UNE COPRODUCTION PSI DE PICTRAIN ET DOC TOOFOO :
S P I D O U R — POUR LA PREMIERE FOIS AU MONDE
DANS TOUTE L´HISTOIRE DE L´HORLOGERIE !
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| PTITRAIN
PRÉSENTE UNE COPRODUCTION PSI DE PICTRAIN ET DOC TOOFOO : S P I D O U R — POUR LA PREMIERE FOIS AU MONDE DANS TOUTE L´HISTOIRE DE L´HORLOGERIE ! |
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Ptitrain
Jidé
Toofoo |
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 | Spidour
: une horloge rapide à PIC... | |
Une courte animation montrant notre pendule telle qu´elle se comporte entre 13 h 20
et 13 h 30 (l´heure réelle apparaît en haut à gauche)
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| 1.Le cahier des charges de l´horloge |
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Le programme (conçu
pour un 16F628A à cause de son plus grand nombre de pattes) pilote une horloge conforme
à l´animation de Doc Toofoo visible ci-dessus, avec la variante des 4 leds
pour les minutes intermédiaires.On a donc des “aiguilles” pour
les heures et pour chaque “5 minutes” (5, 10, 15...), plus 4 leds pour
les minutes intermédiaires (1 à 4).Les réglages possibles sont la
mise à l´heure (heure et minutes) et le réglage de la
vitesse, de 0 (=heure normale, 60 secondes par minute) à 11 (= 5 secondes
par minute, soit une vitesse multipliée par 12).Cerise sur le gâteau, la vitesse zéro
est la vitesse réelle (d´une vraie pendule), grâce à l´utilisation
d´un quartz adéquat.On a donc trois parties dans d´affichage :
 Les
heures, douze aiguilles pilotées par un 4067 [NDLR — le circuit qui “transforme”
un nombre binaire à quatre bits en seize commandes de leds — voir la page citée
ci-dessus, dont le schéma électronique reste valable au niveau des 4067],Les
“5 minutes”, également douze aiguilles pilotées par un 4067,Les
minutes “intermédiaires”, 4 leds.Chaque affichage nécessite 4 lignes
de commande, ce qui nous fait douze sorties sur le PIC.Il y a également 2 boutons poussoirs
pour les réglages, plus deux pattes pour le quartz, toutes les E/S (entrées-sorties) du PIC
sont donc utilisées.Je ne donnerai pas ici le programme détaillé
du PIC, il est assez complexe, et ne présente pas d´intérêt pour un prototype.
À titre d´illustration, voici 
une partie des organigrammes : |
| icono31-40/spidour2_organigramme_large.png | ||
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| 2. L´électronique |
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| Le schéma ne présente
pas de particularités. |
| spidour2_schema_electronique.png | ||
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Les heures (pattes
RB4 à RB7) et les “minutes par 5” (pattes RB0à RB3) sont commandées
par deux 4067 qui décodent le signal (4 lignes) donné par le PIC . Les 4 leds des
minutes intermédiaires sont alimentées en direct par le PIC (RA1 à RA4).L´oscillateur est un quartz de 3,2768 MHz,
qui permet d´obtenir, par les prédiviseurs, un fonctionnement possible en heure réelle.
[NDLR — Quoique le nombre 32768 paraisse étrange, ce quartz est
ultra-courant dans le commerce, justement pour faire tourner des horloges !]
Différentes possibilités de réglage sont
proposées :Mise
à l´heure (heures et “minutes par 5” ), Vitesse
(entre 0 et 11)Sauvegarde
du réglage : onze mémoires sont disponibles, permettent de stocker une heure et une
vitesse,Rappel
d´un réglage, qui permet de “récupérer” un réglage enregistré.J´ai ajouté cette fonction d´enregistrement,
que vous ne trouverez pas sur votre radioréveil : je suppose que dans certains clubs
ont aime jouer des “scénarios”, comme par exemple “trafic de la gare de Trifouillis
entre 7 heures et 11 heures du matin, vitesse double”. Dans ce cas, plutôt que de devoir répéter
la séquence de mise à jour (voir ci-dessous), on peut rappeler sans erreur les réglages de
l´horloge au début du scénario.Je ne sais pas si ce sera très utile ou utilisé,
mais je me suis fait plaisir, et qui peut le plus peut le moins.Par ailleurs, la vitesse et l´heure
courante sont en permanence sauvegardées (toutes les 5 minutes), et après une interruption
(coupure ou réglage), l´horloge continue où elle s´est arrêtée.ATTENTION : je ne sauvegarde
pas, et il n´est pas possible de régler, les “minutes par 5” ; après
une interruption, l´horloge reprend donc toujours avec un multiple de 5 minutes.
