Un attiroeil pour cycliste ou piéton
Cette animation lumineuse se compose de six LED qui s’allument, une à la fois, en faisant courir le point lumineux de gauche à droite et inversement! il peut servir à être vu des automobilistes la nuit quand on est cycliste ou piéton, mais il peut être utilisé aussi pour attirer l’oeil (d’où son nom!) des passants dans une vitrine ou encore pour amuser les enfants.
Ce circuit de signalisation lumineuse à LED rouges visualise un point lumineux (rouge, donc) qui court de gauche à droite, comme on en voit dans les films
d’animation japonais. De dimensions réduites, très léger et ne consommant presque pas de courant, cette minuscule platine pourra servir à rendre visible la nuit une personne qui fait son jogging ou qui s’exerce à bicyclette! mais aussi à décorer une vitrine ou encore pour toute application où il s’agit de rendre visible quelque chose ou quelqu’un. Naturellement rien ne vous empêche d’aller bien au-delà de ces suggestions et de porter ce “drôle de bijou” lors d’une soirée ou alors de s’en servir pour le “tuning” ou ce genre de choses.
Le dispositif est fort simple et il peut être alimenté par une pile de 9V, ce qui rend son utilisation universelle. Le jeu de lumière est obtenu en pilotant avec un petit microcontrôleur (P10160505) une file de six LED rouges à haute luminosité, de manière à n’allumer qu’une LED à la fois, avec effet de défilement du point rouge dans un sens puis dans le sens opposé et ainsi de suite, tant que l’alimentation n’est pas coupée. Le micro utilisé est réalisé en technologie CMOS et c’est l’un des plus simples de chez Microchip: il est basé sur une architecture RISC à 8 bits (avec seulement 33 instructions), il dispose d’un oscillateur interne travaillant à une fréquence de 4 MHz et il peut aussi recevoir une horloge externe à une fréquence maximale de 20 MHz,
ce qui lui permet d’exécuter un cycle d’instructions toutes les 200 ns. L’ensemble des E/S comprend ii lignes lesquelles, employées comme entrées, peuvent bénéficier éventuellement de résistances de tirage internes et, comme sorties, sont en mesure de débiter jusqu’à 25 mA. Une dernière ligne est utilisée seulement comme entrée (RB3/MCLR).
La mémoire de programme (pour nous c’est une EEPROM) est de 1024 mots à 12 bits et celle réservée aux données de configuration est une EEPROM de 72 octets! la mémoire programme est structurée en mots de 12 bits.
La tension d’alimentation prévue (9 V continu) est appliquée aux points + et
— 9 Vdc où arrivent les fils de la prise de pile. Le courant traverse Di, insérée pour protéger le circuit contre toute inversion malencontreuse de polarité et atteint C2, utilisé comme filtre pour éliminer les parasites éventuels. Suit un régulateur de tension à zener qui fournit un 5V bien stabilisé alimentant le bloc composé du microcontrôleur et des six LED.
Le régulateur utilise le fait que la zener, polarisée en inverse à travers une résistance (Ri) qui en limite la consommation de courant, maintient constante la différence de potentiel à ses extrémités à la tension connue comme “tension de zener” (pour nous 5,6 V). Le 5,6 V est utilisé pour polariser la base de Ti, un NPN monté en collecteur commun.
Figure 1: Schéma électrique de l’animation lumineuse.
Figure 2a: Schéma d’implantation des composants de l’animation lumineuse.
Figure 2b: Dessin, à l’échelle 1, du circuit imprimé de la platine de l’animation lumineuse.
Il présente sur son émetteur un potentiel (filtré par Ci) égal à celui de la zener (5,6 V) diminué de sa VBE (chute de tension entre base et émetteur, typiquement 0,6 à 0,7 V), ce qui fait environ 5 V.
