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Guide complet des microcontrôleurs PIC

Dans le monde rapide de la technologie électronique moderne, les séries PIC de micro-controverses de Microchip Technology se distinguent par leurs fortes capacités techniques et leur grande disponibilité.Ces microcontrôleurs sont des composants clés dans divers domaines tels que l'automatisation, l'électronique grand public et l'électronique automobile.Leur popularité découle de plusieurs caractéristiques clés: ils peuvent être facilement adaptés à diverses conditions, sont conviviaux et peuvent gérer efficacement la consommation d'énergie dans différents environnements de programmation.

La famille PIC est très programmable et est livrée avec un riche ensemble de périphériques intégrés, ce qui le rend idéal pour les développeurs qui ont besoin d'implémenter des fonctionnalités complexes sans avoir besoin de matériel supplémentaire.Les opérateurs de ces microcontrôleurs bénéficient d'une expérience rationalisée qui simplifie les tâches de codage complexes.Le processus de conception et de développement implique des étapes de programmation détaillées où la précision et l'attention aux détails sont importantes.De la rédaction du code initial aux tests finaux, chaque étape est effectuée en mettant l'accent sur la maximisation des performances et des fonctionnalités du produit final.Cette approche méticuleuse garantit que les microcontrôleurs PIC répondent toujours aux attentes élevées des marchés exigeants.

Catalogue

1. À propos des microcontrôleurs PIC

2. Qu'est-ce que l'architecture de microcontrôleur PIC

3. PICHOCTROLER PORTFOLIO

4. Comment programmer un microcontrôleur PIC

5. PIC16F877 pour PIC Microcontroller Device Exemple

6. Applications de microcontrôleur PIC

7. Comment choisir le bon microcontrôleur Pic

8. Microcontrôleurs PIC supérieurs et populaires

9. Résumé

Figure 1: Microcontrôleurs PIC

À propos des microcontrôleurs Pic

Développés par Microchip Technology, les microcontrôleurs PIC font partie intégrante de diverses industries, notamment l'automatisation, l'électronique grand public et l'électronique automobile.Ces appareils prennent en charge une variété de langages de programmation, tels que C et Assembly, pour répondre à une variété de besoins des développeurs.Ils sont conçus en mettant l'accent sur la convivialité et la gestion efficace de l'alimentation pour répondre aux exigences changeantes du marché.

L'architecture des microcontrôleurs PIC facilite l'intégration rapide dans les systèmes existants.Il dispose d'un ensemble de périphériques intégrés tels que ADC (convertisseur analogique-numérique), minuteries et sorties PWM (modulation de largeur d'impulsion).Ces fonctionnalités aident à créer une logique de contrôle complexe.Par exemple, dans une application de contrôle de la température, les développeurs peuvent tirer parti de l'ADC du PIC pour capturer les données d'un capteur de température.Le microcontrôleur traite ces données à l'aide d'algorithmes spécifiques, puis ajuste l'activité du système de climatisation via la sortie PWM.Ce réglage automatique améliore non seulement le confort de l'utilisateur, mais optimise également la consommation d'énergie.

La popularité des microcontrôleurs PIC provient de leurs performances puissantes, de leur rentabilité, de leur programmabilité élevée et de leur soutien périphérique complet.Ces propriétés les rendent très adaptables aux applications complexes dans divers domaines.Qu'il s'agisse de développer des systèmes de maisons intelligentes ou d'électronique industrielle et grand public, les microcontrôleurs PIC ont toujours prouvé leur valeur unique et leur potentiel large.

Qu'est-ce que l'architecture de microcontrôleur PIC

L'architecture des microcontrôleurs PIC combine l'architecture de Harvard avec l'architecture de l'instruction d'instructions réduite (RISC), établissant un cadre robuste pour leur fonctionnement efficace dans de nombreuses applications.L'intégration de l'architecture de Harvard sépare le stockage et la manipulation des données des instructions.Cette séparation permet au microcontrôleur de lire les données et d'exécuter des instructions simultanément, améliorant la vitesse globale de traitement des données.Un tel traitement parallèle maximise l'efficacité, permettant aux microcontrôleurs de répondre rapidement aux signaux externes et aux tâches internes.