Deux boutons sont utilisés pour les réglages,
en mode réglage les leds des minutes intermédiaires indiquent la commande en cours.Comme il n´y a que deux boutons, les
manipulations sont un peu contraignantes, mais guère plus que votre radioréveil.Si on appelle les deux boutons BoutonA et
BoutonB, les manipulations et les états de l´horloge sont les suivantes : 1. Fonctionnement
normal : dans cet état, l´horloge compte et affiche l´heure en cours,
selon la vitesse choisie ; à partir de cet état, deux actions sont possibles, appui
sur le BoutonA ou appui sur le BoutonB ; pour éviter de fausses manœuvres, cet appui
doit être prolongé (presque une seconde).2. Appui sur
BoutonA : l´horloge passe en état “réglage”,
le comptage du temps s´arrête, la première led des minutes intermédiaires clignote.Un autre appui sur BoutonA permet de passer
les différentes étapes de réglage, les 4 leds clignotent successivement pour indiquer
le réglage en cours :Led
1 : réglage des heures : chaque appui sur BoutonB
fait avancer l´horloge d´une heure.Led
2 : réglage des minutes : chaque appui sur BoutonB
fait avancer l´horloge de 5 minutes.Led
3 : réglage de la vitesse : les aiguilles indiquent
la vitesse, sur 12 h, la vitesse est la vitesse réelle, ensuite chaque appui sur BoutonB
fait défiler les vitesses, depuis 1 heure = 5 secondes réelles par minute (réduction
du temps au 1/12e) jusqu´à 11 heures = 55 secondes par minute (réduction
du temps au 55/60e). Sur 6 heures, la vitesse est réduite de moitié.Led
4 : sauvegarde des réglages ; chaque appui sur BoutonB
fait défiler les mémoires de 1 à 11, les aiguilles indiquant la mémoire sélectionnée.
Sur la position 12 heures, le réglage n´est pas sauvegardé (mais il reste le réglage
en cours).Le dernier appui sur le BoutonA entraîne
la sauvegarde des réglages si une mémoire a été sélectionnée, et la reprise du comptage du
temps (fonctionnement normal) avec les réglages en cours (heure, minute, vitesse).3. Appui sur
BoutonB : l´appui sur le BoutonB pendant le fonctionnement normal fait entrer
dans la fonction de rappel de réglage. Les aiguilles sont positionnées
sur 12 heures, et chaque appui sur BoutonA fait défiler les mémoires de 1 à 11.
Un nouvel appui sur BoutonB fait revenir au fonctionnement normal, avec les nouveaux réglages
si une mémoire a été sélectionnée, sans changement si la position 12 ou si la mémoire
sélectionnée est “vide”, c´est-à-dire n´a pas été chargée par une étape 4
de la fonction réglages ci-dessus. |
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| 3. Fabrication |
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C´est en fait
la partie la plus difficile de ce projet. Il y a 89 leds dans l'animation du haut de la page !
Ça en fait des choses à souder, et dans un ordre bien déterminé
(car les leds seront branchées en série et dans le sens passant).
J´ai fabriqué un prototype fonctionnel, avec seulement
deux leds par aiguille, pour vérifier la faisabilité de la chose. Le prototype est monté
sur du carton : |
| icono31-40/spidour2_schema1.png | ||
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À droite le PIC  ,
avec dessous les deux boutons. En haut à droite un 4067 (heures), au milieu le 4067 pour
les minutes.Il y a deux “couronnes” de LEDs,
rouges pour les heures, orange pour les “minutes par 5”, et au milieu les
4 leds des minutes intermédiaires.