Cette tension reste suffisamment constante quand la charge varie et lorsque la tension d’entrée change. Quand on alimente le circuit, le microcontrôleur ICi, après le “power-on-reset”, initialise ses E/S en fonction du programme résident: RCO, RCi, RC2, RC3, RC4,
RC5 sont des sorties et pilotent les six LED en leur fournissant un niveau logique haut ou bas selon que la LED doit être allumée ou éteinte. RBO et RBi, utilisées comme entrées, se trouvent à la masse (niveau logique bas).
Après l’initialisation des lignes, le programme principal est exécuté: il prévoit la présentation du niveau logique haut, séquentiellement, sur une ligne à la fois, à partir de la ligne de sortie RCO pour terminer avec celle de RC5 et vice versa.
Figure 3: Photo d’un des prototypes de la platine de l’animation lumineuse.
Quand la séquence est terminée, le cycle se répète tant que le dispositif reste alimenté.
Sous l’effet du programme, s’illumine d’abord LD1, puis LD2, LD3, LD4, LD5 et enfin LD6! cette dernière s’éteint et LD5 s’allume à nouveau, puis LD4, LD3, LD2 et LD1. A la fin de cette séquence, tout reprend depuis le début.
La temporisation pratiquée par le programme sur la base du “timer” interne prévoit un cycle d’allumage, soit une séquence LD1 à LD6 et vice versa en 0,5 seconde.
[impression qu’a l’observateur est qu’un point lumineux se déplace de gauche à droite et droite à gauche.
Une particularité de ce circuit est que la résistance de cathode reliée à la masse est commune à toutes les LED. Cela est possible car le micro polarise les LED une à la fois et donc dans R2 il s’écoule que le courant direct d’une seule LED.
Les sorties du PIC16C5O5 pilotent directement les LED car chacune des lignes RC, initialisée comme sortie, peut fournir 25 mA.
Le circuit fonctionne avec une simple pile de 9 V et la consommation n’est que de 27 mA.
En effet, la diode zener polarisée à travers la Ri de 22 k consomme environ 200 pA! Le micro ICi consomme typiquement 2 mA, en dehors du courant de pilotage de la LED allumée! enfin les LED (une à la fois) sont alimentées en 25 mA environ, courant limité par les caractéristiques des ports du micro et par R2. Le total théorique est donc de 27,2 mA. Voir figure i.
Si vous suivez bien les figures 2a, 2b et 3, la construction de cette petite platine ne vous posera aucun problème (même si vous êtes un débutant). Le microcontrôleur est bien sûr disponible déjà programmé en usine.
d’animation japonais. De dimensions réduites, très léger et ne consommant presque pas de courant, cette minuscule platine pourra servir à rendre visible la nuit une personne qui fait son jogging ou qui s’exerce à bicyclette! mais aussi à décorer une vitrine ou encore pour toute application où il s’agit de rendre visible quelque chose ou quelqu’un. Naturellement rien ne vous empêche d’aller bien au-delà de ces suggestions et de porter ce “drôle de bijou” lors d’une soirée ou alors de s’en servir pour le “tuning” ou ce genre de choses.
Le dispositif est fort simple et il peut être alimenté par une pile de 9V, ce qui rend son utilisation universelle. Le jeu de lumière est obtenu en pilotant avec un petit microcontrôleur (P10160505) une file de six LED rouges à haute luminosité, de manière à n’allumer qu’une LED à la fois, avec effet de défilement du point rouge dans un sens puis dans le sens opposé et ainsi de suite, tant que l’alimentation n’est pas coupée. Le micro utilisé est réalisé en technologie CMOS et c’est l’un des plus simples de chez Microchip: il est basé sur une architecture RISC à 8 bits (avec seulement 33 instructions), il dispose d’un oscillateur interne travaillant à une fréquence de 4 MHz et il peut aussi recevoir une horloge externe à une fréquence maximale de 20 MHz,
ce qui lui permet d’exécuter un cycle d’instructions toutes les 200 ns. L’ensemble des E/S comprend ii lignes lesquelles, employées comme entrées, peuvent bénéficier éventuellement de résistances de tirage internes et, comme sorties, sont en mesure de débiter jusqu’à 25 mA. Une dernière ligne est utilisée seulement comme entrée (RB3/MCLR).
