Logiciels éducatifs libres (Open Source) et gratuits

Rubrique : Education / Enseignement

Voici une sélection de logiciels que j'ai développés sous Windows XP avec l'environnement de programmation Borland C++ Builder version 5.0.

Ces logiciels sont sous la licence publique générale GNU.

1. Tables d'addition et de multiplication

 

 

 

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Pour apprendre ou réviser vos tables d'addition et de multiplication :

2. Code des couleurs

 

 

 

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• Exemple d'utilisation :

On désire connaître le code des couleurs d'une résistance de valeur nominale 19500 Ω :

La valeur normalisée la plus proche est 18 kΩ dans la série E12, et 20 kΩ dans la série E24.

La valeur maximale est limitée à 32 bits (soit 0xFFFFFFFF en hexadécimal et 4 294 967 295 en décimal).

6. PQS, la calculette de

l'Electrotechnicien

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• Exemple d'utilisation de l'application PQS :

Un moteur asynchrone triphasé consomme 1950 watts avec un facteur de puissance de 0,85. La tension d'alimentation est de 400 V (entre phases).

La calculette PQS vous donne directement la puissance réactive, la puissance apparente et le courant de ligne :

7. Torque,

Conversion

vitesse de rotation, couple, puissance mécanique

385 ko

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Exemple d'utilisation de l'application Torque :

Un moteur de puissance mécanique 1500 watts tourne à la vitesse de 1425 tours par minute.

Quel est le moment du couple mécanique ?

Le moment du couple mécanique est donc de 10,05 Nm.

L'application MCC simule le fonctionnement d'un moteur à courant continu :

• à excitation indépendante
• à excitation shunt (dérivation)
• à aimants permanents

Pour cela, il faut saisir les paramètres du moteur :

• résistance de l'inducteur (r)
• résistance de l'induit (R)
• constante du moteur (K)
• pertes collectives (nulles par défaut)

Vous pouvez ensuite faire varier à votre guise :

• la tension d'alimentation de l'excitation
• la tension d'alimentation de l'induit
• la charge mécanique du moteur, avec 4 types de charges disponibles :
  • couple constant (système de levage)
  • couple linéaire (pompe)
  • couple quadratique (ventilateur)
  • puissance constante (machine outils)

et suivre l'évolution de :

• la vitesse de rotation (n)
• du courant d'induit consommé (I)
• de la fem (E)
• du courant d'excitation (i)
• du couple électromagnétique (Tem)
• du bilan de puissance sous la forme d'un "arbre"
• du rendement énergétique, etc ...

Exemple avec un moteur de rétroviseur (à aimants permanents) :

9. Transfo,

simulation d'un transformateur électrique

1,11 Mo

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• à vide (pas de charge)
• en court-circuit
• charge résistive (R)
• charge inductive (RL série)
• charge inductive (RL parallèle)
• charge capacitive (RC série)
• charge capacitive (RC parallèle)

Exemple d'utilisation avec un transformateur de commande et de signalisation monophasé :

L' application Harmoniques reconstitue un signal à partir de ses harmoniques (en se limitant aux 11 premiers harmoniques) :

y(t) = A1·sin(ωt) + A2·sin(2ωt) + A3·sin(3ωt) + ... + A11·sin(11ωt)

avec :

• t : temps (en s)
• An : amplitude de l'harmonique de rang n
• ω : pulsation du fondamental (en rad/s)
  • ω (rad/s) = 2πf (f : fréquence du fondamental en hertz)

La forme du signal est mise à jour en temps réel dans une fenêtre de type oscilloscope.

De plus, le signal est sauvegardé sous forme audio (au format .wav) et vous avez la possibilité de l'écouter.

Par exemple, voici la synthèse du signal carré (harmoniques de rangs impairs d'amplitudes 1/n) :

Télécharger et écouter le fichier son correspondant (vous reconnaîtrez la note musicale la, de fréquence 110 Hz)

Le bouton +1/2 augmente la fréquence d'une demi octave (soit 2^1/2 = 41,4 %).

Le bouton +1/12 augmente la fréquence d'un douzième d'octave (soit 2^1/12 = 5,95 %). C'est la définition du demi-ton des musiciens.

Le bouton +1/72 augmente la fréquence d'un douzième de ton (soit 2^1/72 = 0,97%).

11. SimOscillo,

générateur d'oscillogrammes réalistes

573 ko

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L'application SimOscillo est un simulateur d'oscillogrammes.

SimOscillo génère une image numérique au format bitmap ou JPEG (541 * 285 pixels).

SimOscillo permet ainsi d'illustrer proprement vos :

• documents de cours (OpenOffice, Word, PowerPoint ...)
• sujets d'examen
• comptes rendus de travaux pratiques
• rapports de projet ...

Caractéristiques :

- 4 voies maximum

- 5 formes de signaux :

• continu
• sinus
• rectangle / impulsion
• triangle / rampe
• bruit pseudo-gaussien

- l'interface est disponible en deux langues (français et anglais) :

 

Exemples d'oscillogrammes :

Voici deux signaux bruités, ce qui donne un fort accent réaliste :

N.B. SimOscillo simule un oscilloscope de type numérique :

- Résolution : 8 bits

Exemple : avec une amplification de 1 V par division, cela donne une résolution numérique :

1 V * 8 divisions / 2⁸ = 1 V * 8 divisions / 256 = 31,25 mV

- Période d'échantillonnage : base de temps / 400

Exemple : avec une base de temps de 200 µs par division :

Te = 200 µs / 400 = 0,5 µs

ou Fe = 2 MHz (fréquence d'échantillonnage)

On n'oubliera pas de respecter le Théorème de Shannon ...

12. BitGenerator,

générateur de bits aléatoires sur le port COM (RS232) d'un ordinateur

726 ko

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25 ko

L'application BitGenerator permet de générer sur le port COM d'un ordinateur :

• des tensions rectangulaires de rapport cyclique réglable
• des tensions logiques pseudo-aléatoires

Vous avez le choix entre plusieurs taux de transmission :

• 110 bits/s
• 300 bits/s
• 600 bits/s
• 1200 bits/s
• 2400 bits/s
• 4800 bits/s
• 9600 bits/s
• 14400 bits/s
• 19200 bits/s
• 38400 bits/s
• 57600 bits/s
• 115200 bits/s

Exemple n°1 : Chronogramme d'une tension périodique de fréquence 9600 Hz

Exemple n°2 : Chronogramme d'un signal logique pseudo-aléatoire de 19200 bits/s

N.B. En fait, le signal n'est pas complètement aléatoire : la trame RS232 nécessite un bit de Stop (1 en logique négative) suivi d'un bit de Start (0 en logique négative) tous les 10 bits (en rouge sur le chronogramme ci-dessus).

Complément sur la liaison série asynchrone RS232