SYSTEME D’ECLAIRAGE DE SPECTACLE PRESENTATION FONCTIONNELLE
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ACADEMIE DE LYON
BACCALAUREAT STI GENIE ELECTRONIQUE
EPREUVE DE CONSTRUCTION ELECTRONIQUE
JUIN 2011
SYSTEME D’ECLAIRAGE DE SPECTACLE
A COMMANDE DMX
DOSSIER PRESENTATION FONCTIONNELLE
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SOMMAIRE
PRESENTATION FONCTIONNELLE DU SYSTEME D’ECLAIRAGE DE SPECTACLE
1 - MISE EN SITUATION DU SYSTEME ........................................................................................3
1.1) Besoin satisfait par le systeme................................................................................................................3
1.2) Présentation du système réel ..................................................................................................................4
2 - IDENTIFICATION DES ELEMENTS DU SYSTEME ................................................................6
2.1) Diagramme sagittal du système..............................................................................................................6
2.2) Rôle des éléments du système ................................................................................................................7
3 - ANALYSE FONCTIONNELLE DU SYSTEME ..........................................................................8
3.1) Matière d’œuvre .....................................................................................................................................8
3.2) Fonction d’usage du système D’ECLAIRAGE DE SPECTACLE : ..........................................................8
3.3) Etude des Milieux associés.....................................................................................................................8
3.4) Fonction globale du système : ................................................................................................................9
3.5) Fonction d’usage de OT2 : .....................................................................................................................9
3.6) Schéma fonctionnel de NIVEAU II .....................................................................................................10
3.7) Schéma fonctionnel de premier degré de la lyre DMX........................................................................11
3.8) Rôle de fonctions principales de la lyre DMX .....................................................................................12
3.9) Schéma fonctionnel de second degré de FP1 .......................................................................................15
3.10) Description des fonctions secondaires de FP1 ...................................................................................15
3.11) Schéma fonctionnel de second degré de FP2 .....................................................................................17
3.12) Description des fonctions secondaires de FP2 ...................................................................................17
3.13) Schéma fonctionnel de second degré de FP3 .....................................................................................18
3.14) Description des fonctions secondaires de FP3 ...................................................................................19
3.15) Schéma fonctionnel de second degré de FP4 ....................................................................................20
3.16 ) Description des fonctions secondaires de FP4..................................................................................21
3.17) Schéma fonctionnel de second degré de FP5 .....................................................................................22
3.18) Description des fonctions secondaires de FP5 ...................................................................................22
3.19) Description des fonctions secondaires de FP6 .................................................................................23
3.20) Description des fonctions secondaires de FP6 ...................................................................................23
3.21) Description des fonctions secondaires de FP7 ...................................................................................24
3.22) Description des fonctions secondaires de FP7 ...................................................................................24
3.23 ) Schéma fonctionnel de second degré de FP8 ....................................................................................25
3.24) Description des fonctions secondaires de FP8 ...................................................................................25
3.25) Schéma fonctionnel de second degré de FP9 .....................................................................................26
3.26) Description des fonctions secondaires de FP9 ...................................................................................26
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PRESENTATION FONCTIONNELLE DU SYSTEME D’ECLAIRAGE DE SPECTACLE
1 - MISE EN SITUATION DU SYSTEME
1.1) BESOIN SATISFAIT PAR LE SYSTEME
Des besoins variés, des solutions pluritechnologiques …
L’industrie du spectacle utilise de nombreux effets de lumière, que ce soit pour l’éclairage d’une scène de concert ou de théâtre, d’un studio de télévision, pour la mise en valeur d’événements de type « son et lumière », ou plus simplement l’animation d’une piste de danse de discothèque.
Le concept d’éclairage asservi nécessite la mise en œuvre d’une technologie sophistiquée dans les domaines de l’optique, de la mécanique et de l’électronique.
