|
Module Altimètre et Télémesure à affichage par inscrustation vidéo |
|
Description Le module ALTI-OSD est un système d'instrumentation dont l'affichage est réalisé par inscrustation de caractères dans une image vidéo externe au standard PAL ou NTSC. Ce module intègre en basique les fonctions : Altimètre de haute précision conpensé en température, Voltmètre 3 voies et Compteur d'événements. En option, il peut être connecté avec des capteurs externes pour afficher la température, la direction magnétique et la vitesse du vent. Toutes les informations utiles à la construction et à la mise en oeuvre du module ALTIOSD sont données dans cette page. |
 Module ALTI-OSD |
|
Caractéristiques principales |
 Exemple d'image |
|
www.gentles.ltd.uk/gentvu/altiosd.htm |
|
Utilisation du module ALTI-OSD |
Schéma de câblage Le câblage est extrêmement simple : il suffit de connecter la sortie vidéo du module (broches n°1 et n°2) en dérivation sur le signal vidéo à incruster. Le module peut être alimenté par toute source de tension continue régulée ou non régulée comprise entre 5,5V et 12V. La consommation typique est 35mA, ce qui permet un fonctionnement de plusieurs heures avec une pile 9V type 6LR61. |
 L'appareil connecté à l'Entrée Vidéo peut être : une caméra miniature noir et blanc ou couleur, un appareil photo numérique ou la sortie vidéo composite d'un caméscope. L'appareil connecté à la Sortie Vidéo peut être : un émetteur vidéo, un moniteur LCD, un téléviseur ou un vidéo projecteur. * Une résistance de charge de 80 à 100 ohms est nécessaire lorsque l'appareil connecté sur la sortie vidéo du module ne présente pas l'impédance d'entrée normalisée de 75 ohms. Important : le capteur de pression est sensible à la lumière : pour assurer une bonne précision de la mesure d'altitude, il est nécessaire de le protéger de la lumière directe par un capot non étanche. |
Exemple d'utilisation La photo représente l'utilisation du module dans un système de transmission radio du signal vidéo issu d'un appareil photographique numérique CANON IXUS 400. |
 Une pile 9V alimente à la fois le module ALTI-OSD et un micro-émetteur 2,4GHz. La sortie vidéo de l'IXUS 400, l'entrée du micro-émetteur 2,4GHz et la sortie du module ALTI-OSD sont connectées ensemble avec un "T" vidéo RCA. L'image générée par l'IXUS 400 est affichée à distance sur un récepteur-afficheur LCD, avec indication en incrustation de l'altitude et de la tension de la pile 9V. |
Utilisation du bouton poussoir Un appui court du bouton poussoir entraîne la remise à zéro de l'altitude et du compteur d'événements. Les valeurs du zéro d'altitude et du compteur sont conservées lorsque le module est hors tension. Un appui long d'une durée supérieure à 5 secondes fait entrer dans le mode de configuration qui permet de modifier les paramètres programmables du module. |
 Exemple d'image |
Mode d'emploi du mode de configuration L'organigramme d'utilisation du mode de configuration du module ALTI-OSD est présenté ci-contre et téléchargeable ici au format imprimable PDF. La programmation est réalisée par le bouton poussoir et permet de régler 11 paramètres, parmi lesquels la langue, les unités, la position des textes et l'affichage des acquisitions optionnelles. Les paramètres modifiés sont stockés en mémoire non volatile et sont donc conservés lorsque le module est hors tension. |
 Mode d'emploi configuration |
|
| Câblage des fonctions optionnelles |
|
Compteur d'événements Le compteur est incrémenté à chaque contact entre la broche CTR et une broche GND. La broche CTR est tirée à +5V par une résistance de 27kohms. La valeur maximum du compteur est 255. Cette fonction peut être utilisée par exemple pour afficher le nombre de vues prises par un appareil photo piloté à distance. Le compteur est mis à zéro par un appui sur le bouton poussoir. La sélection de l'affichage du compteur est réalisée par le menu de configuration n° 7. |
|
|
Voltmètre 3 tensions peuvent être affichées : La gamme de mesure est de 0 à 18V. L'impédance d'entrée est 37kohms. La sélection de l'affichage de la tension V0 est réalisée par le menu de configuration n°5. Les tension V1 et V2 sont affichées automatiquement lorsqu'elles dépassent 50mV. |
|
|
Température La mesure de température nécessite l'utilisation d'un capteur externe DALLAS référence DS1820 ou DS18B20. La température est affichée en °Celcius ou en °Fahrenheit en fonction de l'unité sélectionnée (menu °4). La sélection du type de capteur (1820 ou 18B20) est réalisée par le menu n°9. |
|
|