De plus, l'utilisation de l'architecture RISC simplifie l'ensemble d'instructions, qui rationalise et accélère l'exécution des instructions.La plupart des instructions dans l'architecture RISC sont conçues pour être exécutées dans un ou seulement quelques cycles d'horloge, simplifiant la programmation et la vitesse d'exécution de l'exécution.Cette fonctionnalité est particulièrement bénéfique dans les systèmes ou les applications en temps réel qui exigent des réponses rapides aux changements, garantissant un retard minimal.

Dans le domaine de l'automatisation industrielle, ces caractéristiques architecturales des microcontrôleurs PIC sont exploitées avec grand effet.Par exemple, un système basé sur PIC peut surveiller et contrôler le fonctionnement des machines sur une ligne de production, traitant les données opérationnelles en temps réel.Cette capacité assure des performances de machine continue et efficace.L'architecture de Harvard permet la collecte et l'analyse des données simultanées, tandis que l'architecture RISC soutient la capacité du système à gérer des charges de données accrues avec des réponses rapides.La mise en œuvre de ces systèmes augmente non seulement l'efficacité de la production, mais minimise également les temps d'arrêt et améliore la fiabilité globale du processus de fabrication.

Les forces de l'architecture PIC au microcontrôleur en font un choix préféré dans diverses applications à haute demande.De contrôler les dispositifs médicaux complexes à la gestion du traitement rapide des données dans les systèmes automobiles, les microcontrôleurs PIC offrent la puissance et la réactivité de calcul essentiels nécessaires pour répondre à ces exigences difficiles.Les progrès technologiques continus de la technologie PIC élargissent davantage leur applicabilité dans l'électronique moderne, garantissant qu'ils fournissent des solutions efficaces et fiables.

Figure 2: Architecture de microcontrôleur PIC

PIRFOLIO DE PRODUIT PIC MICROCONTROLLER

La technologie Microchip a développé une gamme complète de microcontrôleurs PIC pour répondre à divers besoins, passant des applications de base à des applications haut de gamme avancées.Cette vaste gamme de produits comprend des modèles de processeurs 8 bits à 32 bits, présentant l'expertise significative de Microchip dans la technologie des microcontrôleurs.Cette variété garantit que les développeurs peuvent trouver un microcontrôleur PIC approprié pour toute exigence technique ou défi.

Les microcontrôleurs PIC 8 bits sont particulièrement populaires pour les projets nécessitant des performances et une facilité d'utilisation efficaces.La série PIC18F, par exemple, offre une intégration périphérique étendue et prend en charge plusieurs interfaces de communication telles que USB et CAN.Cela en fait un excellent choix pour les appareils qui ont besoin de gérer des protocoles de communication complexes.Son adaptabilité permet aux développeurs d'atteindre une transmission rapide des données et une gestion robuste des données sans effort, ce qui le rend adapté à tout, des systèmes de contrôle industriel à l'électronique grand public.

Figure 3: PIC24 et PIC32

Transition vers les microcontrôleurs 32 bits, la série PIC32 excelle dans la gestion des applications plus exigeantes en raison de ses capacités de traitement supérieures et de sa vitesse.Il est équipé d'un noyau de microprocesseur MIPS haute performance, prenant en charge les graphiques complexes et le traitement audio sophistiqué.Cela le rend bien adapté aux projets qui nécessitent des fonctionnalités multimédias avancées, telles que des lecteurs de musique numérique, des systèmes de divertissement interactifs ou des dispositifs médicaux nécessitant un traitement graphique intensif.La série PIC32 garantit un fonctionnement en douceur et une gestion efficace des données, permettant aux produits de fonctionner exceptionnellement bien sur leurs marchés respectifs.

La technologie des micropuces innove et améliore continuellement les lignes de microcontrôleur PIC pour suivre le rythme du paysage technique en constante évolution et augmentant les demandes du marché.L'introduction de nouvelles fonctionnalités, y compris les conceptions de faible puissance, les mesures de sécurité avancées et le support périphérique élargi, maintient les microcontrôleurs PIC à l'avant-garde de l'industrie.Ce développement en cours offre aux développeurs des solutions de pointe, leur permettant de s'attaquer à un large éventail de projets, de la collection de données simples aux graphiques complexes et au traitement audio.La famille PIC Microcontroller propose les outils nécessaires pour soutenir l'innovation et le développement de produits dans diverses applications.