Une dizaine de constructeurs se partagent l’essentiel du marché de l’éclairage de scène. La lyre DMX TWIST-25 de IMG Stage Line constitue dans ce domaine un produit d’entrée de gamme qui possède néanmoins la plupart des fonctionnalités implantées sur les équipements professionnels, ces derniers étant soumis à un usage intensif et à de fortes contraintes mécaniques tant lors de l’utilisation que lors du transport et des montages et démontages répétés.
Un protocole de communication normalisé …
La multiplicité des sources et effets d’éclairage pour une même scène pose le problème de la commande. C’est ainsi que dans le milieu des années 1980 le concept de commande analogique (qui nécessitait un conducteur filaire par voie de commande entre la console et le projecteur) a progressivement été remplacé par des commandes multiplexées d’abord analogiques puis numériques.
Après plusieurs évolutions, le système de commande le plus abouti et actuellement le plus usité est le protocole DMX-512 : il s’agit d’une liaison asynchrone multipoint, reposant sur une liaison série RS-485 à 250 kbits/s, qui relie en chaîne la console aux divers projecteurs et effets. Un numéro de récepteur DMX pouvant aller de 1 à 512 (d’où le nom…) est configurable sur chaque récepteur. Les récepteurs sont reliés l’un à l’autre par un câble DMX, le dernier maillon étant équipé d’un bouchon terminateur. La commande consiste à transmettre successivement sur la liaison série des octets qui correspondent à une consigne de niveau pour chaque canal DMX.
Des attraits multiples …
La modularité d’un projecteur de type lyre (les modules de la lyre réalisés par les élèves peuvent
fonctionner de manière autonome et communiquent entre eux par un bus I2C), la cinématique des pièces mobiles, l’universalité du protocole DMX utilisé, et la commande du système à partir d’une interface PC conviviale, constituent autant d’attraits à ce thème d’étude.
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1.2) PRESENTATION DU SYSTEME REEL
L’Objet Technique servant de support à cette étude est la lyre DMX TWIST-25 commercialisée par la société IMG Stage Line. La lyre est l’un des éléments d’une chaîne d’éclairage de spectacle, destiné à réaliser des effets de lumière.
Fonctionnement et caractéristiques techniques de la lyre DMX TWIST-25 :
La lyre projette sur une scène différents figures et couleurs. Source d’éclairage : Lampe halogène 24 V / 250 W, culot GX 5,3. Refroidissement par ventilation à vitesse asservie. Motifs : La lyre dispose d’une roue de 16 secteurs avec ou sans gobos (voir dossier technique). La roue de gobos est entraînée par un moteur pas à pas.
Exemples de gobos : Couleurs : La lyre dispose d’une roue de 12 secteurs avec ou sans filtres couleurs permettant de filtrer la lumière blanche. La roue de couleurs est entraînée par un moteur pas à pas.
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Effets : La tête de projection peut être animée de deux mouvements :
� « PAN » ou « balayage » : mouvement de rotation « panoramique » sur un axe vertical ; amplitude maximale 540 degrés ; vitesse maximale 540° en 2,8 s.
� « TILT » ou « roulis » ou « inclinaison » : mouvement de rotation sur un axe horizontal ; amplitude maximale 270 degrés ; vitesse maximale 270° en 1,6 s.
Les mouvements « PAN » et « TILT » sont produits par deux moteurs pas à pas. Modes de fonctionnement : La gestion des effets s’effectue soit :
� en mode commandé via un contrôleur ou console DMX (utilisation de la liaison DMX)
� en mode télécommandé via une télécommande spécifique, à relier à la prise dédiée
� en mode autonome : « show 1 » et « show 2 » sont deux séquences d’effets préprogrammées qui s’exécutent au rythme de la musique via le microphone intégré (sensibilité réglable)
� en mode « esclave » : dans ce mode, plusieurs lyres TWIST-25 peuvent fonctionner en synchronisme avec une lyre TWIST-25 configurée en maître (maître et esclaves sont reliés en chaîne via les prises DMX).
