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Gifs_animes_Signes_Avatars/Spirou.gifProgrammes - Feux tricolores de carrefour

Ce petit montage électronique sans prétention, à base de PICAXE 08M2, est destiné à commander des feux tricolores de carrefour routier.

Il trouvera sa place sur un réseau de trains miniatures et constituera une animation sympa pour un coût de revient parfaitement raisonnable.

 

Le montage présenté ci-dessous fonctionne sans reproche depuis 2 ans déjà sur un ensemble "CarSystem" de mon camarade de club, Alain.

 

 


Schéma

Le PICAXE 08M2 dispose de 4 sorties et nous devons piloter 6 LED (en réalité 12 LED groupées par paire).

Une petite astuce très simple va nous permettre de résoudre ce problème :

 

 05/01/2018 - correction du schéma

Ceux qui ont réalisé ce projet sans utiliser la platine intermédiaire ci-dessous – en se basant uniquement sur l'ancien schéma – on pu constater que les feux NORD-SUD ne fonctionnaient pas correctement.

Ce n'est pas le programme qui est en cause, mais le schéma :

L'ancien schéma reliait « C4 » entre jaune et vert, et « C2 » entre rouge et jaune (image ci-contre).

 

Merci à mes camarades Alain et Jacques de m'avoir signalé cette erreur.

Amis modélistes, acceptez mes excuses.

Feux_de_Carrefour_sch_1a.png

 

 

 

 Nouveau schéma - 05/01/2018

Feux_de_Carrefour_sch_1.png

CLIC sur le schéma pour l'ouvrir dans une nouvelle fenêtre.
Ceci vous permettra de passer du texte au schéma plus facilement.

(Schéma DesignSpark)

 

 

Considérons par exemple le groupe de feux EST-OUEST :

Les LED rouge (LED2 et LED10), orange (LED4 et LED11) et verte (LED6 et LED12) sont montées en série entre V+ et la masse.

Chaque LED est associée à sa résistance de limitation de 560 Ohms.
(OK ! on peut utiliser une seule résistance de 330 Ohms par paire de LED)

 

Dans ces conditions et sous une tension d'alimentation de 5 Volts aucune d'elle ne s'allume : en effet, la somme des tensions de seuils de 3 LED's en série est supérieure à 5 Volts.

 

L'idée consiste alors à utiliser les sorties C0 et C1 pour "ponter" les LED qui doivent rester éteintes, de façon que seule la paire de LED qui doit fonctionner soit connectée entre le 0 Volts et le +5 Volts.

 

N.B. on peut aussi considérer que les sorties C0 et/ou C1, suivant qu'elles sont actives (H = High = V+) ou inactives (L = Low = 0 Volts), connectent les LED concernées entre V+ = +5V et la masse.

 

Exemples :

  • C1 = inactivée (Low) ET C0 = inactivée (Low)
    LED2 et LED10 sont directement connectées à la masse à travers leur résistance de limitation.
    Les LED 4, 6, 11 et 12 sont éteintes, puisqu'elles sont connectées entre la masse... et la masse.

  • C1 = inactivée (Low) ET C0 = activée (High)
    LED4 et LED11 sont connectées entre le +5V (par C0 = High) et la masse (par C1 = Low), à travers leur résistance de limitation. Elle s'allument.
    Les autres LED sont court-circuitées donc ne s'allument pas.

  • C1 = activée (High) ET C0 = activée (High)
    LED6 et LED12 sont directement connectées au +5V à travers leur résistance de limitation.

    Les LED 2, 4, 10 et 11 sont éteintes, puisqu'elles sont connectées entre lé +5V... et le +5V.

 

 

De la même façon, C2 et C4 vont piloter les feux NORD-SUD.

 

 

Séquence d'allumage des feux pour circulation alternée nord-sud puis est-ouest

(Si on envisage une circulation des 4 voies l'une après l'autre, la table d'allumage serait différente et un tantinet plus complexe. Le PICAXE 08M2 ne pourrait pas convenir dans ce cas là parce que les 12 LED doivent pouvoir être allumées indépendamment. Pour cela il serait nécessaire de disposer d'au moins 8 sorties et il faudrait s'orienter vers un 18M2 ou un 20M2).