Anémomètrie La mesure de la vitesse du vent nécessite l'utilisation d'un anémomètre rotatif externe. Le module ALTI-OSD affiche une valeur de vitesse égale à la fréquence du signal présent sur la broche ANEMO mutipliée par un coefficient GAIN ANEMO compris entre 0 et 4 km/h/Hz. Ce coefficient est réglable par le menu de configuration n°11. La mesure de fréquence est effectuée sur une durée de 1/2 seconde. La valeur maximum mesurable est 500Hz. L'entrée ANEMO est tirée au +5V par une résistance de 27kohms. Il s'agit d'une entrée de type Trigger avec un seuil bas de 1,5V et un seuil haut de 2,75V environ. Cette entrée peut être connectée par exemple à un interrupteur magnétique à lame souple (ILS) ou à un signal TTL généré par un comparateur logique. La vitesse du vent est affichée en km/h ou en mph en fonction de l'unité sélectionnée (menu n°4). |
|
|
Direction magnétique L'affichage de la direction magnétique nécessite l'utilisation du module boussole CMPS03 développé par la société Devanted Ltd (www.robot-electronics.co.uk) et distribué en France par Sélectronic ou Lextronic. Le module CMPS03 tire son alimentation +5V du module ALTI-OSD. Le module ALTI-OSD lit l'angle calculé par le CMPS03 via un bus I2C. La reconnaissance de la présence du CMPS03 est automatique. La direction magnétique est affichée en degrés. |
|
|
Bouton poussoir déporté La broche SW permet de câbler un bouton poussoir externe ayant la même fonction que le bouton poussoir intégré au module, ce qui est utile dans le cas où le module ALTI-OSD est placé dans un endroit non accessible. La broche SW est tirée au +5V par une résistance de 27Kohms. L'appui du bouton correspond à une mise à la masse de la broche SW, dont le seuil de déclenchement est 1,5V environ. |
|
|
Affichage des mesures optionnelles |
 Unité SI | 
Unité GB |
|
Brochage détaillé du module |
 Note : les broches n° 1, 3, 7,10, 15 et 17 sont connectées ensembles à l'intérieur du module |
|
Construction Le module ALTI-OSD peut être construit en 2 versions : Le brochage externe des 2 versions est identique. Toutes les informations permettant de construire ces 2 versions sont regroupées dans le tableau ci-dessous. |
Le composant critique du module ALTIOSD est le capteur de pression MS5534AP fabriqué par INTERSEMA. Il s'agit d'un micro-capteur silicium sur substrat céramique CMS, associé à un convertisseur analogique numérique et une mémoire non volatile contenant les coefficients de calibration déterminés en usine. Ce composant offre une haute précision dans une encombrement ultra réduit. La notice déconseille de le souder à la main, le risque de destruction du capteur par surchauffe étant élevé. J'ai pu toutefois câbler 5 capteurs avec un fer à souder de faible puisance à panne très fine sans constater de problème particulier. Une autre solution est de fixer le capteur avec 4 points de colle et de le câbler en soudant des fils très fins sur les billes de soudures situées sur les broches du capteur. Le MS5534AP INTERSEMA est distribué en France par SELECTRONIC. Les autres composants sont disponibles auprès des distributeurs habituels : voir l'Atelier électronique. Les fichiers CAO sont compatibles de la version Freeware du logiciel Eagle version 4.11r2 Light, disponible en téléchargement sur le site du fournisseur CADSOFT. Quelques explications techniques La génération de caractères, les calculs et le séquencement général sont réalisés par un microcontrôleur PIC16F876 cadencé à une horloge 20MHz et synchronisé sur chaque synchro ligne du signal vidéo avec une résolution de 50ns. La largeur des pixels composant un caractère alphanumérique correspond à 2 instructions du PIC, soit 400ns. Pour gérer tout cela dans un temps réel n'autorisant aucune entorse (sans quoi l'image serait immédiatement instable), le logiciel du PIC est écrit en assembleur ultra optimisé. La taille du code est 13ko. L'acquisition de la température utilise le protocole 1-Wire DALLAS, avec le mode "Parasite Power". |
|
Calcul de l'altitude La formule de calcul de l'altitude en fonction de la pression atmosphérique est : P0 = 1013 hPa s = 1 / 5.2563 A = 2.2555E-5 Le calcul effectué par le PIC16F876 utilise une approximation polynomiale du second degré valable entre 0 et 3500m. Cette formule nécessite uniquement une multiplication entière non signée 32 bits x 32 bits. H[m] =(((745 * Q) / 256 + 46597) * Q) / 65536 - 966 avec Q = 11390 - P P = pression atmosphérique en dizième de hPa |
|
Hélice KESTREL Le capteur anémométrique utilisé est un hélice de marque KESTREL. L'acquisition de la vitesse de rotation de l'hélice est réalisée par couplage magnétique. Le schéma du circuit de mise en forme du signal à destination de l'entrée ANEMO du microcontroleur est représenté ci-dessous.   Données techniques : |
|
Archive Version précédente de l'Altimètre - anémomètre vidéo construit autour du capteur de pression MPX2100 Motorola. |
|