Canaux DMX : La commande de la lyre avec le protocole DMX-512 utilise 5 canaux DMX aux adresses consécutives n à n+4 ; l’adresse n dite adresse de démarrage est par défaut l’adresse 1 ; elle est modifiable sur le panneau de contrôle de la lyre.
� canal n : activation du changement continu des gobos et/ou des couleurs
� canal n+1 : commande des gobos
� canal n+2 : commande de la couleur
� canal n+3 : consigne de « PAN » : rotation de la tête orientable les valeurs DMX 0� 255 correspondent à une position de 0 à 540 degrés
� canal n+4 : consigne de « TILT » : inclinaison de la tête orientable les valeurs DMX 0� 255 correspondent à une position de 0 à 270 degrés.
Pour les canaux n, n+1 et n+2, voir le tableau des valeurs DMX à envoyer (dans le dossier technique). Quelques caractéristiques techniques :
� Alimentation : 230 V~ 50Hz
� Consommation : 300 W environ.
� Température ambiante d’utilisation : 0 – 40°C
� Dimensions : 330x 380 x 290 mm
� Poids : 11 kg Précautions d’utilisation : En raison de l’échauffement de la lampe halogène :
� La lyre ne doit pas être utilisée en continu pendant plus d’une heure,
� Attendre 15 minutes après utilisation avant tout déplacement ou démontage de la lyre.
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2 - IDENTIFICATION DES ELEMENTS DU SYSTEME
2.1) DIAGRAMME SAGITTAL DU SYSTEME
un système à géométrie variable …
Le protocole DMX utilisé par de nombreux constructeurs rend les installations de spectacles très ouvertes et faciles à configurer. A partir d’une console de commande (matérielle, ou logicielle + interface), une même ligne DMX peut ainsi relier en cascade toute une chaîne d’éclairage.
Ces éléments d’éclairage peuvent être : des projecteurs d’effets, des changeurs de couleur, des projecteurs à miroir asservi, des lyres, des machines à fumée...
Configuration du système retenu :
Le système étudié se compose de :
� une console virtuelle de pilotage générant les consignes DMX ; matérialisée par un PC muni d’un logiciel de commande et d’une interface USB/DMX, il constitue l’Objet Technique n°1 (OT1)
� un projecteur capable de générer des effets lumineux configurables selon 6 paramètres ; il utilise donc 6 canaux DMX, et constitue l’Objet Technique n°2 (OT2)
� un opérateur
� la scène
Console virtuelle de pilotage
Informations sur l’état de la console
Lyre DMX
Scène, ou sujet à mettre en valeur
Opérateur
OT1
Consignes DMX
Faisceau lumineux
asservi en forme, couleur et position
Ordres contrôles
programmation
Retour visuel
Spectateur
Représentation artistique
OT2
Autres récepteurs DMX
Consignes DMX
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Remarque :
� La liaison série DMX est représentée par une flèche épaisse. Elle permet de chaîner jusqu’à 512 récepteurs à condition de disposer de répétiteurs tous les 32 récepteurs. Le dernier récepteur doit être muni d’un bouchon de terminaison de boucle (constitué d’une résistance de 120 Ohms).
2.2) ROLE DES ELEMENTS DU SYSTEME
Console d’éclairage :
Interface munie de touches, de dispositifs de pointage et de potentiomètres permettant la programmation et le pilotage complet du spectacle ; elle est capable de piloter jusqu’à 512 projecteurs ou effets. Les consignes destinées aux récepteurs sont transmises sur la liaison RS-485 suivant le protocole DMX-512.
Opérateur : Technicien chargé de la programmation de la console ; pendant le spectacle, contrôle le bon déroulement des séquences et peut procéder à des réglages en direct.
Lyre DMX : Projecteur chargé de diffuser un faisceau de lumière de forme et de couleur variables, orientable vers divers espaces au cours du spectacle.
Scène : Scènes, acteurs, chanteur, musicien, … : ensemble artistique à mettre en valeur.
