'VAZI' :
la carte UC/Vidéo 
Téléchargement
schéma / typon / logiciel
Description
des fonctions de la carte :
La carte est prévue pour
s'alimenter à partir de 12 ou de 24V ( selon version )
Dialogue sur le bus ( voir architecture
générale ) avec la console de pilotage
Gestion de 1 à 4 caissons vidéo
avec pour chacun :
- une alimentation (12 ou 24V selon la
tension d'alimentation de la carte UC )
- une entrée détection de
voie d'eau
- une sortie PWM permettant ( via un
petit interface dans le caisson vidéo ) la commande de fonctions
telles que zoom , focus , rotation caméra , ...
( avec , pour la version logicielle actuelle , un maximum de
5 commandes pour l'ensemble des 4 caissons )
la carte permet la sélection d'une de ces vidéos
parmi les quatre et son envoi sur l'ombilical en mode
différentiel ( voir
détail du montage )
La carte fournit également 4 sorties PWM
permettant la commande directe de servos de radiocommande ou de
variateurs de vitesse type modélisme. Dans le projet 'Vazi'
nous utiliserons 3 de ces sorties pour la commande des 3
moteurs ( droit , gauche et vertical ).
La carte dispose également
d'entrées/sorties permettant la commande d'un moteur pas
à pas ( direction , sens , 2 fin de course et un neutre ). Cette
fonction est destinée à la commande d'un berceau
pivotant pour les caméras , dans
le projet 'Vazi' cette fonction ne sera pas utilisée ( dans un
premier temps ! )
Enfin la carte dispose de deux sorties
opto-isolées destinées à la commande de deux
groupes de phares.
Pour les essais, la carte dispose d'une Led
permettant de visualiser son fonctionnement : clignotement lent si elle
ne reçoit pas de commande et petite impulsion lors de la réception
de celles-ci.
Vue
de la carte prototype
Quelques remarques sur le proto :
Certains connecteurs ont été remplacés par de
simples barrettes sécables ( en vert ) pour des problèmes
de disponibilité. Normalement tous les connecteurs sont du type
'MINI KK' de chez Molex ( en blanc sur la photo ).
D'autre part , tous les composants ont été montés
sur supports ce qui ne se justifie pas pour la version finale.
Caractéristiques
:
Dimensions : 60x100 mm
Hauteur maxi : 20 mm
4 trous de fixation diam 3,2mm , entraxe 52 x 92 mm
Consommation : 90 mA en fonctionnement normal ( sans alimenter la
ou les caméras )
Poids : petit !
Description
du fonctionnement :
Avant tout, une remarque sur le choix des condensateurs :
Sur le schéma et la liste du matériel, on
s'aperçoit que les condensateurs de 'fortes' valeurs sont tous
des modèles 'tantale goutte' : Ce choix est motivé par le
fait que
la carte a été conçue pour être
montée en équipression. Dans cette hypothèse les
condensateurs les plus tolérants à ce traitement sont les
'tantale goutte'. Pour une utilisation en enceinte
étanche il peuvent sans problème être
remplacés par des condensateurs électrolytiques ( moins
chers ! )
Alimentation :
Ce sous ensemble regroupe : P1 , D1,C6,C7 et U10 |
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Il fournit du 5V régulé au microcontroleur et
aux
différents circuits logiques de la carte. La faible consommation
de la carte a permis de choisir pour U10 un 78L05 ( en boîtier
TO92 ) tout en conservant une dissipation thermique raisonnable. D1 est
là
pour les étourdis ! ( protège contre les
inversions de polarité ).
Microcontrolleur et Entrées/Sorties :
Ce sous ensemble regroupe U7,U3 et leurs composants
associés.
Le microcontroleur utilisé est un PIC 16F628 de
microchip , un modèle assez répandu aujourd'hui et peu
coûteux.
Le PIC utilise un quartz afin d'avoir une fréquence
d'horloge précise , nécessaire pour les fonctions de
dialogue sur le bus et de génération des signaux PWM.
Nota : non , vous ne voyez pas double ! ,
sur le schéma il y a bien deux quartz ???
et non ...
... il ne s'agit pas de faire un quartz de 8MHz ( 2x4 ! ) ??? |
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Bien évidemment , un seul des deux est nécessaire ! ,
il s'agit simplement de pouvoir monter deux types de quartz :
- soit un quartz 'standard' en boîtier type HC18
- soit un quartz CMS ( boîtier en résine type ... )
dans le cas d'une utilisation en équipression.