Figure 4: Processeurs d'architecture MIPS

Comment programmer un microcontrôleur PIC

La programmation des microcontrôleurs PIC peut être gérée efficacement à l'aide de MPLAB X IDE de Microchip, qui prend en charge une variété de langages de programmation adaptés aux différents besoins du projet.Cet environnement de développement intégré (IDE) simplifie le codage, le débogage et les tests, ce qui le rend accessible aux développeurs de tous niveaux.

La première étape de la programmation consiste à écrire du code dans une langue compatible avec le microcontrôleur PIC, tel que C ou le langage d'assemblage.MPLAB X IDE y parvient via une interface conviviale et des outils qui simplifient le développement de code.Après le codage, la phase de débogage commence, ce qui garantit que le logiciel se comporte comme prévu.Mplab

Figure 5: Interface logicielle MPLAB X IDE

Cet émulateur est particulièrement utile car il permet aux développeurs d'imiter les programmes de microcontrôleur fonctionnant sur du matériel réel.Cette simulation peut accélérer considérablement le temps de développement et réduire les coûts en identifiant les problèmes avant les tests physiques.Par exemple, lors du développement d'un système de contrôle de la température, les développeurs peuvent utiliser un simulateur pour reproduire diverses conditions environnementales pour tester comment le système réagit aux changements de température.Cela aide à identifier et à corriger les problèmes potentiels au début du processus de développement, en empêchant un débogage approfondi plus tard et en garantissant la stabilité et la fiabilité du système.

De plus, les outils d'analyse des performances de MPLAB X permettent aux développeurs d'affiner l'efficacité de leurs algorithmes.Cela garantit que le système de contrôle de la température est non seulement efficace mais aussi économique dans le fonctionnement réel.

La puissance et la flexibilité de MPLAB X IDE en font un excellent choix pour la programmation des microcontrôleurs PIC, quelle que soit la complexité du projet ou le niveau d'expertise du développeur.En tirant parti de ces outils avancés, les développeurs peuvent augmenter la productivité et améliorer en permanence la qualité et les performances de leurs projets pour obtenir des résultats optimaux dans les applications basées sur le microcontrôleur.

PIC16F877 pour PIC Microcontroller Device Exemple

Le microcontrôleur PIC16F877 de Microchip Technology incarne son leadership technologique sur le marché 8 bits.Connu pour sa puissance et sa polyvalence, ce microcontrôleur excelle dans une variété d'applications en raison de son ensemble de fonctionnalités complet.

PIC16F877 a une mémoire de programme 14KB, offrant suffisamment d'espace pour stocker des codes complexes pour répondre à différents besoins de développement.De plus, il comprend 256 octets d'EEPROM pour le stockage des données, conservant les données même pendant les pannes de courant.Cette fonctionnalité nécessite des applications pour conserver des données pour un fonctionnement fiable.

Le PIC16F877 propose également une large gamme de périphériques intégrés, améliorant son utilité dans des projets complexes.Ceux-ci incluent plusieurs minuteries, des interfaces de communication série telles que USART et un convertisseur analogique à numérique 10 bits de haute précision (ADC).L'ADC fournit une résolution jusqu'à 10 bits et est particulièrement utile pour les applications nécessitant un traitement précis du signal analogique, tels que les systèmes de mesure et l'équipement de surveillance.

Un exemple d'application pratique pour le PIC16F877 est dans les systèmes de surveillance environnementale.Dans de telles applications, l'ADC du microcontrôleur lit les données du capteur sur les conditions environnementales, y compris la température, l'humidité et l'intensité de la lumière.Ces données sont ensuite envoyées via l'interface série du microcontrôleur à un processeur central ou à une plate-forme cloud pour une analyse plus approfondie.Cette configuration facilite la surveillance et la prise de décision en temps réel, avec la possibilité d'ajuster automatiquement les conditions environnementales ou de déclencher des alarmes si nécessaire.

En plus de la surveillance environnementale, la polyvalence du PIC16F877 s'étend aux commandes d'automatisation, aux appareils électroménagers, à l'électronique automobile et aux moniteurs de santé personnels.Son haut niveau d'intégration et de programmabilité, couplé à un support technique étendu de Microchip, en fait le premier choix pour les ingénieurs et les développeurs axés sur la conception électronique et le développement de produits.Tirant parti des capacités du PIC16F877, les développeurs peuvent créer des solutions efficaces et rentables pour répondre aux besoins changeants du marché.

