[Point Redstone] #7 – Le comparateur

Nous avions classé le comparateur dans notre premier article comme permettant d’agir et de transmettre le courant. Mais cette transmission ne peut pas se faire de n’importe quelle façon :

• si on regarde un comparateur, on remarque la présence d’un triangle sur le socle avec la présence de trois torches sur ses sommets. Une base du triangle correspond à un des côtés.
• contrairement au répéteur, les quatre côtés peuvent être reliés avec un câble de redstone.
• la transmission du courant ne peut se faire que dans un sens : de la base du triangle vers la pointe.

Le comparateur, dans une première approche, peut être comparé au répéteur et son usage comme diode.

Dans l’article sur la propagation du courant, nous avons utilisé de nombreuses fois le répéteur pour transmettre le courant à travers des blocs. Le comparateur peut lui aussi transformer un courant faible en courant fort, il peut être placé avant ou après le bloc pour permettre au courant de circuler.

Dans l’article sur la propagation du courant, nous avions mis en évidence que le courant de redstone ne peut dépasser 15 blocs de câbles de redstone. Visuellement, la poudre de redstone change progressivement et on passe d’un rouge lumineux à un rouge foncé n’offrant aucune lumière.

Si deux poudres constituant le câble ont des apparences différentes, c’est qu’il existe une donnée qui varie à chaque bloc parcouru. Cette information, c’est l’intensité du courant, qu’on notera $I$, et elle correspond à la Data Value de la poudre de redstone (nous reviendrons sur cette notion).

Ci-dessus, l’intensité de chaque portion de câble est indiquée par un nombre. Plusieurs remarques :

• l’intensité décroit linéairement d’une unité par bloc parcouru.
• il existe une intensité maximale de 15 qui correspond au courant émis par les sources usuelles : bloc de redstone, boutons et interrupteur, torche de redstone…

Prenons un répéteur et un comparateur et alimentons l’entrée des deux éléments avec un courant d’intensité $I=2$. Observons l’intensité en sortie :

• à la sortie du répéteur, l’intensité est maximale : $I_S=15$.
• à la sortie du comparateur, l’intensité est identique à celle à l’entrée : $I_S=2$.

Autrement dit, le répéteur perd l’information sur l’intensité du courant en la remettant au maximum, ce qui permet de transmettre le signal sur de plus longues distances. Le comparateur, au contraire, préserve l’information sur l’intensité.

Remarque : la torche du comparateur proche de la sortie est éteinte. Dans les situations présentées, cela n’entraîne aucune différence mais ce paramètre sera important pour la suite.

Considérons la situation suivante : un courant arrive en entrée du premier comparateur avec une intensité $I=2$. Décomposons la suite :

• Le premier comparateur émet en sortie un courant fort qui alimente le bloc.
• La poudre de redstone est alimentée par le courant fort du bloc à sa droite.
• La poudre alimentée va communiquer un courant faible au bloc à sa gauche, d’après les propriétés des points de redstone isolés.
• Le second comparateur récupère le courant de redstone du bloc et le transmet au câble.

On constate comme précédemment que l’intensité du courant de sortie est $I_S=2$, ce qui signifie que ni le passage à travers un bloc, ni le passage par un point de redstone isolé, ne modifient l’intensité du courant. La perte d’intensité s’effectue dans le câble, c’est-à-dire lorsqu’on passe d’un poudre de redstone à une autre.

On a vu qu’on pouvait modifier les propriétés du répéteur en déplaçant son curseur avec un clic droit. En bon frère, le comparateur devrait avoir lui aussi plusieurs modes disponibles. En faisant un clic droit, vous pouvez allumer ou non la torche proche de la sortie. Ceci correspond à deux modes :

• quand la torche est éteinte, on dit que le comparateur est en mode normal, car c’est l’état dans lequel est le comparateur lorsqu’on le pose.
• quand la torche est allumée, le comparateur est dit en mode soustraction, cette appellation sera justifiée dans quelques instants.

Toutes les applications précédentes utilisaient le mode normal du comparateur, mais elles fonctionnent aussi pour l’autre mode car nous n’avons pas encore utilisé l’entrée latérale. Voilà le moment venu de le faire !

Nous allons donc définir les trois entrées que nous allons utiliser et les intensités associées :

• l’entrée principale $P$ dont l’intensité correspondante est $I_P$.
• l’entrée latérale $L$ dont l’intensité correspondante est $I_L$.
• la sortie $S$ dont l’intensité correspondante est $I_S$.

Il y a évidemment deux entrées latérales. Le comparateur ne tenant compte que de l’intensité latérale la plus importante, nous nous bornerons à des cas simples où il n’y a qu’une entrée latérale alimentée.

