Pilotage et logiciels d’acquisition

Comme le montre la figure 1.2.4 (lien), l’automatisation du banc LBIC/LBIV nécessite le pilotage de

différents instruments : la platine de déplacement XY, le préamplificateur SR570, le laser Leukos et l’amplificateur à détection synchrone SR 830. Les trois premiers appareils sont connectés via des connectiques séries RS232 à l’ordinateur tandis que le SR830 est connecté via une connectique GPIB. Le hacheur optique ne possédant pas de connectique, il est nécessaire de régler manuellement la fréquence de modulation. A cela, nous avons ajouté une caméra USB pour permettre à l’utilisateur de sélectionner avec précision le point de départ de sa cartographie.

Seul le SR830 possédait un driver labview qui permettait une programmation directe de l’instrument. Sous labview, les drivers d’instruments sont appelés « Vi » pour virtual instrument. Les quatre autres appareils ont nécessité le développement de Vi adaptés à nos besoins. A l’heure actuelle, chaque instrument peut donc être utilisé seul et pour des applications autres que le LBIC/V.

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Afin de hiérarchiser et réaliser les différentes étapes de pilotage, nous avons réalisé trois logiciels :

- Un logiciel dédié à l’acquisition par LBIC : il permet de régler les paramètres d’entrée des instruments en charge de la cartographie, de la suivre en tant réel et de stocker les données.

- Un logiciel dédié à l’acquisition par LBIV : ce logiciel est similaire au précédent à la différence

près qu’il ne nécessite pas de contrôler le préampli SR570 vu que ce dernier n’intervient pas dans la chaîne de mesure LBIV.

- Un logiciel permettant de réaliser successivement une cartographie LBIC puis LBIV : une

fenêtre s’ouvre entre les deux cartographies demandant à l’utilisateur de modifier les branchements (déconnection du SR570) afin de se positionner en mode LBIV. Une fois cette étape réalisée, la cartographie LBIV se lance avec les mêmes paramètres de balayage fixés par l’utilisateur que pour la cartographie LBIC.

Les logiciels d’acquisition LBIC et LBIV étant quasi-similaire, nous allons seulement décrire les fonctionnalités du premier. Le logiciel offre la possibilité de :

- Sélectionner les ports de communications entre les instruments de mesures et l’ordinateur:

Les ports sont préalablement définis. En cas de modifications des branchements, l’utilisateur peut tout de même réaliser des cartographies en sélectionnant les ports de communication appropriés.

- Rentrer les options de balayage :

 _{Le mode de balayage : « horizontal ou vertical » (confère figure 2.2.1). Cette}

option n’influence pas les cartographies des dispositifs encapsulés mais elle est cependant très utile lors de la cartographie d’un dispositif non encapsulé ayant par exemple une longueur nettement supérieure à la largeur. La durée de la cartographie est réduite significativement car on perd moins de temps avec le changement de direction en fin de course. On est alors moins sensible à la dégradation du dispositif pendant l’acquisition.

Figure 2.2.1: Mode de balayage de la platine XY

 La sélection du point de départ : Cette manœuvre peut être réalisée de 3

manières différentes suivant le choix de l’utilisateur. Il peut rentrer directement

les coordonnées (X0,Y0), se positionner à vue avec le joystick ou encore

sélectionner le positionnement avec la caméra.

 La sélection du point d’arrivée par ses coordonnées (XA,YA) : Ces coordonnées sont

évidemment relatives au point de départ sélectionné.

 Le pas suivant les directions X et Y: L’utilisateur peut sélectionner un pas différent

pour chacun des axes tant que les conditions suivantes sont respectées : (YA - Y0) est un multiple de « Pas Y » et (XA - X0) est un multiple de « Pas X ». Si ces conditions ne sont pas respectées, la cartographie n’aura pas lieu lorsque l’utilisateur tentera de la lancer et un message d’erreur lui sera envoyé.

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- Modifier les paramètres par défaut du préamplificateur SR570 et/ou du SR 830.

- Sélectionner le répertoire de sauvegarde où seront stockées les données.

- Sélectionner les options possibles après acquisition telles que se repositionner au point

d’origine ou éteindre le laser.

- Lancer l’acquisition et suivre en temps réel le déplacement de la platine et la construction de

la cartographie.

- Afficher, une fois l’acquisition terminée, la cartographie obtenue en 2D et 3D.

- Afficher les paramètres de balayages utilisés après acquisition ainsi que des paramètres

complémentaires tels que le gain utilisé pour le préamplificateur SR 570 et le temps d’acquisition.

Figure 2.2.2 : Exemple de cartographies 2D/3D obtenues par LBIC sur un module OPV comportant trois cellules solaires (X et Y en mm et Z en nA)

Le logiciel sauvegarde en temps réel les données mesurées. En cas d’arrêt inopiné de l’acquisition (coupure d’électricité, erreur de manip, …), le logiciel de retraitement permet de reconstruire l’image en mettant à zéro tous les points de la cartographie n’ayant pu être mesuré. L’image peut être recoupée et ainsi exploitée. Le programme crée 5 fichiers différents en sortie avec le formatage suivant:

 «Courant I_heure_date.txt» : stocke le courant photogénéré sous forme d’une seule colonne.

 «Paramètres balayage_heure_date .txt» : stocke les paramètres nécessaires à la reconstruction de l’image pour le logiciel d’affichage « Cartographie LBIC.exe ».

 _{«Infos cartographies_heure date.txt» : stocke les paramètres de la cartographie afin que} l’utilisateur puisse les exploiter par la suite.

 «Abscisses X_heure_date.txt» : stocke les abscisses X de chaque point où a été effectuée une mesure. Ce fichier est utilisé pour reconstruire l’image lorsque l’on veut qu’elle soit compatible avec Gwyddion.

 «Ordonnées Y_heure_date.txt» : stocke les abscisses X de chaque point où a été effectuée une mesure. Ce fichier est utilisé pour reconstruire l’image lorsque l’on veut qu’elle soit compatible avec Gwyddion.

Des exemples du contenu des fichiers sont fournis dans le protocole d’utilisation en annexe

(ANNEXE 1). La figure 2.2.3 permet de visualiser les différentes actions réalisées par le logiciel lors de

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