Figure 6: Le schéma de bloc de PIC16F877

Applications de microcontrôleur PIC

Les microcontrôleurs PIC sont des outils polyvalents qui combinent la sophistication technologique avec la rentabilité, ce qui les rend précieuses dans une variété d'industries.Leur programmabilité, leur flexibilité et leurs performances fiables jouent un rôle important dans des domaines tels que l'électronique grand public, l'automatisation industrielle, la technologie médicale, l'automobile et même l'aérospatiale.

Dans le secteur agricole, en particulier dans les systèmes d'irrigation moderne, les microcontrôleurs PIC jouent un rôle clé.Ils ajustent dynamiquement l'irrigation en fonction de l'humidité du sol et des prévisions météorologiques, optimisant l'utilisation de l'eau et améliorant la productivité et la qualité des cultures.Ces systèmes commencent automatiquement et avec précision ou arrêtent les pompes à eau, en s'adaptant aux précipitations prévues pour conserver l'eau.Cela augmente non seulement l'efficacité et réduit les déchets, mais soutient également une croissance optimale des cultures.De plus, avec les technologies intégrées de capteurs et de communication mobile, les agriculteurs peuvent surveiller et contrôler à distance ces systèmes, augmentant ainsi la complexité de la gestion agricole.

Dans l'automatisation industrielle, les microcontrôleurs PIC sont au cœur du contrôle des bras robotiques, de la supervision des lignes de production et de la gestion des systèmes de contrôle de la qualité.Leur degré élevé de programmabilité permet une adaptation rapide aux besoins changeants, augmentant la productivité et la flexibilité opérationnelle.Par exemple, dans la fabrication, ces microcontrôleurs peuvent affiner le mouvement du robot pour effectuer des tâches d'assemblage précises ou des inspections de qualité, garantissant une productivité élevée et des normes de produit.

Les applications médicales pour les microcontrôleurs PIC comprennent la surveillance des signes vitaux des patients, la gestion des systèmes de distribution de médicaments et le fonctionnement des machines de diagnostic avancées.Ces utilisations améliorent la qualité et l'efficacité des services de santé en fournissant une surveillance et un contrôle précis, ce qui aide les soins et le traitement aux patients.

L'industrie automobile a également grandement bénéficié des microcontrôleurs PIC, qui font partie intégrante des systèmes de sécurité, de la gestion des moteurs et des systèmes de divertissement dans la voiture.Ces appareils traitent des données complexes, effectuent des tâches de contrôle en temps réel et prennent en charge les performances et la fiabilité élevées requises des véhicules modernes.

Dans l'aérospatiale, les microcontrôleurs PIC sont utilisés dans des applications critiques telles que les communications par satellite, la navigation de vaisseau spatial et les systèmes de surveillance environnementale.Les exigences exigeantes de l'exploration de l'espace nécessitent des microcontrôleurs PIC qui peuvent efficacement fournir la plus grande précision et la fiabilité la plus élevée.

Dans l'ensemble, les microcontrôleurs PIC sont le fondement de la progression technologique dans le monde d'aujourd'hui.Leur large fonctionnalité et leur adaptabilité continuent de conduire l'industrie vers des solutions plus efficaces et plus intelligentes.Alors que la technologie continue de se développer et d'innover, les microcontrôleurs PIC élargiront sûrement leur influence et favoriseront les progrès dans divers domaines.

Comment choisir le bon microcontrôleur Pic

Le choix du bon microcontrôleur PIC pour votre projet nécessite une compréhension et une évaluation détaillées des fonctionnalités et capacités de chaque appareil.Le processus décisionnel devrait prendre en compte plusieurs aspects clés: le traitement des performances, la capacité de la mémoire, les périphériques disponibles et les considérations de coûts.

La première étape de la sélection d'un microcontrôleur PIC consiste à évaluer ses capacités de traitement.Non seulement vous devez vérifier la vitesse du processeur, mais aussi la façon dont l'architecture du microcontrôleur gère les opérations spécifiques requises pour votre projet.Pour les projets impliquant des algorithmes complexes ou nécessitant des opérations à virgule flottante, un microcontrôleur avec un processeur puissant est nécessaire.

