Chenillard programmable

Introduction
1. Le principe choisi
2. Le schéma électronique
3. La liste des composants
4. Les typons
5. Les implantations des composants
6. Programmation
7. Essais et réglages
8. Quelques photos


Introduction

Le chenillard que je vous propose de réaliser peut commander 8 ampoules, et propose 128 programmes. Les programmes sont stockés dans une EPROM, et sont composés chacun de 256 pas se répétant en boucle. Je vous fournirai bien sûr un fichier contenant déjà 128 programmes variés, mais vous pourrez bien sûr le modifier comme je vous l'expliquerai dans la partie programmation.

Sa réalisation vous coûtera entre 50 et 250 francs, selon les composants que vous aurez à acheter. La fourchette de prix est large, car certains composants (dans l'alimentation notamment) font souvent partie des "fonds de tiroirs".

1. Le principe choisi

Voici le schéma de principe (alimentation non représenté) :


Comme vous le voyez c'est très simple. Les Micro Switchs permettent à l'utilisateur de sélectionner un programme tandis que le compteur balaye les 256 octets du programme.

Si vous ne savez pas comment fonctionne une EPROM, dans la partie Infos Pratiques vous trouverez une page EPROM, où le fonctionnement et l'utilisation de ces composants est expliqué en détail.

2. Le schéma électronique

J'ai choisi de diviser mon chenillard en quatre cartes, chacune ayant une fonction bien précise.

Pour éviter de pénibles et nombreuses soudures, les cartes sont reliées entre elles par une nappe pour lecteurs de disquettes 5 pouces 1/4 (vous avez sûrement ça dans un fonds de tiroir). Les connecteurs de la nappe viendront tout simplement s'enficher sur une partie prévue à cet effet sur chaque circuit imprimé.


Notez que l'alimentation est reliée à la carte principale puis est acheminée aux autres cartes par le biais de la nappe.

Voici le schéma de la carte principale :


Voici le schéma de la carte "interface utilisateur" :


L'interface utilisateur contient tous les éléments accessibles depuis l'extérieur du boîtier : les micro-switchs pour le choix du programme et des leds pour visualiser le programme. Cette carte se montera aisément derrière la face avant.

Le double potentiomètre de la carte principale sera bien sûr fixé sur la face avant.

Puisque notre montage commandera des ampoules, les leds peuvent sembler inutiles, mais un DJ voit rarement les ampoules derrière sa console de mixage et ces leds lui seront bien utiles pour contrôler ce jeu de lumière.

Voici le schéma de la carte alimentation :


Le régulateur 7812 dissipera beaucoup de chaleur; sa semelle devra être montée sur un dissipateur.

Voici le schéma de la carte puissance :


Cette carte m'a donné pas mal de fil à retordre. Les diodes 1N4001 sont indispensables, elles servent à éliminer les effets de la tension de déchet du circuit ULN2803 de la carte principale. La diode 1N4148 fait en sorte que le montage ne soit pas perturbé par les leds de l'interface utilisateur.

Notez enfin que la résistance de 68 Ohms convient pour des triacs de mauvaise qualité (lots en promotion chez Conrad !). Avec de bon triacs suffisamment sensibles, cette résistance peut être montée jusque 560 Ohms. En fait les huit résistances de 68 Ohms consomment à elles seules les trois quarts de l'énergie délivrée par l'alimentation !

Je n'ai pas utilisé d'opto-coupleurs, donc par l'intermédiaire de la carte puissance l'ensemble du montage est relié au 220V !

3. La liste des composants

CARTE PRINCIPALE :

2 Résistances de 4,7 KOhms 1/4 Watts
1 Résistance de 10 KOhms 1/4 Watts
7 Résistances de 2,2 KOhms 1/4 Watts

1 Potentiomètre double 2 * 100 KOhms

1 Condensateur chimique 6,8 f 16 Volts
1 Condensateur "drapeau" 100 nf 400 Volts
1 Condensateur "drapeau" 220 nf 400 Volts

1 Circuit intégré NE555
1 Circuit intégré CD4040
1 Circuit intégré ULN2803
1 EPROM 27c256
1 Support 28 borches pour l'EPROM

INTERFACE UTILISATEUR :

8 Résistances de 470 KOhms 1/4 Watts
8 Leds (couleur au choix - If = 20 mA)
1 Bloc de 7 Micro-Switchs

CARTE ALIMENTATION :

1 Transformateur 220V/15V puissance 24 V.A.
1 Condensateur chimique 3300 f 35 V
3 Condensateurs "drapeau" 100 nf 400 V
1 Pont de diodes 2 A 50 V
2 Diodes 1N4001

1 Régulateur 7812
1 Régulateur 7805
1 Radiateur

CARTE PUISSANCE :

8 Résistances de 68 Ohms 3 Watts (jusque 560 Ohms selon les triacs)
8 Résistances de 2,2 KOhms 1/4 Watts
8 Ampoules 220 V 60 Watts avec douilles

8 Diodes 1N4148
2 Diodes 1N4001
8 Transistors 2N2222
8 TRIACS 400V 4A

Procurez-vous les composants avant de réaliser les circuits imprimés ! Vous aurez peut être à modifier le tracé des typons.