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3 - ANALYSE FONCTIONNELLE DU SYSTEME
3.1) MATIERE D’ŒUVRE
La matière d’œuvre traitée par le système est de type énergétique (énergie lumineuse) et informationnelle (consignes traitées, et transmises sur la liaison DMX). Le système permet de mettre en valeur la scène.
3.2) FONCTION D’USAGE DU SYSTEME D’ECLAIRAGE DE SPECTACLE :
Eclairer de manière active et animée une production artistique à mettre en valeur, en créant des effets lumineux variés en forme, couleur et en position selon plusieurs modes de commande évolués.
Les modes de commande sont :
� la programmation, la mémorisation des séquences (ou préparations), et leur restitution lors du spectacle,
� le pilotage des effets manuels ou programmés lors du spectacle,
Le système doit respecter la norme DMX-512 autorisant le chaînage de projecteurs et d’effets multiples compatibles, afin de s’adapter à la nature et aux dimensions du sujet à mettre en valeur.
Le système est de type mixte (constitué de personnes et d’objets techniques).
3.3) ETUDE DES MILIEUX ASSOCIES
Le système devra prendre en compte les contraintes liées aux milieux associés. Milieu humain :
Les techniciens réalisant le montage de la chaîne d’éclairage doivent pouvoir travailler rapidement sans connaissance spécifique du domaine de l’électronique.
Les artistes ne doivent pas avoir à subir de dysfonctionnement de tout ou partie du système (sécurité, perturbation).
Milieu physique :
L’utilisation possible en extérieur et en intérieur, la proximité de nombreuses sources de chaleur imposent de larges gammes de température et d’hygrométrie :
- utilisation du matériel : température 0°C à 100 °C ; 0 à 90 % d’humidité
- stockage du matériel : -25°C à 125 °C
Le système doit résister aux contraintes mécaniques (vibrations, chocs) liées à l’utilisation, au transport et aux montages et démontages fréquents.
Le système ne doit pas produire de perturbations électromagnétiques dans le domaine des basses fréquences (audio-fréquences).
Milieu technique :
- Alimentation de la lyre sur le secteur E.D.F. (230V~) avec prise de terre.
- Possibilité de commander la lyre seule en mode autonome, à partir d'une télécommande et à l'aide d'une console DMX ou en mode esclave dans le cas d'utilisation de plusieurs lyres.
- La distance entre la console et la lyre peut atteindre 100m.
- Le protocole DMX512 est un des plus répandu dans le domaine de l'éclairage scénique et permet de commander un nombre de canaux important (jusqu'à 512).
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Milieu économique :
Grande fiabilité requise, pour un usage intensif,
Montages démontages configuration rapides,
Compatibilité avec les matériels utilisés dans le domaine du spectacle (fixations possibles sur portiques, câbles, connectique,…).
3.4) Fonction globale du système :
Contrôler et asservir un ensemble de tâches partiellement programmées, au déroulement d’un
événement. Autres systèmes ayant même fonction globale :
- sonorisation de spectacle ou d’événement,
- animation pyrotechnique.
3.5) Fonction d’usage de OT2 : Recevoir les ordres DMX de la console de pilotage. Décoder les informations de la trame. Elaborer les consignes de pilotage des différents moteurs. Emettre un faisceau lumineux commandé en forme, couleur et direction. La matière d’œuvre traitée est de type informationnel et énergétique.