Nous commençons par le mode normal (torche terminale éteinte). Durant toute la durée de l’expérience, on fixe l’intensité à l’entrée principale : $I_P=14$. On avance progressivement la torche pour faire varier l’intensité latérale $I_L$. On observe deux phases :

• quand l’intensité latérale est inférieure à l’intensité principale, la sortie est égale à l’entrée principale.
• quand l’intensité latérale est strictement supérieure à l’intensité principale, la sortie est nulle.

On résume ainsi la valeur de la sortie du répéteur en mode normal : $$I_S = \left\{\begin{matrix}
I_P&\text{si}& I_L \leq I_P\\
0&\text{si}& I_L > I_P
\end{matrix}\right.$$

Remarque : quand $I_L=I_P$, la sortie est généralement non nulle car $I_S=I_P$.

Passons au mode soustraction (torche terminale allumée). De même, on fixe l’intensité à l’entrée principale à $I_P=14$ et on fait varier l’intensité latérale $I_L$. On observe encore deux phases :

• quand l’intensité latérale est inférieure à l’intensité principale, la sortie est égale à la différence entre l’entrée principale et l’entrée latérale (d’où le nom de « mode soustraction »).
• quand l’intensité latérale est strictement supérieure à l’intensité principale, la sortie est nulle.

On résume ainsi la valeur de la sortie du répéteur en mode soustraction : $$I_S = \left\{\begin{matrix}
I_P – I_L&\text{si}& I_L \leq I_P\\
0&\text{si}& I_L \geq I_P
\end{matrix}\right.$$

Remarque : quand $I_P=I_L$, la sortie est alors nulle car $I_L = I_P \Rightarrow I_S = I_P – I_L = 0$.

Plaçons un comparateur derrière un coffre et ajoutons des items dans ce coffre : on constate que le comparateur émet un courant dont l’intensité dépend du remplissage du coffre :

• Le coffre vide donne une intensité de 0 en sortie du comparateur.
• Ajouter des items augmente l’intensité progressivement
• Une fois le coffre plein, le comparateur émet un courant d’intensité maximale.

De nombreux conteneurs peuvent ainsi avoir leur contenu estimé avec le comparateur. La réponse est quasi-proportionnelle aux nombres de places disponibles dans le conteneur, ce que nous allons illustrer par des exemples.

Voici quelques informations sur le four :

• Nombre de places disponibles :  3 places.
• Nombre d’items maximum : 192 items, soit 3 stacks de 64 items.
• Nombre moyen d’items pour augmenter l’intensité de 1 : 14 items classiques

Remarque : pour remplir la case correspondant aux produits, il faut faire cuire des objets.

Voici quelques informations sur l’alambic :

• Nombre de places disponibles :  4 places.
• Nombre d’items maximum : 256 items, soit 4 stacks de 64 items.
• Nombre moyen d’items pour augmenter l’intensité de 1 : 18 items classiques

Remarque : la grande majorité des cases peuvent accueillir que des bouteilles ou des potions.

Voici quelques informations sur l’entonnoir :

• Nombre de places disponibles :  5 places.
• Nombre d’items maximum : 320 items, soit 5 stacks de 64 items.
• Nombre moyen d’items pour augmenter l’intensité de 1 : 23 items classiques

Voici quelques informations sur le distributeur et le dropper:

• Nombre de places disponibles :  9 places.
• Nombre d’items maximum : 576 items, soit 9 stacks de 64 items.
• Nombre moyen d’items pour augmenter l’intensité de 1 : 41 items classiques

Voici quelques informations sur le coffre simple :

• Nombre de places disponibles :  27 places.
• Nombre d’items maximum : 1 728 items, soit 27 stacks de 64 items.
• Nombre moyen d’items pour augmenter l’intensité de 1 : 123 items classiques

Remarque : ceci fonctionne également pour l’équivalent en coffre piégé, mais pas pour le coffre du Néant.

Voici quelques informations sur le coffre en version double :

• Nombre de places disponibles :  54 places.
• Nombre d’items maximum : 3 456 items, soit 54 stacks de 64 items.
• Nombre moyen d’items pour augmenter l’intensité de 1 : 247 items classiques

Remarque : ceci fonctionne également pour l’équivalent en coffre piégé.

Les wagonnets à entonnoir et les wagonnets à coffre peuvent aussi être testés par le comparateur, mais il nécessite d’être sur un rail détecteur. Les capacités sont les mêmes que pour leur équivalent sans wagonnet. Les autres types de wagonnets ne peuvent pas être testés par un comparateur.

Les valeurs données précédemment sont valables pour des items classiques, c’est-à-dire ceux qui se stockent par 64. Or ce n’est pas le cas de tous les items :

• Les œufs par exemple se stockent par 16, chaque œuf équivaut donc à 4 items classiques.
• Pour une pioche qui occupe seule 1 place, elle équivaut donc seule à 64 items classiques.

Il faudra donc faire des conversions pour savoir comment remplir correctement le conteneur. Ainsi, pour obtenir une intensité $I_S = 7$ en comparant un alambic, il faudra 110 items classiques, soit une potion et 110 – 64 = 46 items.

