MESURE D'UNE DISTANCE AVEC UNE SOURIS

I – Principe

Les ordinateurs utilisent pratiquement tous un pointeur graphique déplaçable à l’aide d’une souris. Son mode de fonctionnement est relativement simple. Une boule entraîne deux rouleaux au bout desquels on trouve des roues perforées. Ces roues sont placées au centre d’une fourche optique (diode émettrice infrarouge et photodiode ou phototransistor) .

Le faisceau infrarouge de la fourche otique est donc régulièrement coupé quand la roue tourne. Le signal présent au niveau du photodétecteur, donne une information sur l’angle de rotation de la roue, donc de la boule, et par conséquent, la distance parcourue par la souris.

Les deux roues permettent de déterminer le déplacement vertical et horizontal.

Le sens de déplacement de la souris est déterminé grâce à deux récepteurs infrarouges décalés. Il en résulte un décalage entre les signaux qu’ils fournissent. Le sens du décalage permet de connaître le sens du déplacement (voir figure ci-dessus).

II - Mesure d’une distance avec une souris

II – 1 – Récupération des signaux d’une fourche optique

Dans une souris d’ordinateur, un circuit intégré spécialisé est chargé d’alimenter les émetteurs infrarouges, de récupérer et de mettre en forme les signaux des photodétecteurs, de contrôler l’appui sur les différents boutons de la souris et de transmettre à l’ordinateur toutes ces informations par l’intermédiaire d’une liaison série.

Pour mesurer une distance avec une souris, celle-ci est modifiée afin que l’on puisse recueillir les tensions issues d’une des fourches infrarouges dans le but de les traiter. La fourche optique choisie est celle du déplacement horizontal.

Il faut donc connecter uniquement les souris modifiées à la carte de traitement des signaux.

II – 2 – Visualisation des signaux issus de la fourche optique et mise en forme

Pour les différentes acquisitions, il faudra sauver les données dans un fichier que vous nommerez : " mesure souris ".

    1. Alimentez la carte électronique de traitement en 15V.

    2. Connectez la souris modifier

    3. Faites l’acquisition des tensions VE1 et VE2 en fonction du temps. Celle-ci devra se faire en déplacent la souris lentement à une vitesse relativement constante. Il faudra certainement faire plusieurs essais pour avoir un résultat correct. En effet, il faut trouver un compromis entre la vitesse de déplacement de la souris, le nombre de points de mesure et l’intervalle de temps entre chaque point. Pour vous aider, vous pouvez visualiser dans un premier temps ces deux tensions à l’aide d’un oscilloscope.

    4. Faites l’acquisition des tensions VE1(t) et VS1(t). Les remarques du c), sont toujours valables.

    5. Même chose pour VS1(t) et VS2(t).

 

II – 3 – Etude du module comptage

    1. A l’aide d’un générateur de fonctions, appliquez à l’entrée Horloge de la carte une tension rectangulaire comprise entre 0 et 5V, à une fréquence de 1Hz.

    2. Observez le comportement de la ligne de DELs.

    3. Remarquez ce qui se passe si vous appliquez une tension de 5V à la borne RAZ.

II – 4 – Mise en équation du système de mesure

    1. Reliez la Borne S1 à la borne Horloge

    2. Placez l’axe vertical de la souris sur une graduation entière d’une feuille de papier millimétré.

    3. Mettez le compteur à 0 à l’aide de la borne RAZ.

    4. Effectuez un mouvement de translation de 100mm avec la souris. Il faut tenter d’effectuer un mouvement de translation le plus parfait possible et à une vitesse lente. La distance parcourue doit être la plus précise possible.

    5. Notez le nombre binaire indiqué par les DELs.

    6. Faites la même expérience, mais en parcourant une distance de 200mm. Il faudra remettre le compteur à 0 avant cette nouvelle expérience.

    7. Notez à nouveau le nombre binaire indiqué par le compteur.

    8. Etablissez une relation entre la distance parcourue par la souris et le nombre indiqué par le compteur.

II – 5 – Mesure d’une distance entre deux traits

    1. Tracez sur une feuille deux traits parallèles séparés par une distance inconnue.

    2. A l’aide de la relation établie au II – 4, mesurez la distance qui sépare les deux traits avec la souris

    3. Vérifiez votre mesure à l’aide d’une règle.

    4. Refaites plusieurs fois cette expérience afin d’établir la précision de mesure du système.

III – compte rendu

Dans un document Word, faites un compte rendu dans lequel apparaîtra :

    1. Le principe de fonctionnement d’une souris

    2. La méthode utilisée pour mesurer une distance avec la souris. Vous expliquerez l’utilité du module mise en forme et du module comptage.

    3. La relation entre le nombre binaire indiqué par la carte électronique et la distance parcouru par la souris. Vous justifierez vos calculs

    4. Vos conclusions sur la précision de mesure du système.