IPA01 – Tutoriel ladder – Programmer avec une ampoule

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Tutoriel ladder (partie1) – Programmer avec une ampoule 

C’est parti pour le premier tutoriel destiné à apprendre à programmer en ladder, un langage de programmation très graphique et accessible. Si vous avez des bases d’électricité, vous pouvez sauter directement quelques chapitres car nous redémarrerons tout de ZÉRO. Pour les autres, ne perdons pas de temps et plongeons nous dans les schémas électrique. C’est parti pour la première partie du tutoriel ladder.

Note: si vous n’avez pas installé Codesys, le logiciel que nous utilisons pour nous exemple, voici le lien expliquant la procédure à faire: Lien pour télécharger et installer codesys.

Voici le chapitre précédent, « l’introduction », cliquez ici.

Bannière de zéro à l'arduino

 

 

Vidéo du chapitre.

 

Très important: pour les gens ayant de bonnes connaissances en électricité, les schémas qui suivront ne seront pas toujours exact électriquement parlant. Mais simplifiés dans une optique plus pédagogique.

Et la lumière fût, notre premier schéma électrique.

Nous n’aurons besoin de ne connaitre que 3 symboles électrique pour commencer.

  1. L’interrupteur (aussi appelé contact) normalement ouvert 
    Inter. normalement ouvert

    Inter. normalement ouvert

    Celui ci ne laisse pas passer de tension lorsqu’il est au repos, on dit qu’il est égal à 0.
    Par contre lorsque l’on vient exercer une action dessus, celui ci change d’état et se ferme, on dit qu’il est au travail. En se fermant, il laisse passer la tension.

  2. L’interrupteur (aussi appelé contact) normalement fermé
    Inter. normalement fermé

    Inter. normalement fermé

    Celui ci laisse passer la tension lorsqu’il est au repos, on dit qu’il est égal à 0.
    Par contre lorsque l’on vient exercer une action dessus, celui ci change d’état et s’ouvre, on dit qu’il est au travail. En s’ouvrant, il ne laisse plus passer la tension.

  3. L’ampoule (ou la bobine)
    Ampoule
    Alors raisonnons « électricité domestique », imaginez un interrupteur muni d’un ressort. Lorsque vous appuyez dessus, il est actionné, et dés que vous le lâchez, il revient dans sa position. Donc, je rentre dans un pièce sombre, j’appuie (et reste appuyé) sur l’interrupteur, la lumière s’allume, et lorsque j’enlève mon doigt, la lumière s’éteint.Et bien voila comment est ce que l’on dessine cela:
1 contact NO en série avec 1 sortie

1 contact NO au repos (=0)en série avec 1 sortie

L’interrupteur (ou le contact) est sur la même ligne que l’ampoule, il n’y a aucune bifurcation possible, on dit que l’interrupteur et l’ampoule sont en série.

Analysons ce schéma:

  • Nous retrouvons notre interrupteur normalement ouvert sur lequel aucune action n’est exercée. On dit qu’il est au repos, donc égale à 0. Il est ouvert donc la tension ne peut pas passer.
  • Nous voyons un fil rouge à la gauche de notre interrupteur. C’est par là qu’arrive la tension électrique positive , le +. Mais notre interrupteur étant ouvert, elle ne peut pas le traverser.
  • A droite de notre interrupteur se trouve un fil noir dans laquelle aucune tension ne passe.
  • Puis nous avons notre ampoule qui est éteinte. Pour s’allumer celle ci à besoin d’avoir une tension différente à chacune de ses bornes (donc le fil rouge d’un coté et le bleu de l’autre).
  • Enfin le fil bleu à la droite de l’ampoule, représente l’autre tension électrique négative, le -.

Je sais qu’électriquement parlant, la couleur des fils n’est pas exacte, mais les schéma sont plus explicitent représentés de cette façon.

Donc pour résumer:
Notre interrupteur n’étant pas actionné (Interrupteur=contact=0), la tension positive ne peut pas le traverser.
L’ampoule est éteinte (ampoule=sortie=0) car elle a bien une tension négative arrivant de sa droite, mais aucune tension positive arrivant de sa gauche. Pour rappel, une ampoule (ou sortie) ne s’allume que si elle a 2 tensions différentes à ses bornes.

