec une excursion de 0 à 5 V.
- WG : c'est juste la sortie de WG inversée.

# Branchements d'entrée

- IN1 : Entrée pour mesurer la capacité d'un condensateur. C'est un capacimètre intégré. En connectant un condensateur entre IN1 et GND, on peut mesurer des capacités entre quelques pF et plusieurs µF. Un bouton-poussoir permet de lancer la mesure.
- IN2 : Fréquencemètre pour des signaux numériques. Cette entrée permet de mesurer la fréquence et le rapport cyclique de signaux numériques, qui varient entre 0 et 3 à 5 V. On dispose d'un bouton-poussoir pour déclencher une mesure.
- SEN : Entrée pour mesurer la résistance. Ce point est rappelé en interne à 3.3 V via une résistance de 5.1 kΩ. La valeur de la résistance externe connectée là est déterminée par la loi d'Ohm. On utilise cette borne principalement pour connecter des capteurs résistifs comme des photo-transistors, pour des mesures d'intervalle de temps.
- A1 et A2 : Entrée de mesure de tension. Elle fonctionne comme voltmètre ou comme oscilloscope. Le calibre maximal est ± 16 V, on choisit le calibre depuis un menu déroulant. On peut choisir le mode de couplage continu/alternatif à l'aide d'un contact à glissière sur le boîtier. Le calibre peut être sélectionné par un menu déroulant. A2 est comme A1, mais il n'y a pas de mode couplé en alternatif.
- A3 : Entrée de mesure de tension. Cette entrée a un calibre de ± 3.3 V. On peut amplifier les signaux faibles reliés à A3, en connectant une résistance entre Rg et GND. Cela aide à mesurer des signaux très faibles.
- MIC : Entrée pour microphone. On peut y connecter directement un microphone à condensateur. Son signal apparaît comme le canal quatre de l'oscilloscope.
- Rg : Résistance de gain pour A3. Le gain vaut Gain= 1 +(Rg)/(100). Par exemple, si on connecte une résistance de 1 kΩ on obtient un gain de 11.
- Interface I2C : On peut connecter des circuits standard I2C à ce port. On trouve sur la marché un choix très large de capteurs de température, pression, vitesse, accélération, champ magnétique, etc. ExpEYES en support plusieurs directement depuis l'interface graphique.

# L'Interface utilisateur graphique

La barre de menus de l'interface graphique utilisateur consiste en plusieurs menus déroulants pour diverses catégories d'expériences.

La partie gauche de l'écran est la fenêtre de l'oscilloscope quatre voies. Dans la partie droite, il y a des boutons, des curseurs et des zones de texte pour les accès au matériel comme expliqué plus haut.

# Les contrôles de l'oscilloscope

- Sélection des canaux
    Les quatre canaux A1, A2, A3 et MIC peuvent être sélectionnés pour l'affichage à l'aide de cases à cocher dans la moitié du bas de la partie droite.
- Choix des calibres
    Des menus déroulants sont disponibles pour chaque canal afin de choisir le calibre. A1 et 12 ont un calibre maximal de ± 16 V.
- Amplitude et fréquence
    Des cases à cocher à droite de chaque sélection de calibre permettent d'activer la modélisation mathématique des données capturées à l'aide d'une fonction sinus. L'amplitude et la fréquence calculées sont affichées.
- Le curseur de la base de temps
    Le curseur de la base de temps permet de régler la durée de l'axe des X. La durée maximale peut être ajustée de 1 ms à 500 ms.
- Les contrôles de synchronisation
    Un oscilloscope à mémoire numérise et capture périodiquement le signal d'entrée pendant une certaine durée et affiche le résultat. Afin d'obtenir une trace stable, la valeur et la pente du signal d'entrée au début de chaque capture devraient être les mêmes. Ces valeurs de départ sont réglées par le réglage du niveau de synchronisation.
- L'enregistrement des données
    Les données des traces peuvent être enregistrées dans un fichier au format texte. La date et les valeurs de tension de chaque trace seront écrites dans un fichier.
- Le curseur
    On peut activer un curseur vertical afin de visualiser les valeurs instantanées de chaque canal à la position du curseur selon la date.
- L'option A1 −A2
    Cette option dessine une trace qui représente la différence des signaux A1 et A2.
- La transformée de Fourier
    La transformée de Fourier permet de convertir les données du domaine temporel en domaine fréquentiel. Les amplitudes des composantes fréquentielle sont affichées. On peut observer la valeur de la fréquence fondamentale.

# Les autre contrôles et afficheurs

- En haut de la partie droite il y a des cases à cocher étiquetées A1, A2 et A3. Quand on les coche, cela affiche les valeurs instantanées des entrées A1, A2 et A3. Ces valeurs ne sont utiles que pour la mesure de tensions continues.
- La valeur de la résistance connectée entre SEN et GND est présentée sous les affichages des tensions continues.
- Juste à côté se trouve un bouton pour mesurer la capacité connectée entre IN1 et GND.
- On trouve un bouton pour mesurer la fréquence des signaux numériques connectés à IN2. Ce signal doit osciller entre zéro et 5 V.
- Deux cases à cocher sont fournies pour régler l'état de OD1 et CSS.
- Un menu déroulant permet de sélectionner la forme du signal WG. Quand on sélectionne SQR, le signal de sortie devient disponible sur SQR2. Il y a aussi un menu pour choisir l'amplitude de la sortie WG. Les valeurs permises sont 3 V, 1 V et 80 mV.
- Il y a quatre curseurs verticaux tout à gauche de l'interface graphique. On peut les utiliser afin de décaler verticalement les traces. Ça peut être utile dans des expériences comme l'étude des portes logiques.