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3.6) Schéma fonctionnel de NIVEAU II
Le schéma fonctionnel de niveau 2 du système didactisé, comprend :
- 1 console de pilotage (ordinateur + interface)
- 1 projecteur d’effets lumineux (« lyre » DMX)
Signal DMX
DDééccooddaaggee eett ttrraaii tteemmeenntt
AAccqquuiiss ii tt iioonn ddeess ccoonnssiiggnneess MMéémmoorriissaattiioonn eett EExxééccuutt iioonn
GGéénnéérraatt iioonn ddeess
oorrddrreess DDMMXX
OT1 : Console de Pilotage
IInntteerr ffaaççaaggee
Ordres Eclairage
Consignes et réglages
TTrraannssmmiissssiioonn ddeess oorrddrreess
DDMMXX CChhooiixx dduu mmooddee
ddee ffoonncc--ttiioonnnneemmeenntt
RRéécceeppttiioonn ddeess oorrddrreess
DDMMXX
CCoonnvveerrssiioonnss
éélleeccttrriiqquuee // mmééccaanniiqquuee eett éélleeccttrriiqquuee // lluummiinneeuussee
OT2 : Projecteur d’effets
SSCCEENNEE
Signal D
MX
VVeerrss aauuttrreess rréécceepptteeuurrss
INSTALLATEUR
Config. N° DMX
OO PP
EE RR
AA TT
EE UU
RR
11
Effets lumineux
Faisceau lumineux commandé en intensité,
couleur, forme et position
Informations visuelles
Liaison USB
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3.7) Schéma fonctionnel de premier degré de la lyre DMX ( version pédagogique *)
*Ce schéma est celui retenu pour le thème. Il facilite un découpage fonctionnel en plusieurs cartes de complexité quasiment équivalente grâce à l’introduction du bus I2C et la répartition du logiciel sur plusieurs cartes. Sur la lyre réelle, le traitement des informations est centralisé (un seul microcontroleur), il n’y a donc pas de bus I2C, les périphériques sont pilotés via des interfaces de puissances par les ports d’entrées-sorties. Le découpage serait inégal et la connectique plus délicate. On a rajouté un gradateur pour la lampe, commandé par le canal 6** et supprimé l’effet tremblement commandé par le canal 1** (** pour une lyre d’adresse 1)
Générer les signaux de commande
des moteurs gobos et couleurs
Gérer l les modes de
fonctionnement
Positionner gobos
Signal DMX
FP2 FP4 FP1
Forme du faisceau
Choix mode de fonctionnement
Positionner couleurs
Positionner PAN
Positionner TILT
C_Gobo
MGB
MGA
C_Coul
MCB
EN_GC
MCA
C_Pan
MPB
EN_PT
MPA
C_Tilt
MTB MTA
Faisceau coloré
Rotation du faisceau
Inclinaison du faisceau
Emettre un faisceau lumineux
de puissance contrôlée
Faisceau lumineux blanc
Contrôler la température
à l’intérieur de la tête
Apport d’air frais
FP3
FP5
FP6
FP7
FP8
FP9
Alimenter
FA
Bus I2C
Réglage du canal DMX
Informations visuelles de
contrôle
Consignes
TRAME DMX vers autres récepteurs
Chaleur
Air chaud évacué
Générer les signaux de commande
des moteurs Pan et
Tilt
FP5
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3.8) Rôle de fonctions principales de la lyre DMX
• FP1 : Gérer les modes de fonctionnement
Fonction : Permet de choisir le mode de fonctionnement :
- normal,
- test du fonctionnement de la lyre,
- réglage de l’adresse DMX (de départ) de la lyre et de ses paramètres.
En fonctionnement normal, FP1 analyse les ordres envoyés sur la liaison DMX , extrait les ordres qui lui sont destinés, et transmet (via un bus I2C) les consignes de positionnements aux fonctions principales FP2, FP5, FP8.
L’absence du signal DMX est signalée par un message sur l’afficheur LCD.
Entrées : Signal DMX
Actions de l’opérateur : Boutons poussoirs K2 et encodeur rotatif EN1.
Sorties : Informations visuelles : Afficheur LCD 4 lignes de 20 caractères.
Consignes : bus I2C (signaux SDA et SCL).
• FP2 : Générer les signaux de commande des moteurs gobos et couleurs
Fonction : Elabore les signaux de commande (pour les enroulements des moteurs pas à pas) nécessaires pour amener les disques (gobos et couleurs) dans la position demandée (ou en position d’origine)
Entrées : Signaux logiques
- Consignes de positionnement gobos et couleurs (bus I2C).