... Reprenons nos esprits : 
le microcontroleur est associé à U3 ( 74HC151 )
qui n'est autre qu'un multiplexeur ( un aiguillage quoi ! ) qui permet
de diriger vers une seule entrée du micro ( RA5 ) une des
8 ( seulement 7 utilisées ) entrées du circuit ,
le choix de l'entrée se fait par l'intermédiaire des
sorties sel0 à sel2.
Ce petit coup de pouce permet au PIC de lire l'état des
capteurs de présence d'eau des 4 caissons vidéo ainsi que
les fin de course liés à la commande du moteur pas
à pas.
Interface bus :
Ce sous ensemble gravite autour de U6 et appelle peu de
commentaires. |
|
U6 est simplement un interface entre les niveaux logiques
utilisés par le PIC et le bus RS485 ( différentiel
). La majeure partie du temps il fonctionne en
mode réception , lorsqu'une trame correcte est reçue par
la carte , le PIC le fait passer en émission ( sortie RB0 )
afin de pouvoir envoyer la réponse sur le bus.
Le cavalier JP1 permet de mettre en service une résistance
de terminaison de bus. Cette fonction doit être utilisée
sur une seule des cartes de l'engin ( si celui ci en comporte
plusieurs )
Génération des signaux PWM
Ce sous ensemble est construit autour de U1 et ses composants
périphériques.
En fait la génération ( à proprement
parler ) de ces impulsions est réalisée par le PIC (
grâce à un mode de fonctionnement particulier de ses
timers ) et U1 est seulement utilisé pour extraire
certaines de ces impulsions.
Faisons tout d'abord les présentations :
- à ma droite : vous ! lecteur attentif et passionné
! ( si si ! )
- à ma gauche : U1 et ses potes !
U1 est ce que l'on appelle un compteur 'Johnson' , en effet il
compte de façon un peu particulière ( par rapport aux
compteurs binaires ou décimaux ).Un compteur binaire (
ou décimal ) présentera sur ses
sorties ( codée en base deux ) sa valeur courante , valeur
qui changera à chaque impulsion d'horloge. Dans le cas du compteur
Johnson , chaque sortie représente une valeur ,
ainsi à chaque impulsion d'horloge la sortie courante est
dévalidée et la suivante est activée.
Pour plus de détails , voir chronogramme ci dessous :
En choisissant judicieusement le signal d'horloge on peut donc
faire apparaître sur chaque sortie un créneau de largeur
différente.Dernière petite astuce , le premier
créneau
d'un train d'impulsion est plus large que les autres. Il permet
donc , via le monostable constitué par C13 et R7 , d'effectuer
un reset sur le compteur et donc d'assurer que chaque
impulsion sortira bien toujours sur la même sortie du
4017.
Bref ,
grâce à une pincée de composants et une
programmation pertinente du PIC ce compteur nous permet d'extraire les
impulsion PWM générées par le micro sur chacune de
ses sorties.
Sur la carte nous avons fait le choix de n'extraire que 4 des
impulsions PWM , ces impulsions se retrouvent sur le connecteur P9 et
sont
directement exploitables par des servos de radiocommande ou
des variateurs de vitesse type
modélisme. Les autres impulsions ( non extraites par ce
décodeur ) sont disponibles sur la sortie 'spwm' disponible pour
chacun des caissons vidéo. Dans ce cas un petit module
décodeur externe doit être utilisé pour
sélectionner l'impulsion désirée ( c'est une
option que nous utiliserons plus tard )
Commande des phares :
Il s'agit du groupe U9 , R18 et R19 |
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Peu de choses à dire , il s'agit simplement d'isoler
galvaniquement la commande ( coté PIC ) de la puissance ( phares
). Attention : les transistors de sortie de U9 ne sont pas
prévus pour attaquer directement des phares ( maxi 55V / 150mA )
, il faut à minima appeler un transistor de puissance à
la rescousse ( nous y reviendrons plus tard ! ).
Selection Vidéo
le rôle principal est assuré par U2
il s'agit essentiellement d'un ensemble de commutateurs
analogiques que le PIC peut commander à sa guise. En fonction de
ce choix le signal arrivant d'un des caissons vidéo
est dirigé vers notre montage favori d'attaque du bus
vidéo ( voir
description
)
On remarque que ce sous ensemble est doté de sa propre
alimentation en la personne de U11 :
convertisseur 24 /+-5V ou 12 /+-5V selon la version choisie.
Mise
à jour de cette page : 15 Mars 2006