Ensuite, regardez la taille de la mémoire du microcontrôleur, qui comprend le stockage du programme et la RAM.Un stockage de programmes suffisant est essentiel pour les logiciels complexes, et une RAM suffisante aide à lisser le traitement des données pendant le fonctionnement.Il est recommandé de choisir un microcontrôleur avec plus de mémoire que les besoins actuels pour s'adapter à l'expansion future potentielle et ainsi éviter les mises à niveau prématurées.

Un autre facteur clé est le type et le nombre de périphériques pris en charge par le microcontrôleur.Cela comprend les convertisseurs analogiques-numériques (ADC), les minuteries, les canaux PWM et diverses interfaces de communication telles que SPI, I2C et USART.Évaluez les périphériques que votre projet utilisera et assurez-vous que le microcontrôleur offre un support et une flexibilité suffisants pour ces composants.

Enfin, le budget est une considération importante.Bien que les microcontrôleurs plus performants offrent plus de fonctionnalités et de performances supérieures, elles coûtent également plus cher.Trouvez un microcontrôleur rentable qui répond à tous vos besoins en équilibrant les exigences techniques de votre projet et les contraintes budgétaires.

Par exemple, dans un système de surveillance de la température impliquant la collecte de données de température de base et une logique de contrôle simple, un microcontrôleur comme la famille PIC16 peut être idéal.Cette famille est non seulement rentable, mais répond également pleinement aux exigences pour le traitement de la puissance, de la mémoire et des périphériques nécessaires tels que ADC et les interfaces de communication.Le choix d'un tel microcontrôleur peut répondre aux besoins du projet tout en gérant efficacement les coûts.

Microcontrôleurs PIC supérieurs et populaires

Parmi les microcontrôleurs PIC les plus appréciés, la famille PIC32 se démarque, en particulier pour les applications nécessitant un traitement rapide et une grande mémoire.Le membre bien connu de la famille, le PIC32MX, offre aux développeurs une puissance de calcul puissante et de grandes capacités de stockage de données, avec des vitesses allant jusqu'à 80 MHz et une capacité de mémoire flash maximale de 512 Ko.Ces spécifications rendent la famille PIC32MX parfaitement adaptée au traitement des données complexes et à l'exécution de fonctions complexes telles que le traitement graphique, l'intégration multimédia et la conception du système de communication avancé.

La famille PIC32 utilise une architecture MIPS haute performance conçue pour fournir de puissantes capacités informatiques tout en optimisant l'efficacité énergétique.Cet équilibre est important pour gérer la consommation d'énergie lors des tâches de calcul intensive et de traitement des données.PIC32MX prend en charge une gamme d'interfaces périphériques, y compris les options USB, Ethernet, CAN et en série.Cette polyvalence permet aux microcontrôleurs PIC32 de s'intégrer de manière transparente avec d'autres composants ou réseaux système pour une interaction améliorée et un partage de données.

Pour les développeurs axés sur la technologie de pointe et les solutions haute performance, la famille PIC32 fournit une plate-forme puissante pour exécuter des projets innovants.Qu'il s'agisse de l'automatisation industrielle, de la technologie de détection intelligente, du fonctionnement des drones, de la technologie portable ou des systèmes de maisons intelligentes, ces microcontrôleurs fournissent la puissance de traitement, le stockage et les capacités de communication nécessaires pour répondre aux performances et aux exigences fonctionnelles strictes.

Microchip fournit en outre les développeurs un ensemble complet d'outils logiciels et matériels, notamment MPLAB X IDE et le MPLAB Harmony Software Framework.Ces outils aident à développer et à déployer rapidement des applications à l'aide de microcontrôleurs PIC32.Ils simplifient le processus de développement et fournissent des capacités avancées telles que la génération de code, l'analyse des performances et le débogage.Cela permet aux développeurs de construire, tester et affiner efficacement leurs applications.

Avec ses performances exceptionnelles, ses options de mémoire flexible et son large soutien périphérique, la famille PIC32 est devenue le premier choix pour les développeurs visant à créer des applications complexes et hautes performances.Ces microcontrôleurs répondent non seulement aux besoins de la technologie actuelle, mais conduisent également l'innovation et ouvrent la voie aux futurs appareils électroniques pour devenir plus intelligents, plus efficaces et plus connectés.