4. Les typons


Remarque: vous constaterez que les typons et les schémas d'implantation ne sont pas inversés; donc, il faudra placer le typon face non-imprimée contre la vitre de l'insoleuse (si cela n'est pas clair dans votre esprit, je vous invite à consulter le paragraphe sur l'insolation de la page sur la fabrication de CIs).

Cliquez ici pour télécharger les typons du chenillard, pour le logiciel Quickroute 3.6 lite, disponible dans les disquettes et CD-rom accompagnant la revue Electronique Pratique.

Voici le typon de la carte principale :


Voici le typon de l'interface utilisateur :


Vous remarquerez la partie prévue pour accueillir le connecteur encartable de la nappe sur les deux précédants typons. Les parties en rouge sont à évider avec une petite meule (notez l'encoche faisant office de détrompeur).

Voici le typon de la carte alimentation :


Je ne vous donne pas de typon pour la carte puissance, car j'ai réalisé celle-ci sur des barrettes à cosses. Néanmoins pour que vous puissiez en faire un, je vous donne le " brochage " du connecteur de la nappe, qui je le rappelle est une nappe pour lecteurs 5 pouces 1/4.


5. Les implantations des composants

Voici l'implantation des composants de la carte principale :


Attention ! Un strap passe au dessus du support de l'eprom.

Voici l'implantation des composants de l'interface utilisateur :


Notez que j'ai prévu deux pastilles supplémentaires pour le bloc de Micro-Switchs, ce qui vous permettra d'utiliser un modèle 8 Switch plus courant.

Les parties en violet sont à évider avec une petite meule (notez l'encoche faisant office de détrompeur).

Voici l'implantation des composants de la carte alimentation :


6. Programmation

Cliquez ici pour télécharger un fichier contenant déjà 128 programmes pour le chenillard. Décompressez le ZIP et vous obtiendrez un fichier au format binaire. Ce fichier est donc à graver directement dans l'EPROM.

Si vous désirez créer vos propres programmes, modifiez ce fichier. Pour ce faire utilisez mon éditeur hexadécimal ED 27 BLOC, décrit dans la rubrique freeware de mon site (n'oubliez pas de télécharger le pack de DLL).

Les 256 premiers octets (de &h0000 à &h00ff) correspondent au premier programme. Les 256 suivants (de &h0100 à &h01FF) correspondent au deuxième programme et ainsi de suite.

Avec "ED 27 BLOC", choisissez "27c256" et "128 blocs de 256 octets". Ainsi chaque bloc correspondra à un programme.

Notez enfin que vous trouverez sur mon site tous les plans pour réaliser un programmateur d'eproms avec les logiciels (freeware) qui vont avec.

7. Essais et réglages

Avant de faire les tests qui vont suivre, inspectez soigneusement chaque carte pour vérifier qu'il n'y a aucun court circuit entre deux pistes, et qu'aucune piste n'est coupée. Vérifiez aussi que vous avez soudé les composants au bon endroit et dans le bon sens.

Commencez par tester l'alimentation. Raccordez-la au secteur et vérifiez que l'on a bien le +5V et le +12V. Ensuite, il faut vérifier si l'alimentation tien la charge. Pour ce faire, réalisez le petit câblage suivant :


Laissez fonctionner pendant cinq minutes en surveillant la température des régulateurs au toucher. Ils peuvent chauffer mais ne doivent pas êtres brûlants; si tel est le cas, il faut les munir d'un radiateur plus grand.

Une fois l'alimentation vérifiée, nous allons tester l'ensemble du chenillard mais pour l'instant sans la carte puissance.

Reliez l'alimentation à la carte principale et raccordez l'interface utilisateur à la carte principale avec la nappe. Mettez le montage sous tension. Vous devez voir les Leds de l'interface utilisateur s'animer ! Avec le fichier que j'ai écrit, lorsque tous les MircoSwitchs sont sur "ON", vous devez voir chaque led s'allumer l'une après l'autre comme ci-dessous :


Nous allons tester la carte puissance SEULE (non reliée aux autres cartes). Vous aurez besoin pour ce test d'une source de tension de 12V environ. Prenez 3 piles de 4,5V en série.

Raccordez la carte puissance à la source de 12V, aux ampoules et au 220V.

La carte doit se comporter ainsi :
SX "en l'air" -> ampoule éteinte
SX relié au 0V -> ampoule allumée

Ne reliez pas SX à +12V !

Une fois tous les tests passés avec succès, vous pouvez relier toutes les cartes entre elles et vérifier une dernière fois que tout fonctionne.

Avec des ampoules de 60 Watts, le montage peut consommer jusque 500 Watts (8 * 60W + 20W pour l'alim). Il est prudent d'intercaler un fusible de 3 Ampères entre le 220 V et l'interrupteur marche/arrêt.

Notez enfin que si la carte puissance ne reçoit plus le +12V, les ampoules ne s'allumeront pas. J'ai ainsi rajouter un interrupteur qui prive la carte puissance du +12V, ce qui me permet de choisir et de visualiser un programme sur l'interface utilisateur pour ensuite allumer les lampes au bon moment.

8. Quelques photos

Voici quelques photos de mon chenillard :

Je lai réalisé en contre plaqué, la partie derrière les ampoules a été peinte en noir :



A larrière et dessus se trouvent des trous daération pour les cartes électroniques :



Les cartes électroniques sont logées dans la partie supérieure, les commandes accessibles en face avant :