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AYADA MyriamJIMENEZ Nicolas

Comment créer des millions de couleurs à l'aide deComment créer des millions de couleurs à l'aide de

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Qu’est ce qu’une DEL ?Qu’est ce qu’une DEL ?

DEL est l’acronyme de DEL est l’acronyme de DDiode iode ÉÉlectrolectroLLuminescenteuminescente

Les DEL émettent une Les DEL émettent une lumièrelumière monochromatiquemonochromatique, à , à l’exception des DEL blanchesl’exception des DEL blanches

Les DEL Les DEL dede couleurcouleur ont des rendements élevés : les DEL ont des rendements élevés : les DEL blanches ont un rendement tout juste supérieur aux ampoules blanches ont un rendement tout juste supérieur aux ampoules classiquesclassiques

Qu’est ce que la couleur ?Qu’est ce que la couleur ?

Il ne s’agit que d’une Il ne s’agit que d’une sensationsensation visuellevisuelle : la couleur n’existe : la couleur n’existe qu’à travers notre cerveauqu’à travers notre cerveau

Là où il n'y a pas de Là où il n'y a pas de lumièrelumière,, il n'y a pas de il n'y a pas de couleur couleur : c’est la : c’est la sensibilité de notre oeil à la lumière qui nous permet de voir la sensibilité de notre oeil à la lumière qui nous permet de voir la couleurcouleur

La longueur d’ondeLa longueur d’onde

La La longueur d'ondelongueur d'onde est l'équivalent spatial de la période est l'équivalent spatial de la période temporelle. Pour la lumière, elle est généralement donnée en temporelle. Pour la lumière, elle est généralement donnée en nanomètres nanomètres (nm) et est notée λ.(nm) et est notée λ.

Longueur d'onde des couleurs primaires (Longueur d'onde des couleurs primaires (synthèse additivesynthèse additive) ) ::

RRougeouge : λ = 650 - 780 nm: λ = 650 - 780 nm VVertert : λ = 500 – 560 nm: λ = 500 – 560 nm BleuBleu : λ = 440 – 500 nm: λ = 440 – 500 nm

La synthèse additiveLa synthèse additive

Il est possible d'obtenir l'ensemble des couleurs par le Il est possible d'obtenir l'ensemble des couleurs par le mélange des trois couleurs primaires (mélange des trois couleurs primaires (synthèsesynthèse additiveadditive) : ) : rouge, vert et bleurouge, vert et bleu

Avec des DEL, la couleur se mélange selon le Avec des DEL, la couleur se mélange selon le principeprincipe d'additivitéd'additivité desdes couleurs couleurs : on additionne les longueurs d’onde : on additionne les longueurs d’onde afin de connaître la couleur forméeafin de connaître la couleur formée

L'L'intensité lumineuseintensité lumineuse est une mesure de l'éclat perçu par est une mesure de l'éclat perçu par l'œil humain d'une source lumineuse. L'unité SI de l'intensité l'œil humain d'une source lumineuse. L'unité SI de l'intensité lumineuse est lumineuse est lala candelacandela (cd). (cd).

LaLa luminanceluminance est l'intensité (lumineuse) d'une source de est l'intensité (lumineuse) d'une source de lumière visible dans une direction donnée, divisée par l'aire lumière visible dans une direction donnée, divisée par l'aire apparente de cette source dans cette même direction. L'unité apparente de cette source dans cette même direction. L'unité SI de la luminance est SI de la luminance est la la candela par mètre carrécandela par mètre carré ((cd/m²).cd/m²).

Le Le flux lumineuxflux lumineux est la grandeur visuelle qui correspond à la est la grandeur visuelle qui correspond à la puissance lumineuse émise par une source. L'unité SI du flux puissance lumineuse émise par une source. L'unité SI du flux lumineux est lumineux est le le lumenlumen (lm).(lm).

L'L'éclairement lumineuxéclairement lumineux correspond à un flux lumineux reçu correspond à un flux lumineux reçu par unité de surface. L'unité SI de l'éclairement lumineux, par unité de surface. L'unité SI de l'éclairement lumineux, le le luxlux (lx), correspond à un flux lumineux de 1 lumen (lm) couvrant (lx), correspond à un flux lumineux de 1 lumen (lm) couvrant uniformément une surface de 1 mètre carré (m²).uniformément une surface de 1 mètre carré (m²).