- C_GOBO détection de la position d’origine de la roue des gobos
- C_COUL détection de la position d’origine de la roue des couleurs
Sorties : Signaux logiques
- MGB commande de l’enroulement 1-2 du moteur pas à pas des gobos
- MGA commande de l’enroulement 3-4 du moteur pas à pas des gobos
- EN_GC validation de la commande des moteurs pas à pas gobos et couleurs
- MCB commande de l’enroulement 1-2 du moteur pas à pas des couleurs
- MCA commande de l’enroulement 3-4 du moteur pas à pas des couleurs
• FP3 : Positionner (filtres) couleurs
Fonction : Permet la rotation du disque des couleurs afin de positionner un filtre couleur devant le faisceau lumineux blanc et détecte la mise en position de référence du disque.
Entrées : Faisceau de lumière blanche
Signaux logiques
- MCB ordre de commande de la bobine 1-2 du moteur pas à pas
- MCA ordre de commande de la bobine 3-4 du moteur pas à pas
- EN_GC validation de la commande des bobines
Sorties : C_COUL signal logique indiquant la mise en position de référence du disque des couleurs. Faisceau coloré
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• FP4 : Positionner gobos
Fonction : Permet la rotation du disque des gobos (forme du faisceau lumineux) et détecte la mise en position de référence du disque.
Entrées : Faisceau coloré
Signaux logiques
- MGB ordre de commande de la bobine 1-2 du moteur pas à pas
- MGA ordre de commande de la bobine 3-4 du moteur pas à pas
- EN_GC validation de la commande des bobines
Sorties : C_GOBO signal logique indiquant la mise en position de référence du disque des gobos.
Faisceau coloré projetant un gobo à la fois. • FP5 : Générer les signaux de commande des moteurs Pan et Tilt
Fonction : Elabore les signaux de commande (pour les enroulements des moteurs pas à pas) nécessaire pour diriger le faisceau lumineux dans la position demandée (ou en position d’origine).
- Pan : mouvement de rotation dans le plan horizontal (balayage panoramique)
- Tilt : mouvement de rotation dans le plan vertical (inclinaison)
Entrées : signaux logiques
- Consignes de positionnement pan et tilt. (bus I2C)
- C_PAN : détection de la position d’origine de la tête mouvement ‘pan’
- C_TILT : détection de la position d’origine de la tête mouvement ‘tilt’
Sorties : signaux logiques
- MPB : Commande de l’enroulement 1-2 du moteur pas à pas du pan
- MPA : Commande de l’enroulement 3-4 du moteur pas à pas du pan
- EN_PT : Validation de la commande des moteurs pas à pas
- MTB : Commande de l’enroulement 1-2 du moteur pas à pas du tilt
- MTA : Commande de l’enroulement 3-4 du moteur pas à pas du tilt
• FP6 : Positionner PAN
Fonction : Permet la rotation de la tête (et donc du faisceau lumineux) dans le plan horizontal et détecte sa mise en position de référence.
Entrées : Signaux logiques
- MPB ordre de commande de la bobine 1-2 du moteur pas à pas
- MPA ordre de commande de la bobine 3-4 du moteur pas à pas
- EN_PT validation de la commande des bobines
Sorties : C_PAN signal logique indiquant la mise en position de référence du balayage
Rotation du faisceau lumineux.
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• FP 7: Positionner TILT
Fonction : Permet l’inclinaison de la tête (et donc du faisceau lumineux) et détecte sa mise en position de référence
Entrées : Signaux logiques
- MTB ordre de commande de la bobine 1-2 du moteur pas à pas
- MTA ordre de commande de la bobine 3-4 du moteur pas à pas
- EN_PT validation de la commande des bobines
Sorties : C_TILT signal logique indiquant la mise en position de référence de l’inclinaison
Inclinaison du faisceau lumineux.