Le cas qui est traité ici est bien plus simple :

                                                             Nouveau schéma - 05/01/2018 

TABLE D'ALLUMAGE DES FEUX

Rappel du schéma

Feux_de_Carrefour_sch_1.png

(Schéma DesignSpark)

Durée (secondes) 15 5 3 15 5 3
Feux nord-sud V1 J1 R1 R1 R1 R1
C4 H H L L L L
C2 H L L L L L
Feux est-ouest R2 R2 R2 V2 J2 R2
C1 L L L H L L
C0 L L L H H L
LED nord-sud 5 et 9 3 et 8 1 et 7 1 et 7 1 et 7 1 et 7
LED est-ouest 2 et 10 2 et 10 2 et 10 6 et 12 4 et 11 2 et 10


C0 = L (Low) signifie CO désactivée, càd C0 = 0 Volts
C4 = H (High) signifie C4 activée, càd C4 = +V (4,5 V ou 5 V)
Vx, Jx, Rx représentent les LED Rouges, Jaunes et Vertes.

 

 

 

Programme LOGICATOR

Il est extrêmement simple.

 

LOGICATOR_Feux_tricolores.png

La séquence d'allumage des feux comporte six phases : vert / orange / rouge pour chaque sens de circulation.

 

Le programme comporte donc six instructions "SORTIES" suivies des instructions de temporisations correspondantes :
("Attendre xx" secondes).

 

Les instructions "SORTIES" ont été nommées en fonction des feux actifs, conformément au tableau ci-dessus.

 

Pour modifier le cadencement des feux, il suffit de modifier les temporisations.



 

 

 

 

Petite video en accéléré :

 

 

Chaque instruction "SORTIE" décrit en une seule fois l'état des quatre sorties C0, C1, C2 et C4 pour chacune des six phases.

 

Ci-contre l'exemple de la première phase qui allume :

  • V1 = vert nord-sud => C2 et C4 = H
  • R2 = rouge est-ouest => C0 et C1 = L
Instruction_feux_de_carrefour.png

 

Voici les 6 paramétrages des 6 instructions de sorties :

Feux_tricolores_V1_R2.png Feux_tricolores_J1_R2.png Feux_tricolores_R1_R2.png
Feux_tricolores_R1_V2.png Feux_tricolores_R1_J2.png Feux_tricolores_R1_R2.png

 

 

Programme BLOCKLY

BLOCKLY_CAPTURE_FeuxCarrefour.png

 

 

 

Téléchargements


Ensuite, télécharger le programme BLOCKLY ICI
ou :
télécharger le fichier « .zip » du programme LOGICATOR : ICI

 

 

Les circuits imprimés

On utilise le circuit imprimé décrit ici : "Circuit universel pour PICAXE 08M2" :

 

 

PCB_UNIVERSEL_08M2_V23_0.png

PICAXE_Feux_tricolores.png

Vue côté composants

Implantation.
Les bornes 0V et +5V (bleues et rouges) sont doublées.
Elles permettent d'alimenter la platine intermédiaire sur laquelle sont connectées les LED.

 

 

Le câblage des LED est reporté sur une petite platine didactique intermédiaire spécifique :

En pratique on alimente chaque paire de LED par une seule résistance de 330 Ohms au lieu de 2 résistances individuelles de 560 Ohms,
ce qui simplifie le circuit imprimé.

Platine_feux_tricolores_CMS2.png

Feux_tricolores_platine_CMS_2.png Feux_de_Carrefou_Plaquette_C.png

Vue côté cuivre

Dimensions : 51 x 49,5 mm

Fichier DESIGNSPARK

Fichier PDF

Implantation des composants
(vue côté cuivre)

Les connecteurs repérés C0, C1, C2 et C4 sont reliés aux sorties C0, C1, C2 et C4 du circuit PICAXE.

L'alimentation 5V est prise aussi sur le circuit du PICAXE.

Implantation des composants
(vue côté connecteurs)

Attention !
Les résistances CMS sont vues côté connecteurs mais doivent être soudées côté cuivre.

 

 

 

Cette platine didactique intermédiaire a été conçue comme une platine de démonstration et de test.

  • pour la démonstration les LED sont soudées directement sur la platine.
     
  • pour une installation réelle sur un réseau les LED seront bien sûr installées dans les signaux et câblées avec des fils fins sur cette platine intermédiaire, ou avec des connecteurs de type « wrapping ».

 

Pour des questions de taille du circuit imprimé j'ai pris l'option d'utiliser des résistances CMS.

Cependant les pastilles rectangulaires peuvent être percées pour monter des résistances 1/4 Watt en position debout.

 

Remarques :

Certes, le circuit "universel" du PICAXE est très sous-utilisé.