L'L'efficacité lumineuseefficacité lumineuse d'un rayonnement se définit par le d'un rayonnement se définit par le rapport entre son flux lumineux et son flux énergétique. L'unité SI rapport entre son flux lumineux et son flux énergétique. L'unité SI de l'efficacité lumineuse est de l'efficacité lumineuse est le le lumen par wattlumen par watt (lm/W).(lm/W).

RemarqueRemarque : : Flux énergétique :Flux énergétique : Grandeur qui définit la quantité d'énergie traversant une Grandeur qui définit la quantité d'énergie traversant une surface par unité de temps. On le note P et s’exprime en Watts (W).surface par unité de temps. On le note P et s’exprime en Watts (W).

Il est nécessaire de faire varier l’Il est nécessaire de faire varier l’éclairement lumineuxéclairement lumineux. Pour . Pour çela, il est possible de :çela, il est possible de :

• Modifier la valeur de la Modifier la valeur de la résistancerésistance : simple, mais : simple, mais difficilement automatisabledifficilement automatisable

• Modifier la valeur de la Modifier la valeur de la tensiontension : un peu plus complexe, : un peu plus complexe, mais grâce à un mais grâce à un microcontrôleurmicrocontrôleur, cette solution devient , cette solution devient facilement automatisablefacilement automatisable

Nous avons donc choisi de faire varier la tension, grâce à la Nous avons donc choisi de faire varier la tension, grâce à la MModulation de la odulation de la LLargeur d’argeur d’IImpulsion (mpulsion (MLIMLI))

Modulation de la largeur d'impulsion Modulation de la largeur d'impulsion : il s'agit de : il s'agit de faire varier le temps de l'état haut (ou bas) sans faire varier le temps de l'état haut (ou bas) sans modifier la période. Dans le cas d'une DEL, seule la modifier la période. Dans le cas d'une DEL, seule la valeur moyenne valeur moyenne du signal compte.du signal compte.

1. Th est très court : l’éclairement sera faible. Th/T = 1/10.

2. La DEL aura un éclairement moyen : Th/T= 1/2.

3. La DEL aura un éclairement fort : Th/T= 9/10.

Nous avons commencé par mesurer l’Nous avons commencé par mesurer l’éclairement lumineux éclairement lumineux des DEL, grâce au des DEL, grâce au luxmètreluxmètre fabriqué lors des premières fabriqué lors des premières séancesséances

Les DEL ont des éclairements différents : à tensions égales, Les DEL ont des éclairements différents : à tensions égales, la la et bleueet bleue domine la domine la verteverte, qui domine elle même la rouge, qui domine elle même la rouge

Les premiers tests ont été réalisés avec des Les premiers tests ont été réalisés avec des GBFGBF, qui , qui permettent de moduler le permettent de moduler le rapport cycliquerapport cyclique

La question du La question du designdesign et du et du boîtierboîtier est primordiale : le CdCF est primordiale : le CdCF impose d’avoir un produit présentableimpose d’avoir un produit présentable

La lumière se mélange mieux à travers un La lumière se mélange mieux à travers un filtrefiltre : celui-ci est : celui-ci est constitué de constitué de deuxdeux épaisseurs épaisseurs de papier calque espacées de de papier calque espacées de plus ou moins 6 cmplus ou moins 6 cm

La carte microcontrôleur doit pouvoir se loger dans le boitierLa carte microcontrôleur doit pouvoir se loger dans le boitier

Les perçages doivent respecter les Les perçages doivent respecter les dimensions pour la pose des boutons, dimensions pour la pose des boutons, des vis d’assemblages, du circuit des vis d’assemblages, du circuit avec les LEDavec les LED

Le boîtier doit s’adapter aux Le boîtier doit s’adapter aux dimensions de la carte ControlBoydimensions de la carte ControlBoy

Voici le boîtier tel que nous avons Voici le boîtier tel que nous avons décidé de le réaliser : il répond décidé de le réaliser : il répond aux contraintes du CdCF et est aux contraintes du CdCF et est réalisableréalisable

Le montage Le montage est le suivant:est le suivant:

Il y a en réalité Il y a en réalité six six interrupteursinterrupteurs

Le programme a été écrit en Le programme a été écrit en langage Clangage C pour un ControlBoy F1 pour un ControlBoy F1

Il permet de modifier l’éclairement lumineux de Il permet de modifier l’éclairement lumineux de trois DEL trois DEL en en fonction de fonction de six boutonssix boutons

