Un variateur contrôlé en tension..

Si vous souhaitez rendre encore plus réaliste votre crèche de Noël, qu’elle soit modeste ou imposante, ce dispositif d’illumination fera merveille aux yeux des enfants, de toute la famille et des amis : il simule cycliquement le lever du jour et la tombée de la nuit. Ce montage peut piloter quatre charges lumineuses correspondant à la lumière du jour, au scintillement des étoiles, à l’éclairage des maisons et au passage de la comète. La puissance de sortie maximale est de 2 kW par canal. Toutes les fonctions sont gérées par microcontrôleur.

Certains considèrent l’électronique de loisirs (et les magazines du même nom !) comme le refuge des messieurs cultivant un jardin secret à l’abri des joies parfois trépidantes (enfants en bas

âge) de la famille. Eh bien, tout au moins pour une fois (je devrais dire “une fois de plus” : n’avons-nous pas proposé en novembre dernier la construction d’une patinette électrique qui a fait fureur chez les papas et les enfants… et cela continue ?), ceux-là auront tort. L’électro- nique de loisirs, ELM spécialement, se préoccupe de la vie familiale et de ses fêtes, en particulier la plus belle et la plus importante aux yeux de tous, la fête des enfants et de l’enfance du monde : Noël, avec sa crèche, la plus tradition- nelle des coutumes populaire.

Nous publions cet article ce mois-ci pour que vous ayez le temps de vous consacrer à la réalisation de ce mer veilleux cadeau de Noël pour tous les enfants (et peut-être aussi les grands) vivant sous votre toit. Juste à temps mais pas trop tôt car vous savez bien ce que l’on fait quand on a largement le temps : on reporte, on classe, on oublie et quand le moment est venu, on s’en rappelle mais il est trop tard. Alors, à vos fers avant que cela ne sente la mousse et la résine de sapin !
Notre réalisation

Ce montage n’est pas, comme cela a pu vous sembler au premier coup d’œil diagonal sur la revue, un simple circuit de commutation aube/crépuscule. La seule présence de quatre sorties, au lieu de deux, permet de comprendre que notre montage est significativement plus complexe (et sur- tout plus attractif) qu’un simple circuit aube/crépuscule. Cet appareil pour illumination réaliste de la crèche de Noël, offre des prestations très complètes que de nombreux lec- teurs nous demandent inlassablement au fil des ans : ces lecteurs, bien sûr, ne projettent pas seulement d’illuminer la crèche de leur propre maison, mais ils se préoccupent d’agrémenter la crèche des églises, des oratoires, des cen- tres communautaires et plus généralement des lieux de culte (dans certaines régions, en effet,

quand le moment est venu, on s’en rappelle mais il est trop tard. Alors, à vos fers avant que cela ne sente la mousse et la résine de sapin !
Notre réalisation

Ce montage n’est pas, comme cela a pu vous sembler au premier coup d’œil diagonal sur la revue, un simple circuit de commutation aube/crépuscule. La seule présence de quatre sorties, au lieu de deux, permet de comprendre que notre montage est significativement plus complexe (et sur- tout plus attractif) qu’un simple circuit aube/crépuscule. Cet appareil pour illumination réaliste de la crèche de Noël, offre des prestations très complètes que de nombreux lec- teurs nous demandent inlassablement au fil des ans : ces lecteurs, bien sûr, ne projettent pas seulement d’illuminer la crèche de leur propre maison, mais ils se préoccupent d’agrémenter la crèche des églises, des oratoires, des cen- tres communautaires et plus généralement des lieux de culte (dans certaines régions, en effet,