Le câblage est fait en “wrapping light”,
une méthode permettant de “poser” des connections électriques entre les composants
avec un stylo, les différentes couches étant séparées par du ruban adhésif.
[NDLR — Une page entière, ici,
est dédiée à cette technique du wrapping léger.] Sur un schéma complet (imprimé) en
fond de page, je “tire” les fils avec un stylo, je fixe les changements de direction
avec de l´adhésif. Pour faire des couches successives, je sépare aussi par de l´adhésif.Ce système me permet de construire rapidement
des prototypes fonctionnels, sans me casser la tête sur la conception du typon. Bien entendu,
c´est plus fragile que du “dur”, mais j´ai des circuits qui tiennent
en provisoire maintenant depuis dix ans. |
| icono31-40/spidour2_schema2.png | ||
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| Le câblage complet
est donné ici ( vue côté composants) : |
| icono31-40/spidour2_schema3.png | ||
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Même ainsi, ce ne fut
pas facile, et la construction “en dur” avec circuit imprimé nécessite probablement
3 ou 4 couches, ou un paquet de “straps”.
Comme je n´ai aucun intérêt personnel
à une telle horloge, je ne vais pas me lancer dans une construction réelle, avec 3 ou
4 leds par aiguille (soit de 70 à 100 leds à câbler). Par ailleurs, je pense
que les gens vraiment intéressés ont peut-être encore d´autres idées.On peut en effet imaginer plusieurs configurations
: L´horloge est principalement composée
de deux parties, la commande (PIC et poussoirs de réglage) et
l´affichage. On peut donc imaginer une horloge en deux parties, le réglage sur
un T.C.O., et l´affichage au-dessus du réseau. Dans cette configuration, la connexion
entre les deux ensembles fait un toron de 16 fils !
[NDLR — Pour un club, l'affichage pourrait être de très
grande taille, car on peut piloter autant de leds que l'on veut, via des circuits “amplis”
très simples.] Mais on peut aussi créer quelque chose
de plus sophistiqué, avec une centrale de commande et plusieurs dispositifs d´affichage
à différents endroits du réseau (pourquoi pas au fronton de la gare ?). Dans ce cas,
j´imagine plutôt une connexion par bus I2C (il ne resterait
plus que 4 fils de liaison).On pourrait aussi y ajouter un système de
diffusion de messages d´annonce de gare, qui resterait ainsi synchronisé quelle que
soit la vitesse de l´horloge.Et en parlant d´I2C, on peut ajouter
le circuit PCF8583, horloge-calendrier, qui pourrait encore augmenter les fonctions.Bref, beaucoup de choses sont possibles...Je m´engage donc à conseiller (participer)
à une construction réelle, pour un club par exemple1, si quelqu´un veut vraiment se
lancer dans cette fabrication (2). |
| (1)
Le 16F628A est “un gros 12F675” : utilisé déjà dans Ptitrain par le montage chenillard
“Cheniyou” de Christian
Gauthier, il est le successeur désigné du fameux et vieux 16F84 omniprésent
sur le web... [retour au texte](2) Si ce n´est pas trop loin de la
région parisienne, Jidé et moi pourrons peut-être même nous rendre sur place... |
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| Psi sur un scénario de Doc Toofoo. |  | |
| N.-B. — Toutes
les photos et schémas sont © Psi et Doc Toofoo pour Ptitrain.
Spidour est un néologisme certainement
tiré de l´anglais speed hour et déposé par et réservé
pour Ptitrain. Rien à voir donc avec un Psi-dour
peut-être à venir...! | | ||
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Ptitrain
Jidé
Toofoo | |||
| Ptitrain, l´e-magazine
du train éclectique... — Directeur de la publication : Christophe Franchini.
Rédacteur en chef : Jean-Denis
Rondinet. — Rév.
17-11-2008 14:08
|
,
a
de seconde ; si on compte jusqu´à 100, on aura un intervalle exact d´une
seconde.
