Atelier électronique

Avant de découvrir le cerf-volant et la photographie aérienne, l'électronique a été un de nos principaux hobbies. Ceci explique que, après un court essai de déclenchement d'un appareil par ficelle (bonjour les noeuds avec le fil de retenue), nous sommes très vite passés à des systèmes de contrôle électroniques.

Un peu d'histoire:

  • Le temporisateur à NE555:
    Il s'agissait d'une simple minuterie construite autour du célèbre circuit monostable NE555 associé à un potentiomètre de façon à régler la temporisation entre la mise sous tension de la nacelle et la prise de vue. Ce circuit a été utilisé sur une de nos premières nacelles pour déclencher un Minox.

  • La logique câblée:
    Ce type de réalisation basé sur des circuits logiques de la famille 74HCxx a été utilisé sur la première version de la nacelle panoramique. C'est complexe à concevoir et à câbler, volumineux, difficile à configurer, bref ce principe a été abandonné rapidement au profit des microcontrôleurs.

  • Le microcontrôleur 68705P3S MOTOROLA:
    Le 68705P3S est un microcontrôleur qui a été très utilisé par les bidouilleurs en vidéo cryptée (ceci est une périphrase). Cette popularité a permis de rendre disponible à un prix très abordable les outils (assembleur, programmateur, effaceur) nécessaires à son utilisation. Ses inconvénients majeurs sont sa consommation (100mA sous 5V) et sa méthode d'effacement (15min de passage aux UV avant chaque reprogrammation).

  • Les microcontrôleurs PIC MICROCHIP:
    Le PIC16F84 est membre d'une nouvelle génération de microcontrôleurs, introduite par la société MICROCHIP en 1993. Le PIC16F84 est le composant idéal pour le bidouilleur: coût inférieur à 50F, logiciels de programmation disponibles gratuitement sur INTERNET, possibilité de monter soit même un programmateur à connecter sur PC pour moins de 40F, effacement électrique effectué par le programmateur (plus besoin d'un effaceur UV), consommation ridicule (3mA sous 3 à 6 V). Seule difficulté: il faut le programmer en langage assembleur, ce qui demande un apprentissage assez lourd, mais ensuite, il est surprenant de voir la quantité de choses qui peuvent être réalisée avec ce type de composant. Pour exemple:
    • une minuterie élaborée (voir la nacelle automate programmable).
    • une commande de servos sans utiliser de récepteur de radio-commande.
    • un décodage des ordres donnés par une télécommande de modélisme (le PIC prend la place d'un servo pour commander par exemple le déclenchement électrique d'un appareil).
    • Une liaison numérique codée.
    • Une génération vidéo de caractères (voir l'altimètre vidéo).
    • ..... Seules les idées manquent! Si vous en avez, n'hésitez pas à nous en faire part!
    De nombreux microcontroleurs plus puissants sont apparus depuis: citons les AVR d'ATMEL, les SX de SCENIX par exemple. Pour les fonctions plus complexes (voir la nacelle vidéo par exemple), nous utilisons maintenant soit les microcontroleurs MICROCHIP PIC16F87X, dont le logiciel est compatible avec le PIC16F84, soit les AVR ATMEL AT90S1200 ou AT90S2313.


Les composants clefs:
  • Les liaisons radio:
    La quasi totalité des cerf-volistes utilisent une télécommande de modéle réduit pour piloter leur nacelles. Cette solution est de loin la plus simple pour qui ne veut pas se lancer dans des réalisations électroniques complexes.
    Pour notre part, nous utilisons les modules émetteurs et récepteurs UHF apparus sur le marché il y a quelques années qui permettent de réaliser des liaisons radio numériques très fiables et compactes, même pour qui ne maîtrise pas les Hautes Fréquences (ce qui est malheureusement notre cas). Ces modules sont maintenant disponibles partout sous les marques AUREL, MIPOT ou RADIOMETRIX, à des prix raisonnables (10 à 20 euros). Associés à un microcontrôleur, ils permettent de réaliser des transmissions montantes (remplacement de la classique télécommande type modélisme) ou descendante (transmission au sol de paramètres tels que température, altitude, vitesse du vent). Seul inconvénient: ils travaillent tous à la même fréquence (433.92MHz le plus souvent ou 868.3MHz pour les plus récents), ce qui entraine un risque d'interférence avec d'autres systèmes utilisant cette même fréquence, comme les alarmes domestiques, ou les talkies-walkies 433MHz. D'autre part, après avoir essuyé pas mal de déboires avec les modules travaillant en modulation d'amplitude (nacelle devenant incontrôlable dans les zones urbanisées à partir de quelques dizaines de mètres de distance), nous conseillons fortement de n'utiliser que des modules opérant en modulation de fréquence (FM), beaucoup moins sensibles au parasitage.

  • Les afficheurs:
    Nous utilisons régulièrement des modules afficheurs alphanumériques à cristaux liquides, type 2 lignes de 16 caractères. Pilotés par un microcontrôleur ou un Basic Stamp par un bus de 6 fils, ils permettent d'afficher toutes information utile, par exemple le nombre de vues prises, la température, l'état des accus...

  • Les capteurs:
    Il permettent d'acquérir des données physiques sur la nacelle de manière à aider l'aérophotographe dans ses décisions de prise de vue. Les capteurs que nous utilisons sont les suivants:
    • Pression: utilisé pour acquérir l'altitude de la nacelle, implanté dans l'altimètre vidéo et la nacelle vidéo.
    • Température: implanté dans l'altimètre vidéo et la nacelle vidéo.
    • Anémométrique: utilisé pour acquérir la vitesse du vent au niveau de la nacelle, implanté dans l'altimètre vidéo et la nacelle vidéo.
    • Magnétique: utilisé pour acquérir la direction pointée par l'appareil photographique, implanté dans l'altimètre vidéo.
    • Position satellite (GPS): utilisé pour acquérir la position absolue de la nacelle dans l'espace, implanté dans la nacelle vidéo.
    • Accélération: utilisé pour acquérir les mouvements de la nacelle, à suivre...


  • L'incrustation de caractères dans la vidéo:
    La possibilité d'ajouter du texte sur l'image vidéo à la manière des informations apparaissant dans les viseurs de caméscope constitue un vrai plus. Ceci est possible en utilisant un circuit spécialisé dit "OSD" (On Screen Display). Le STV9426 fabriqué par ST-MICROELECTRONICS intègre dans un boîtier DIL 16 toutes les fonctions qui permettent de réaliser cette opération: il suffit d'ajouter un extracteur de synchro vidéo tel que le circuit EL4583 ELANTEC) pour pouvoir générer l'affichage reproduit sur l'image ci-contre. La programmation du STV9426 est réalisée via un bus I2C et est assez complexe, la documentation étant plutôt succinte. Le résultat est cependant à la hauteur de l'investissement, comme on peut le constater sur notre nacelle vidéo.
    incrustation vidéo
    incrustation vidéo

Les fournisseurs de composants:
Se procurer des composants à l'unité et à un prix raisonnable reste un problème pour l'électronicien amateur. Nos fournisseurs privilégiés sont les suivants, par ordre de préférence (du moins cher au plus cher):
www.kapelec.com
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