Un comparateur peut tester le contenu d’un objet à travers un bloc, à plusieurs conditions. :

• Le contenant, le bloc et le comparateur doivent être alignés, le comparateur faisant face au conteneur.
• Le bloc doit être opaque (voir l’article sur les propriétés des blocs transparents).
• Ce bloc ne doit pas faire l’objet d’une alimentation parasite, comme un courant plus intense.

Remarque : il existe des cas particuliers où la détection est prioritaire par rapport au courant introduit dans le bloc, même si le contenant est vide ou d’intensité plus faible que l’autre. Nous vous laissons le soin de les découvrir.

D’autres items peuvent être testés avec des comparateurs, mais le courant en sortie ne dépend pas, à proprement dit, du taux de remplissage du contenant.

Le chaudron par exemple permet par comparaison de savoir la hauteur de l’eau. Ne négligez pas ce bloc, car il est déplaçable en utilisant les pistons, ce qui fait de lui le seul conteneur interagissant avec le comparateur pouvant être déplacé.

Le comparateur permet également de tester le nombre de part qui reste dans un gâteau : chaque part mangée réduira l’intensité en sortie de 2. Les gâteaux étant difficiles à manipuler et très coûteux, ils sont peu utilisés.

On peut également détecter la présence d’un œil de l’Ender dans un cadre de portail de l’Ender. Très peu utile en survie, cette propriété peut intéresser les créateurs de maps.

Le comparateur permet ainsi de savoir quel est le disque qui a été introduit dans le jukebox. Utile pour faire des serrures, ou tout simplement pour savoir quel disque est présent une fois la musique terminée.

Une nouveauté de la version 1.8 a été la possibilité d’utiliser les cadres pour avoir des signaux redstone en utilisant les comparateurs. On a besoin d’un bloc intermédiaire car la comparaison directe avec le cadre ne fonctionne pas.

Le comparateur donne en sortie un signal dépendant de la présence mais surtout de l’orientation de l’objet dans le cadre. Cela permet de faire des interfaces pratiques et esthétiques pour vos circuits.

Tout comme le répéteur, le comparateur a également un délai de mise à jour. Il lui faut 1 tic redstone (0.1 seconde) pour que la sortie du comparateur change, que la mise à jour implique l’entrée principale ou les entrées latérales.

Nous allons voir que cette propriété permet de faire des systèmes comme des pulseurs rapides et compacts.

On peut profiter de ce délai de mise à jour pour fabriquer des pulseurs rapides : pour faire un pulseur de 1 redtic (0,1 s), il suffit de relier la sortie et une entrée latérale d’un comparateur en mode soustraction tout en alimentant l’entrée principale. Si on observe les intensités, on observe un cycle de période 2 redtics :

• au départ, l’entrée latérale est nulle, donc la sortie a une intensité de 15 – 0 = 15.
• l’intensité latérale vaut maintenant 13, ce qui met le comparateur à jour et donne, après 1 redtic, une intensité de 2 en sortie.
• l’intensité latérale est de nouveau nulle, on recommence le cycle après la nouvelle mise à jour du comparateur.

Si vous avez suivi l’article sur les portes logiques, vous avez pu constater que fabriquer une porte XOR en utilisant uniquement des torches de redstone était fastidieux. Pour rappel, la porte XOR active sa sortie que si une seule des entrées est alimentée. Avec deux  comparateurs en mode soustraction, on peut obtenir un design beaucoup plus compact.

Dans la situation ci-dessus, il n’y a qu’une seule entrée allumée, ce qui donne fait que la poudre de redstone en face du répéteur en haut à droite a une intensité maximale de 15. Observons les deux comparateurs :

• à droite, le comparateur fait la soustraction : 14 – 14 = 0, donc pas de sortie.
• à gauche, la soustraction donne 13 – 11 = 2, donc un signal de sortie qui allume la lampe.

Si vous faites le raisonnement en allumant les deux entrées, vous verrez qu’on obtient deux sorties nulles, ce qui permet de faire une porte XOR.

Ce circuit, construit par RayenRyuu et JuJoue, repose sur une bonne connaissance de la propagation du courant dans les fils. Le circuit est simple : une zone centrale de 6 par 6 est recouverte de poudre de redstone. On alimente par dessous à l’aide de torches. (la zone alimentée est représentée ici par une laine orange)

Des comparateurs en mode soustraction sont disposés tout autour de manière que chaque ligne et chaque colonne ait un seul comparateur. Ils alimentent des lampes : la lampe s’allume si l’entrée principale est strictement supérieure aux entrées latérales.

Vous pouvez vérifier : seules deux lampes vont s’allumer et elles correspondent à la ligne et à la colonne où se trouve la case alimentée par la torche. Pour chacune des 36 torches situées sous les blocs, on peut associer un unique couple de lampes, ce qui peut être utile par exemple pour sélectionner deux ingrédients pour une machine à potions.