connecter les bits aux bytes

technique
Connecter
les bits aux bytes
La semaine passée. Heu ! Non il y a déjà deux mois (pfff, le temps passe trop vite !) et la bonne
année 2011 que je vous souhaite enthousiasmante est passée par ici. L’an dernier, disais-je,
j’avais dressé l’inventaire du visible informatisé amarré aux alentours de la table à carte.
J’ai nommé le « hard » : ordinateur et périphériques, tels qu’on peut les trouver dans
n’importe quel bureau ou même à la maison. Mais on le sait, il y a trois fois plus de matos
dans un bateau que dans un appartement cinq à dix fois plus spacieux et vingt fois moins
spartiate. Ben oui, vous avez déjà vu, vous, un appartement diesel avec voiles et GPS, youyou
et dessalinisation de l’eau pompée sous la nappe du carré grâce à une éolienne ? Ajoutons
donc à l’inventaire précédent ce qui appartient à la « connectique » et aux « interfaces »
matériels, simples, mais néanmoins pas pour les nuls.
Plongée en apnée dans les protocoles
Photos © Pierre Lang
Le B.A.-BA cool de la communication entre les équipements
du bord est le protocole NMEA 0183 (National Marine
Electronics Association) en cours d’évolution vers la norme
NMEA 2000. En deux mots, NMEA définit la manière de
transférer des informations à travers des fils, aussi bien
en ce qui concerne les caractéristiques de transmission
(RS232, 4.800 bauds, 8 bits, 1 Stop bit, No parity) que
la manière d’encoder les données. Une position GPS, par
exemple, peut être codée par la phrase $GPRMC, 073826,
A ,3657.418, N, 02609.332, E, 005.0, 083, 271009, 000,
W*6A. Chaque ligne transmise commence par le signe $ et
des lettres indiquant le type d’information qui suit (position,
cap, vitesse, waypoints, profondeur, température, etc.). Les
éléments d’information sont séparés par des virgules. À la
fin, se trouve un checksum permettant de vérifier que les
données sont transmises sans erreurs et sans horreur.
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La connectique a évolué de l’ancestrale fiche DB21 à la
vieille DB9 (respectivement 21 et 9 fils, dont 3 sont réellement utilisés) qui n’est plus disponible sur les PC récents,
équipés de ports USB. Connecter des fils dans des dominos
et des fiches est dépassé. Il y a de l’interface dans l’air.
Attention ! On ne peut pas raccorder brutalement les
fils NMEA provenant de divers appareils. Un inintelligible
brouhaha dû au mélange des phrases de tous les appareils
parlant en même temps arriverait au bout du fil.
Boite de jonction NMEA
Les câbles NMEA venant du GPS sont raccordés en parallèle
avec ceux allant à l’entrée
du pilote, à la VHF DSC,
au NAVTEX, au multiplexer
NMEA, au PC. Il y a deux fils
à raccorder. Cela fonctionne
bien, car il n’y a qu’un flux
de données. Si l’on souhaite
envoyer des données à partir
du PC vers les instruments
(par exemple, des waypoints
• Boite de jonction NMEA vers le GPS et/ou le pilote),
il faut raccorder un troisième fil, indépendant des autres,
véhiculant l’information dans l’autre sens.
Prise DB9
1
2=RxD
3=TxD
réception
transmission
2
3
4
5=GnD
masse
• Fiche femelle DB9
5
6
7
8
9
technique
Le schéma ci-avant montre la numérotation des contacts
d’une prise DB9 femelle vue de l’extérieur (la photo et le
dessin se correspondent).
On peut aussi écrire, ce qui revient au même, que le dessin
représente une prise mâle vue du côté des contacts sur
lesquels on soude les fils. Vous suivez ?
Plongée avec bouteille
dans les méandres du fleuve NMEA
Multiplexer
Le multiplexer photographié
est une interface intelligente « fusionnant » les flux
de données NMEA provenant de quatre appareils.
Les flux sont fusionnés en
un seul. Il existe avec sortie
RS232, USB ou BlueTooth. Il
est disponible avec l’option
SeaTalk permettant de traduire le protocole propriétaire Raymarine en NMEA,
avant fusion.
envoyé au PC de deux manières : soit indirectement via le
multiplexer, soit directement via une interface RS232/USB. La
seconde permet de faire face à une panne du multiplexer.
Il n’est pas inutile d’avoir à bord une interface RS232/USB
de secours. Il faut deux ports différents du PC si l’on veut
réaliser les deux montages simultanément.
Plongée en apnée dans les protocoles
Le PC de Thoè dispose de 3 ports USB, ce qui est nettement
insuffisant pour implémenter toute l’architecture. En 2010,
je suis passé de l’utilisation d’un hub de 7 ports (photo) à
un de 10 plus un autre de 2 ports intégrés à un lecteur de
cartes mémoire (pour le clavier et la souris, car je n’aime pas
les souris sans queue). Si je compte bien, cela nous fait 11
ports disponibles.
Pour éviter la surcharge électrique du hub par les « gros »
consommateurs (disque dur et hauts parleurs), il est alimenté
en 5 V de façon autonome et pas par le port USB du PC qui
est limité à 500 mW.
• Hub USB (7 ports)
Alimentation 12 V
• Multiplexer NMEA
• Interface RS232/USB
Si SeaTalk est disponible, le
fabricant indique d’alimenter l’interface à partir de ce
réseau, dont les fils rouge et
noir constituent l’alimentation 12 V (le jaune véhicule
les données). Je préfère alimenter l’interface à partir du
tableau électrique pour qu’il
soit allumé dès que le PC est
mis sous tension. Cela évite
des désagréments divers et
variés. Instruments éteints, il
risquerait d’être insuffisamment alimenté par le PC.
Et multiplexer éteint, c’est
Windows qui y perd son
latin. Pour le reste, yaka se
reporter à la documentation
fournie avec l’appareil.
Multiplexer logiciel
Un jour, j’expliquerai qu’il
existe un multiplexer logi•M
ini GPS avec interface
ciel, fonctionnant sous WinRS232/USB interne
dows. Dans ce cas, il faut
réserver un port du PC par instrument. Plutôt que de se faire
concurrence, ces deux types de multiplexer se complètent,
car ce logiciel est très utile pour satisfaire d’autres besoins.
Je ne sais pas si vous êtes de mon avis. Cette semaine, le
menu était aussi indigeste que la réforme des institutions
belges. On se demande à quoi tout cela peut-il bien servir.
Car au final, une fois que cela fonctionne, on peut tout
oublier. L’important n’est ni l’infrastructure, ni les normes, ni
la régionalisation des interfaces, mais la volonté de marcher
en avant. See you later…
• Pierre Lang
Journal et eBook sur Internet : www.thoe.be
Interface RS232/USB
La plupart des PC modernes ne sont plus équipés que
d’entrées/sorties USB. Il est donc nécessaire d’intercaler une
interface RS232/USB entre le câble NMEA et le PC. On en
trouve facilement partout. Il y en a généralement plusieurs
à bord dont certains sont cachés dans les instruments (multiplexer, mini GPS-USB, etc.)
Dans le raccordement du GPS, son signal NMEA peut être
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