• FP 8 : Emettre un faisceau lumineux de puissance contrôlée
Fonction : Permet de faire varier l’intensité du faisceau lumineux
Entrées : signal logique :
- Consigne de luminosité (bus I2C)
Sortie : variation de l’intensité du faisceau lumineux.
• FP 9 : Contrôler la température à l’intérieur de la tête.
Fonction : Eviter que la température devienne excessive dans la tête (pour ne pas endommager certaines pièces).
Entrées :
- Apport d’air ‘frais’ (ventilation du boîtier)
- Chaleur provenant de la source lumineuse interne
Sortie : Air chaud évacué
• FA : Alimenter
Fonction : A partir de la tension du secteur, fournit l’alimentation des différentes structures
Entrées : tension continue 12V
Sorties : tension continue régulée de 5V, tension continue 12V
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3.9) Schéma fonctionnel de second degré de FP1
3.10) Description des fonctions secondaires de FP1
• FS1-1 : Encoder les paramètres de fonctionnement
Fonction : Permet de choisir le mode de fonctionnement grâce à un bouton poussoir, et de régler les paramètres.
- Mode normal : les signaux DMX sont émis par un logiciel de pilotage (pp_test ou freestyler)
- Mode réglage : il permet de fixer les valeurs pour chaque canal de façon manuelle (Gobo, couleur, pan, tilt et dimmer, permet aussi de fixer l’adresse DMX de départ).
Entrées : Choix du mode de fonctionnement : une impulsion générée par appui sur le bouton poussoir K2, permet de basculer de mode.
Réglage des paramètres : par actions sur une molette.
Sorties : ER_A : signal logique dépendant de la position de la molette
ER_B : signal logique dépendant de la position de la molette
ER_BP : signal logique permettant de valider ER_A et ER_B
V2 : signal logique image de K2
• FS1-2 : Adapter le signal DMX
Fonction : Permet de transformer les signaux DMX différentiels en signaux TTL.
Entrées : Trame DMX algébrique : + ou – 4 V environ.
Sorties : Trame DMX TTL compatible avec le PIC
Encoder les paramètres de fonction-
-nement
FS 1-1
ER_A
ER_B
ER_BP
V2
Choix du mode de
fonctionnement
Adapter le signal
DMX
FS 1-2
TRAMEDMX
Trame DMX adaptée
SDA
SCL
Traiter et
transmettre les
infos
FS 1- 3
Afficher les
informations
FS 1- 4
Informations visuelles de
contrôle
E
R/W
RS
D4
D5
D6
D7
Consignes Bus I2C
vers esclaves
Réglage des paramètres
TRAME DMX vers autres récepteurs
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• FS1-3 : Traiter et transmettre les informations
Fonction : Elle traite les informations contenues dans la trame et les transmet aux esclaves et à l’afficheur.
Entrées : Trame DMX TTL
ER_A : signal logique dépendant de la position de la molette
ER_B : signal logique dépendant de la position de la molette
ER_BP : signal logique permettant de valider ER_A et ER_B
V2 : signal logique image de K2
Sorties : signaux transmettant les messages à afficher (D7 à D4)
Signaux de commande de l’afficheur (E, R/W et RS) voir doc
Consignes destinées aux esclaves émises en série (voir bus I²C)
En mode normal :
Le traitement consiste à : - Détecter le break régulièrement. Le break permet de synchroniser chaque récepteur (ce dernier recherche son adresse par un compte à rebours à partir du break). - Localiser l’adresse du récepteur dans la trame (voir extrait notice du projecteur PAR 36) - Recevoir les 6 canaux consécutifs (canaux utiles pour la lyre)
Puis transmettre les informations : - A l’afficheur - Aux esclaves internes (carte gobos couleurs, carte pan tilt et alim-dimmer) Grâce à leurs adresses respectives et en leur attribuant uniquement les infos qui les concernent. (Voir bus I²C)
En mode réglage :
Le traitement consiste à : - prendre en compte les paramètres réglés par l’utilisateur (ce dernier doit commencer par fixer l’adresse du récepteur )
Transmettre les informations : - A l’afficheur - Aux esclaves internes (carte gobos couleurs, carte pan tilt et alim-dimmer)
Quelque soit le mode, le programme surveille régulièrement si K2 est appuyé.