Il est constitué de Il est constitué de deux compteurs deux compteurs qui permettent de faire qui permettent de faire varier la durée de l’état haut : l’un va augmenter sa valeur, varier la durée de l’état haut : l’un va augmenter sa valeur, l’autre va la diminuerl’autre va la diminuer

void wait(int cnt);void wait(int cnt);int T;int T; //Période//Périodeint Th;int Th; //Niveau haut//Niveau haut

voidvoidmain(void)main(void){{

DDRA = 0xFF;DDRA = 0xFF; //Le port A n'a que des entrées//Le port A n'a que des entréesDDRD = 0x00;DDRD = 0x00; //Le port D n'a que des sorties//Le port D n'a que des sortiesTh=0;Th=0; //Au départ, le signal est à zéro//Au départ, le signal est à zéroT = 1000;T = 1000; //La période vaut 1000//La période vaut 1000

while (PORTA &= 0x01)while (PORTA &= 0x01) //Tant qu'on maintient le bouton +1 PA0 //Tant qu'on maintient le bouton +1 PA0 (LED ROUGE)(LED ROUGE){{

while(Th<T)while(Th<T){{PORTD |= 0x01;PORTD |= 0x01; //On met PD0 à 1//On met PD0 à 1wait(Th);wait(Th); //On attend pendant Th//On attend pendant ThPORTD &= ~0x01;PORTD &= ~0x01; //On met PD0 à 0//On met PD0 à 0wait(T-Th);wait(T-Th); //On attend pendant Tb//On attend pendant TbTh++;Th++; //On augmente Th//On augmente Th}}

}}

while (PORTA &= 0x02)while (PORTA &= 0x02) //Tant qu'on maintient le bouton -1 PA1 //Tant qu'on maintient le bouton -1 PA1 (LED ROUGE)(LED ROUGE){{

while(Th>0)while(Th>0){{PORTA |= 0x01;PORTA |= 0x01; //On met PD0 à 1//On met PD0 à 1wait(Th);wait(Th); //On attend pendant Th//On attend pendant ThPORTA &= ~0x01;PORTA &= ~0x01; //On met PD0 à 0//On met PD0 à 0wait(T-Th);wait(T-Th); //On attend pendant Tb//On attend pendant TbTh--;Th--; //On diminue Th//On diminue Th}}

}}

}}

Schéma de la carte Schéma de la carte électronique du électronique du luxmètreluxmètre

L'acquisition se fait via L'acquisition se fait via la la photodiodephotodiode, et le , et le signal est traité par les signal est traité par les différents "sous-différents "sous-circuits" : le circuits" : le rougerouge est est un un convertisseurconvertisseur, le , le violetviolet un un amplificateuramplificateur et le et le bleubleu un un filtrefiltre

Une seule épaisseur Une seule épaisseur de calque ne suffit pas de calque ne suffit pas : la lumière est plus : la lumière est plus diffuse, mais on diffuse, mais on distingue encore trois distingue encore trois haloshalos

Beaucoup Beaucoup d'essais…d'essais…

Version initialeVersion initiale

Version finaleVersion finale

while (PORTD &= 0x01) //Tant qu'on maintient le bouton 1 (LED ROUGE){

DDRA = 0xFF; //Le port A n'a que des sortiesPORTA &= ~0xFF;T = 10000; //La période vaut 10000Th=0; //Les leds sont éteintesx = 20000; //On fixe la durée d'attente à 20 000compte(Th); //J'augmente Th pour augmenter l'intensité de

la LEDwait(x); //On attend xdecompte(Th); //Je diminue Th pour diminuer l'intensité de la

LEDwait(x); //On attend xwhile(1){PORTA |= 0x01; //On met PA0 à 1wait(Th); //On attend pendant ThPORTA &= ~0x01; //On met PA0 à 0wait(T-Th); //On attend pendant Tb}

}

while (PORTA &= 0x01) //Tant qu'on maintient le bouton +1 PA0 (LED ROUGE)

{while(Th<T){PORTD |= 0x01; //On met PD0 à 1wait(Th); //On attend pendant ThPORTD &= ~0x01; //On met PD0 à 0wait(T-Th); //On attend pendant TbTh++;}

}

La lampe PHILIPS "Livingcolors" et sa télécommande tactile

La lampe PHILIPS "Livingcolors" et sa télécommande tactile

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