Chronologiquement c’est l’action LECTURE qui sera traitée dans le début d’un cycle d’HORLOGE. Cette fonction est sollicitée à chaque traitement d’instruction, c’est donc celle qui sera de loin la plus activée en exécution d’un programme. Pour optimiser la rapidité de traitement de cette machine informatique, il convient de réduire au maximum le temps nécessaire à une opération de LECTURE. C’est la raison pour laquelle on utilise un moteur-réducteur relativement rapide.
♦ LIRE des BITs, une fonction pas facile à agencer.
Fidèle à un choix technologique qui consiste à n’utiliser que des rotations pour les guidages, car faciles à agencer par un bricoleur ne disposant que de faibles moyens dans son atelier, le principe de base est caricaturé sur la Fig.30 sur laquelle l’ensemble est vu par dessus, le pion 10 qui se trouve dans le plan moyen du dispositif d’écriture, donc le BIT à tester, étant colorié en rose sur ce dessin. La grande difficulté de conception réside dans le faible volume restant libre entre les deux mécanismes d’écriture, et surtout de l’amplitude très réduite pour la détection des trois états logiques à tester. Les deux Switch 9 pour détecter respectivement les états « 0 » et « 1 » sont superposés, et sont immobilisés sur le bras oscillant 3 par les mêmes petits boulons ØM2.
Pour différencier les deux états à détecter, le capteur du haut doit toucher le pion avant celui de bas. (Cas d’un état « 1 ».) Pour que ce soit effectif, il suffit de plier légèrement la palette du Switch du haut, cette petite « brusquerie » étant prévu sur ce type de composant. En théorie, l’efficacité de détection serait maximale lorsque l’approche de la palette des capteurs serait dirigée du centre du barillet vers l’extérieur. Le pivot de rotation pour 3 devrait logiquement se trouver à l’extérieur du barillet en zone voisine de 1. (Flèche violette.) Mais ce n’est pas possible, car il y aurait interférence matérielle avec les pions. L’axe de rotation 2 est donc déplacé cers le centre, mais placé le plus à l’extérieur possible. (Flèche rectiligne verte.) Cet axe de rotation est immobilisé sur le plateau support du système de lecture en 4. Cette plaque est immobilisée sur la colonne centrale 5 guidant le Carrousel, et sur la gauche assemblée sur un montant vertical lié au statif de la machine. Dès que l’un des capteurs est activé, il provoque immédiatement la rétraction du bras oscillant 3 en position dégagée vers le centre de la machine. Pour détecter l’état « B« , c’est à dire lorsque le pion est au maximum vers le bas et indétectable par les Switch dédiés à « 0 » et « 1« , le capteur 7 vient en contact avec la butée fixe 6 solidaire de 4.
Optimiser les formes et les dimensions n’est pas aisé, car il faut concilier de nombreuses contraintes dont on peut citer les principales. Par exemple on cherchera à obtenir la plus grande sécurité possible dans la différenciation des états captés, sachant que l’amplitude maximale de l’angle balayé entre la détection de « 1 » et celle de « B » reste très limitée. Les deux capteurs 9 doivent se trouver le plus loin possible de l’axe de rotation 2, sans pour autant que 3 ne risque de toucher le pion voisin 11 à droite de 10. Le Switch 7 doit être activé par la butée fixe 6 bien avant que 9 ne fasse une fausse détection sur le pion 8 voisin à gauche de 10.
♦ La structure qui supporte l’unité de LECTURE.
Avant d’envisager d’associer sur la machine le moteur, les Switchs et les pièces mobiles de l’unité de LECTURE, commençons par examiner sur la Fig.31 l’agencement de la structure en potence immobilisée sur le STATIF. Ce dessin est totalement analogue à celui de la Fig.18 de la page 14, sur laquelle on a ajouté de nouveaux éléments.
On retrouve les deux montants verticaux 2 et 12 avec leurs jambes de force 1 et 13, supportant la traverse supérieure 13. En 10 l’étrier central supportant le barillet est associé rigidement à l’axe central 9 lui même fixé sur 11. À mi-hauteur de cette colonne centrale rigide est fixé le plateau horizontal 7 qui se trouve en porte à faux. Aussi, il est supporté à son extrémité par le montant vertical 3 débité dans du profilé en équerre de 40mm x 40mm x 2mm. Cette plateforme 7 supporte dans la zone Z le moteur-réducteur qui anime l’unité de LECTURE, ainsi que le guidage horizontal 5 dans lequel se déplace le levier oscillant qui anime les Switch de capture de position du pion situé sous les palettes des unités d’ÉCRITURE. Également immobilisée sur 7 le levier coudé 6 que l’on peut ajuster finement en position, pièce coudée qui maintien avec rigidité la butée 4 qui sert à détecter la « non présence » d’un pion, donc son état « B« . Faisant partie intégrante de cette structure immobile, la petite équerre 8 quand à elle supporte le Switch de détection de la configuration rétractée.