pendant une durée pouvant varier de 0 à 100 %. Ce qui, évidemment, allume la lampe avec une intensité lumineuse allant du minimum au maximum. Afi n d’obtenir une illumination graduelle de la lampe, le retard des impulsions est lentement réduit jusqu’à l’élimination complète. De même pour éteindre pro- gressivement une lampe, le retard (ini- tialement maximum) est peu à peu réduit jusque, dans ce cas, à l’élimina- tion complète des impulsions. Mais procédons par ordre. Sur la bro- che 6 du PIC (port RB0) est appliquée l’impulsion de synchronisation avec la tension du secteur 230 V. Cette impul- sion est obtenue en prélevant la ten- sion alternative unidirectionnelle pré- sente en aval du pont redresseur PT1 avant le lissage dû au condensateur électro C5. Dans ce cas, il est néces- saire d’utiliser aussi une diode (D1) pour séparer l’étage du filtre de celui du redresseur. Ensuite la tension fi ltrée par C5 (tension continue) est stabilisée par le régulateur U1, à la sortie duquel est présent un potentiel de 5 V alimen- tant le microcontrôleur.
Nous avons dit précédemment que la séquence complète produite par notre circuit est constituée de quatre pha- ses (jour, crépuscule, nuit et aube) dont les durées peuvent être réglées indépendamment : eh bien, pour modi- fier ces durées il est nécessaire d’agir sur les réseaux RC reliés aux ports RB1 (broche 7), RB2 (broche 8), RB3 (broche 9) et RB4 (broche 10). En fait,
comme nous pouvons le remarquer sur le schéma électrique, nous avons utilisé quatre trimmers dont dépend finalement la durée des quatre pha- ses. A ce propos, il faut noter que la lecture des durées est faite par le logiciel à compter de la mise en mar- che, c’est-à-dire après une impulsion de “reset”. C’est pourquoi on trouve dans le circuit le poussoir P1 dont l’activation implique un “reset” géné- ral et la mémorisation des nouvelles durées. La LED LD1 clignote avec une fréquence égale au dixième de la fré- quence du secteur 230 V, c’est-à-dire 5 Hz. Ainsi, la LED nous indique non seulement que le circuit est en fonc- tionnement mais encore que l’étage de synchronisation fonctionne correc- tement.
Le graphique éclaire (lui aussi !) mieux que toute description la suc- cession des éclairages contrôlés par notre montage. Pour le jour, l’unique lampe (ou série de lampes) allumée est celle simulant le soleil et éclai- rant “ comme en plein jour”, juste- ment, la crèche. Cette lampe reste allumée pendant 3 à 10 minutes, en fonction du réglage du trimmer R1. Ces minutes écoulées, une nou- velle phase commence : le crépus- cule, dont la durée dépend du trim- mer R2. En agissant sur ce dernier, il est possible de paramétrer une valeur entre 20 et 100 secondes environ. Peu à peu la lumière du jour s’atténue alors que la luminosité des lampes simulant les étoiles aug- mente, jusqu’à l’extinction complète du soleil (coïncidant avec la lumi- nosité maximale des étoiles). Exac- tement à la moitié de cette phase de transition, les éclairages des comète s’allume elle aussi graduelle- ment. Le passage de luminosité mi- nimale à la luminosité maximale se produit en un temps égal au quart de celui paramétré pour le crépuscule. A ce moment-là nous nous trouvons en pleine nuit avec les étoiles qui brillent dans le ciel, la comète entièrement il- luminée et les feux des maisons allu- més, avec leurs lueurs tremblantes ca- ractéristiques. La durée de cette phase (comprise, comme pour le jour,

entre 3 et 10 minutes environ) est réglée phase la comète s’éteint aussi gra- duellement mais beaucoup plus rapi- dement, si bien qu’après une période égale au quart de la durée paramé- trée pour l’aube, la comète se trouve complètement éteinte. Toujours au début de cette phase de transition, la luminosité des feux domestiques commence aussi à baisser jusqu’à l’extinction complète. Dans ce cas, le passage de la luminosité maximale à l’extinction complète dure la moitié du délai paramétré pour l’aube. maisons (feux dans les cheminées, chandelles) commencent à s’allu- mer et ils atteignent leur éclat maxi- mum au bout du cycle. A noter que cette sortie produit une lumière trem- blante simulant les lueurs irréguliè- res du feu de bois ou de la flamme des chandelles. Enfin, quand le cycle est achevé, la lampe simulant la avec le trimmer R3. Quand cette durée est écoulée, la quatrième et dernière phase commence : l’aube. L’intensité lumineuse des étoiles diminue progres- sivement alors que celle du jour aug- mente peu à peu, jusqu’à l’extinction complète des étoiles et à la lumino- sité maximale des lampes simulant la lumière du jour. Au début de cette A ce moment nous avons simulé un cycle de 24 heures et le système s’apprête à répéter à l’infini la sé- quence programmée. Pour modifier les durées des phases, il est néces- saire, après avoir réglé les trimmers, de presser le poussoir de “reset”, de manière à valider les nouveaux para- mètres dans le microcontrôleur. En ce qui concerne les caractéristi- ques du logiciel tournant dans le mi- crocontrôleur, précisons qu’il se sub- divise en cinq routines et subroutines : générale, jour, crépuscule, nuit et aube. Après l’initialisation des lignes de I/O, le menu général lit les paramè- tres des trimmers et passe à l’exécu- tion des quatre subroutines. Les plus complexes sont certainement celles dans lesquelles la sortie “feux” est activée au moment où, en plus des variations de luminosités spécifiques des cycles aube et crépuscule, il est nécessaire que le logiciel simule

Comment faire Un variateur contrôlé en tension.
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