Maintenant appuyons sur notre interrupteur (interrupteur=1) et maintenons le appuyé. Voici le schéma:

1 contact NO actionné (=1) en série avec 1 sortie

1 contact NO actionné (=1) en série avec 1 sortie

Voyons les différences avec le schéma précédent:

  • Nous avons toujours notre interrupteur normalement ouvert [ce qui veut dire, je le rappel, que son état normal (lorsque qu’aucune action n’est exercée), est ouvert], mais cette fois on appuie dessus. Alors il est actionné (au travail), donc fermé (interrupteur=1). Dans cette position il laisse passer la tension.
  • Par conséquent, la tension électrique positive peut passée au travers de l’interrupteur, le circuit étant fermé, pour arriver jusque l’ampoule.
  • L‘ampoule est donc allumée (ampoule=1) car elle a une différence de tension (ou différence de potentiel) sur chacune de ses bornes (la tension positive rouge sur sa gauche et la tension négative bleu sur sa droite).
Pour résumer:
En exerçant une action sur notre interrupteur normalement ouvert, nous le passons de son état ouvert (au repos, interrupteur=contact=0) à son état fermé (au travail, interrupteur=contact=1).
Cela a pour effet de relier le fil rouge (la tension positive) au fil noir (aucune tension), ce qui fait que le fil sans tension obtient une tension positive (le fil noir devient rouge).
L’ampoule se trouvant avec 2 tensions différentes à ses bornes, elle passe donc de son état éteinte (ampoule=sortie=0) à son état allumée (ampoule=sortie=1).

On peut donc dire que:

  • lorsque je n’appuie pas sur mon interrupteur (interrupteur=contact=0) alors mon ampoule est éteinte (ampoule=contact=0).
  • lorsque j’appuie sur mon interrupteur (interrupteur=contact=1) alors mon ampoule s’allume (ampoule=sortie=1).

On peut déjà s’apercevoir que l’état de interrupteur est toujours le même que celui de l’ampoule… mais ne grillons pas les étapes.

Ceci est la base de l’électricité. Il faut bien comprendre que pour allumer une ampoule (ou une sortie), il lui faut une différence de tension (ou différence de potentiel) entre ses bornes. Pour l’instant, dans nos schéma électrique, nous n’aurons que 2 tensions. La tension positive (en rouge) et la tension négative (en bleu), les fils noirs sont sans tension (ou sans potentiel).

Durant ses tutoriels, le jeu sera donc de trouver un moyen d’amener le fil rouge jusque l’ampoule (ou la sortie).

Découvrons l’interrupteur normalement fermé.

Vous vous doutez bien qu’un interrupteur en série avec une ampoule n’est pas le cas le plus intéressant, alors penchons nous sur l’autre contact, l’interrupteur normalement fermé.

Voici le schéma d’un interrupteur normalement fermé en série avec une ampoule, lorsque aucune action n’est exercée dessus.

1 contact NCau repos  en série avec une sortie

1 contact NC au repos (=0) en série avec une sortie

Analysons attentivement ce schéma:

  • L’interrupteur (ou contact) normalement fermé est au repos, aucune action n’est exercée dessus (soit interrupteur=contact=0).
  • La tension positive arrive directement à la borne de l’ampoule. Ceci est la particularité d’un contact normalement fermé, lorsque qu’aucune action n’est exercée dessus, il laisse passer la tension.
  • L’ampoule ayant une différence de tension (ou différence de potentiel) entre chacune de ses bornes, elle s’allume (ampoule=sortie=1).

Surprenant n’est ce pas!

Vous devez être sur d’avoir saisi que précédemment, l’ampoule était active (ampoule=sortie=1) lorsque l’interrupteur était actif (interrupteur=contact=1), mais qu’avec notre interrupteur normalement fermé, l’ampoule est active (ampoule=sortie=1) lorsque l’interrupteur est au repos (interrupteur=contact=0). Donc l’ampoule est allumée lorsque aucune action n’est exercée sur l’interrupteur.

Maintenant appuyons sur notre interrupteur, je suppose que vous avez devinez le schéma:

1 contact NC au travail en série avec une sortie

1 contact NC au travail en série avec une sortie

  • En appuyant sur l’interrupteur (interrupteur=contact=1), celui ci s’est ouvert.
  • La tension positive (rouge) ne peut donc plus passer au travers de l’interrupteur.
  • Le fil entre l’interrupteur et l’ampoule n’est donc plus relié à la tension électrique. Il n’a plus aucune tension et passe en noir.
  • L’ampoule est éteinte (ampoule=sortie=0) car elle n’a plus de différence de tension (ou différence de potentiel) entre ses bornes.

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