La disposition en deux circuits séparés présente pourtant quelques avantages :

  • le circuit universel comme son nom l'indique permet de câbler et de programmer très rapidement presque toutes les applications à base de PICAXE 08M2 qui actionnent des LED, des relais ou des servo-moteurs,
  • la petite platine intermédiaire est utilisée soit en platine d'essai, soit pour le câblage définitif,
  • cette platine peut être installée au plus près des feux du carrefour, alors que le PCB du PICAXE est installé dans un endroit plus accessible. 

Si votre intention est de monter plusieurs circuits de ce type, rien n'empêche malgré tout d'envisager la création d'un circuit spécifique qui réunit les deux PCB décrits ci-dessus.

 

 

Remarques concernant les résistances associées aux LED's

Avec des résistances de 330 Ohms, le courant s'établit aux environs de 10 mA dans chaque paire de LED éclairées.

Ceci constitue la limite supérieure du courant acceptable pour chaque sortie du PICAXE (voir notice du constructeur).

 

Les LED de dernière technologie sont très lumineuses.
Sous un courant de 5 mA elles émettent beaucoup de lumière. Beaucoup trop dans le cas de l'application ci-dessus.

En fonction du modèle de LED utilisé il est donc préférable de réduire le niveau lumineux pour obtenir un meilleur réalisme : un feu de carrefour n'est pas un phare éclairant. Il doit juste être vu.

 

Suivant le cas je vous conseille donc de remplacer les 330 Ohms par des résistances de 820 Ohms à 1k2, voir plus.

 

 

Petit complément

(CLIC sur les images pour les agrandir)

La platine décrite ci-dessus, destinée au câblage des LED, peut être remplacée par le petit circuit ci-dessous.

Ce circuit peut d'ailleurs être transposé très simplement pour être réalisé en bakélite pré-percée à bandes.

Pour un ou deux exemplaires, c'est peut-être plus rapide et moins coûteux que la fabrication d'un circuit imprimé.

 

Feux_tricolores_12.png

Sur l'image ci-dessus la piste « (-) », tout à gauche, est interrompue (quatrième coupure).

 

 

Feux_Carrefour_Plaquette_Veroboard_Nord.png   Feux_Carrefour_Plaquette_Veroboard_Sud.png   Feux_Carrefour_Plaquette_Veroboard_Est.png   Feux_Carrefour_Plaquette_Veroboard_Ouest.png

Trois ponts sont nécessaires pour la distribution du « 0 Volt » (en bleu).

Remarquer aussi les quatre coupures.

(Clic sur les images pour agrandir).

 

Si vous tenez absolument à graver un PCB...

De gauche à droite, les bornes
sont dans l'ordre
C0 ; C4 ; C1 ; C2

Feux_Carrefour_DS_PCB.png

Seule C0 est repérée.

Feu_Carrefour_PCB_2.png

Feux_de_Carrefour_Plaquette.png

(version didactique)

 

Feux_de_Carrefour_Plaquette_B.png

(version avec connecteurs)

Fichier DESIGNSPARK

Fichier Fritzing

Implantation 3D
dessinée avec AutoTRAX

 

 

 

Note 1 :

Les bornes C0 ; C4 ; C1 ; C2 sont dans le même ordre que sur la plaquette Veroboard.

Seule la borne C0 est repérée.

 

Note 2 :

Sur cette plaquette, on n'utilise qu'une seule résistance pour chaque paire de LED.

En conséquence la valeur de ces résistance est ramenée à 330 ohms, au lieu de 560 (ou 1K au lieu de 2K2 – par exemple – si vous utilisez des valeurs différentes de celle du schéma ci-dessus pour des raisons d'ajustage de la luminosité des LED).

 

Note 3 :

La vue de l'implantation montre les LED, soudées sur le PCB.

Bien évidemment les LED seront en réalité installées dans les 4 poteaux du carrefour.

Ce sont leurs connexions respectives qui sont soudées à ces emplacements.

 

 

Note 4 :

Le PCB reproduit à l'identique la plaquette Veroboard, sauf pour ce qui concerne le connecteur d'alimentation : le « +5V » et le « 0V » ne sont pas dans le même ordre. Attention donc, si vous avez réalisé un proto en Veroboard avant de fabriquer un PCB.
Que ce soit sur l'un ou l'autre circuit, pensez à repérer le « +5V » avec un petit coup de feutre rouge indélébile.

 

 

 

Looney_tunes.png

That's all Folk's


Date de création : 30/06/2013 - 23:58
Dernière modification : 16/01/2018 - 14:40
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