La mémoire de programme (pour nous c’est une EEPROM) est de 1024 mots à 12 bits et celle réservée aux données de configuration est une EEPROM de 72 octets! la mémoire programme est structurée en mots de 12 bits.
La tension d’alimentation prévue (9 V continu) est appliquée aux points + et
— 9 Vdc où arrivent les fils de la prise de pile. Le courant traverse Di, insérée pour protéger le circuit contre toute inversion malencontreuse de polarité et atteint C2, utilisé comme filtre pour éliminer les parasites éventuels. Suit un régulateur de tension à zener qui fournit un 5V bien stabilisé alimentant le bloc composé du microcontrôleur et des six LED.
Le régulateur utilise le fait que la zener, polarisée en inverse à travers une résistance (Ri) qui en limite la consommation de courant, maintient constante la différence de potentiel à ses extrémités à la tension connue comme “tension de zener” (pour nous 5,6 V). Le 5,6 V est utilisé pour polariser la base de Ti, un NPN monté en collecteur commun.
Il présente sur son émetteur un potentiel (filtré par Ci) égal à celui de la zener (5,6 V) diminué de sa VBE (chute de tension entre base et émetteur, typiquement 0,6 à 0,7 V), ce qui fait environ 5 V.
Cette tension reste suffisamment constante quand la charge varie et lorsque la tension d’entrée change. Quand on alimente le circuit, le microcontrôleur ICi, après le “power-on-reset”, initialise ses E/S en fonction du programme résident: RCO, RCi, RC2, RC3, RC4,
RC5 sont des sorties et pilotent les six LED en leur fournissant un niveau logique haut ou bas selon que la LED doit être allumée ou éteinte. RBO et RBi, utilisées comme entrées, se trouvent à la masse (niveau logique bas).
Après l’initialisation des lignes, le programme principal est exécuté: il prévoit la présentation du niveau logique haut, séquentiellement, sur une ligne à la fois, à partir de la ligne de sortie RCO pour terminer avec celle de RC5 et vice versa.
Quand la séquence est terminée, le cycle se répète tant que le dispositif reste alimenté.
Sous l’effet du programme, s’illumine d’abord LD1, puis LD2, LD3, LD4, LD5 et enfin LD6! cette dernière s’éteint et LD5 s’allume à nouveau, puis LD4, LD3, LD2 et LD1. A la fin de cette séquence, tout reprend depuis le début.
La temporisation pratiquée par le programme sur la base du “timer” interne prévoit un cycle d’allumage, soit une séquence LD1 à LD6 et vice versa en 0,5 seconde.
[impression qu’a l’observateur est qu’un point lumineux se déplace de gauche à droite et droite à gauche.
Une particularité de ce circuit est que la résistance de cathode reliée à la masse est commune à toutes les LED. Cela est possible car le micro polarise les LED une à la fois et donc dans R2 il s’écoule que le courant direct d’une seule LED.
Les sorties du PIC16C5O5 pilotent directement les LED car chacune des lignes RC, initialisée comme sortie, peut fournir 25 mA.
Le circuit fonctionne avec une simple pile de 9 V et la consommation n’est que de 27 mA.
En effet, la diode zener polarisée à travers la Ri de 22 k consomme environ 200 pA! Le micro ICi consomme typiquement 2 mA, en dehors du courant de pilotage de la LED allumée! enfin les LED (une à la fois) sont alimentées en 25 mA environ, courant limité par les caractéristiques des ports du micro et par R2. Le total théorique est donc de 27,2 mA. Voir figure i.
Si vous suivez bien les figures 2a, 2b et 3, la construction de cette petite platine ne vous posera aucun problème (même si vous êtes un débutant). Le microcontrôleur est bien sûr disponible déjà programmé en usine.
Publié dans Electronique-Magazine N°_97_Septembre_2007
0 Commentaires