PIC32MX Trainer Board for Embedded Systems Courses

Figure 7: PIC32MX Trainer Board pour cours de systèmes intégrés

Résumé

La série PIC Microcontroller a considérablement avancé la technologie électronique mondiale avec ses performances robustes, sa polyvalence et sa innovation continue.Parmi ceux-ci, la série PIC32 est particulièrement notable pour sa puissance de traitement rapide et sa grande capacité de mémoire, soutenue par l'architecture MIPS.Cette configuration équipe les microcontrôleurs PIC32 pour gérer efficacement les données complexes et exigeantes.

Les outils de développement de Microchip, y compris MPLAB X IDE et le MPLAB Harmony Software Framework, rationalisent le processus de développement et de déploiement de microcontrôleurs PIC.Ces outils permettent aux développeurs de donner vie efficacement à leurs concepts innovants en simplifiant les tâches de programmation complexes.

Les microcontrôleurs PIC sont très favorisés dans divers secteurs en raison de leurs performances élevées, de leur support périphérique étendu et de leurs configurations de mémoire adaptables.Ils sont particulièrement efficaces dans les domaines nécessitant des fonctionnalités avancées et des performances robustes, telles que l'automatisation industrielle, la détection intelligente et le traitement multimédia.Alors que la technologie continue d'évoluer, les microcontrôleurs PIC sont prêts à élargir leur impact, ce qui a conduit diverses industries vers un avenir plus efficace et intelligent.

Questions fréquemment posées [FAQ]

1. Quel microcontrôleur PIC est le meilleur?

Le PIC16F84 se distingue comme un type de microcontrôleur PIC notamment populaire et largement utilisé en raison de ses capacités de pointe.Il s'agit d'un microcontrôleur de milieu de gamme 8 bits équipé de 1024 mots de mémoire de programme.De plus, il comprend 68 octets de RAM et 64 octets de mémoire EPROM non volatile.

2. La photo est-elle meilleure qu'Arduino?

Le passage à Arduino de PIC peut sembler une option plus simple et plus moderne.La configuration de l'environnement pour exécuter une photo sur votre PC peut prendre plusieurs heures, tandis qu'Arduino fournit un écosystème convivial composé de diverses cartes.Contrairement à PIC, qui est généralement juste une puce, Arduino englobe un tableau de développement et un écosystème de soutien, ce qui le rend très accessible aux débutants.

3. Quel est le microcontrôleur PIC le plus courant?

Le PIC16F877A, ou PIC16F877, est particulièrement populaire en raison de sa facilité de programmation.Il s'agit de l'un des microcontrôleurs PIC les plus simples à utiliser et est favorisé pour ses capacités 8 bits et 16 bits, y compris la mémoire flash.Les épingles de ce contrôleur sont généralement utilisées dans les circuits électroniques numériques et divers projets PIC.

4. Les microcontrôleurs PIC sont-ils CISC ou RISC?

Les microcontrôleurs PIC utilisent l'architecture RISC.Il est largement admis que les architectures RISC ont tendance à être plus rapides que les architectures CISC en raison de leurs ensembles d'instructions simplifiés qui permettent souvent des vitesses plus élevées - par exemple, certains processeurs ne prennent en charge que les opérations de base comme ADD, tandis que d'autres peuvent inclure le MUL.

5. Pourquoi Arduino est-il meilleur que les microcontrôleurs PIC?

Arduino, connu pour être un conseil de développement au sein d'un écosystème plus large, contraste avec PIC, qui n'est généralement qu'une micropuce.Lorsque vous comparez le conseil d'administration à la carte ou à la puce à la puce, les prix sont similaires, mais l'écosystème d'Arduino est notamment plus facile pour les débutants de naviguer.

6. Quel est le meilleur: microcontrôleurs PIC ou AVR?

Les microcontrôleurs AVR offrent généralement des vitesses de traitement plus élevées que les microcontrôleurs PIC.Bien que les microcontrôleurs AVR puissent consommer un peu plus de puissance, les PIC sont préférables pour les applications de faible puissance en raison de leur efficacité énergétique.Cela fait des microcontrôleurs PIC un meilleur choix pour les projets qui nécessitent une durée de vie prolongée de la batterie ou des fonctionnalités d'économie d'énergie.

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