♦ Le royaume des leviers coudés.
Proposé en vue de dessus, le dessin de détails de la Fig.32 présente le dispositif qui permet d’ajuster finement la position de la butée F qui active le Switch G de détection de la configuration « B » du BIT en cours de LECTURE. Ce petit dessin permet d’illustrer en grand l’une des zones critiques de la Fig.32 donnée en page 22. Le capteur G est immobilisé sur le levier oscillant H articulé en X’X, l’axe vertical étant ici colorié en gris. Lorsque le boulon B est libéré, le support coudé C peut tourner autour de la vis servant alors de pivot. Un deuxième boulon de liaison E (Qui doit aussi être desserré.) limite l’amplitude de l’ajustement en position précise de F. C’est le corps de la vis E qui se déplace dans la lumière D pratiquée sur A qui limite le positionnement. C’est le fait d’avoir éloigné l’axe de rotation B qui procure une amplitude d’ajustement largement suffisante. Cet éloignement impose la forme coudée de C pour contourner l’axe X’X. Quand F est parfaitement positionné, on serre les deux boulons B et E pour assurer une liaison complète de la poutre C sur la plateforme A.
Montré en Fig.33 le cÅ“ur du module de LECTURE est agencé cinématiquement avec un système Bielle / Manivelle pour animer le mouvement du levier 13 qui supporte les détecteurs de LECTURE. (Sans un système Bielle / Manivelle un ensemble aussi complexe qu’il soit n’est pas vraiment une machine : Citation d’un certain Nulentout en 2022.) Pour rappel, la plateforme P est immobilisée sur l’équerre du montant vertical en 1 et sur l’axe central du Carrousel en 9. Les nombreux orifices tels que celui repéré en 8 servent à laisser passer les fils électriques du dessous vers le dessus. Le levier coudé 13 animé d’une rotation pendulaire supporte le capteur pour « B » en 11 et les deux Switch pour « 0 » et « 1 » en 12. La palette de celui du haut détectant le « 1 » dépasse légèrement de celle du « 0 » pour cliquer avant ce dernier si le pion est poussé vers le haut. Si le BIT en cours de lecture est rétracté en configuration « B » le Switch 11 va cliquer sur la butée verticale 10 solidaire du levier coudé 3. Pour effectuer une lecture le moteur fait tourner la manivelle 17 pour que la rotation R1 se fasse vers l’extérieur. La bielle coudée 18 à son tour pousse sur le levier oscillant 13, dans la rotation R2 toujours effectuée vers l’extérieur. Dès que l’une quelconque des trois configurations « B« , « 0 » ou « 1 » est détectée, le moteur-réducteur inverse son sens de rotation. La chaîne cinématique 17, 18 et 13 rétracte alors le mécanisme vers l’intérieur, jusqu’à ce que le Switch 15 détecte le dégagement complet de l’ensemble.
Dans la pratique l’équerre qui supporte 15 immobilisée par les deux boulons 16 dépasse nettement plus de P vers l’avant de la machine pour diminuer la course de 13 et ainsi réduire le plus possible le temps nécessaire à une LECTURE, opération dans un cycle d’HORLOGE la plus fréquente puisque effectuée systématiquement à chaque instruction. Le levier oscillant 13 qui supporte les trois capteurs est articulé en rotation autour de la longue vis verticale qui matérialise l’axe Z’Z. La distance verticale qui sépare 13 de P est obtenue au moyen de l’entretoise « volumineuse » 6 moulée en 3D. Le jeu axial de cette liaison pivot est annulé par le ressort de compression 2. Pour que le déplacement plan sur plan de 13 soit parfaitement horizontal, deux glissières rigides 14 sont immobilisées sur la structure par les boulons 7. Le jeu vertical entre ces deux poutres est faible et garanti un mouvement précis de 13 dans l’espace, condition indispensable à satisfaire pour obtenir un fonctionnement fiable de l’unité de LECTURE.
Après avoir appris à lire … passons à l’étude de l’ÉCRITURE.
La suite est ici : Conception mécanique de la fonction écriture.