FS1-4 : Afficher les informations
Fonction : informer l’utilisateur de l’état du système,et de ses paramètres.
Entrées : signaux de contrôle (E, R/W , RS) :
Signaux supportant les informations à visualiser (D4 à D7 )
Sorties : Infos visuelles de contrôle :
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3.11) Schéma fonctionnel de second degré de FP2
3.12) Description des fonctions secondaires de FP2
• FS2-1 : Acquérir les consignes gobo et couleur
Fonction : Permet d’acquérir les consignes gobo et couleur (sous forme série et de les remettre sous forme parallèle, en vue d’un traitement.
Elle est réalisée par le module MSSP (module du port série synchrone) en mode I²C
Mode normal : les signaux DMX sont émis par un logiciel de pilotage (pp_test ou freestyler)
Mode réglage : ce mode permet de fixer les valeurs pour chaque canal (Gobo, couleur, pan, tilt et dimmer, permet aussi de fixer l’adresse DMX de départ).
Entrées: SDA : voir bus I²C
SCL : voir bus I²C
Sorties : Consignes couleur et gobo sous forme parallèle
Remarque : Ce sont des « sorties » parallèles internes au PIC.
• FS2-2 : Elaborer les ordres de commande des moteurs Fonction : A partir des consignes, cette fonction élabore les ordres de commande des moteurs afin
d’obtenir l’effet correspondant aux consignes.
Il y a 4 possibilités :
- Couple (gobo, couleur) fixe.
- Couple (gobo variable, couleur fixe).
- Couple (gobo fixe, couleur variable).
- Couple (gobo variable, couleur variable).
Entrées : Consignes sous forme d’octets.
Sorties : deux doublets de commandes A et B
(MGA, MGB) signaux logiques A et B pour moteur gobos en quadrature
et (MCA, MCB) Signaux logiques A et B pour moteur couleurs en quadrature
EN_GC : signal logique de validation des circuits de commutation gobo et couleur.
Acquérir les consignes couleur et
gobo
FS 2-1
Elaborer
les ordres
de commande
des moteurs
FS 2-2
SDA
SCL
Consignes
C_gobo
C_coul
MGA
MGB
MCA
MCB
EN_GC
Couleur et gobo
Consignes Bus I2C
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3.13) Schéma fonctionnel de second degré de FP3
Complémenter les signaux
de commande des
phases moteur GOBOS
FS 3-1
Commuter
la puissance
vers les
phases du
moteur GOBOS
FS 3-2
Tourner le disque GOBOS
FS 3- 3
Détecter l'origine
du disque GOBOS
FS 3- 5
MGA
MGB
MGA
MGB
O1G
O2G
O3G
O4G
C_gobo
position de l’arbre moteur GOBOS
EN_GC
Masquer une partie
du faisceau lumineux et fournir une
référence de position
FS 3- 4
Forme du
faisceau
Faisceau lumineux
Alimentation moteur
CM
CM
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3.14) Description des fonctions secondaires de FP3
• FS3-1 : Complémenter les signaux de commande des phases moteur gobos
Entrées : Couple de signaux logiques (MGA, MGB) en quadrature
Sorties : Couple de signaux logiques (MGA\ ,MGB\) complémentés par rapport au couple précédent.
• FS3-2 : Commuter la puissance
Entrées : Quartet de signaux logiques (MGA, MGB, MGA\, MGB\ ) de très faible puissance
EN_GC : entrée logique de validation du circuit. Dans cette application, c’est un signal rectangulaire MLI de fréquence 20kHz, afin de commander 2 puissances moyennes.
Sorties : Quartet de signaux logiques (O1G, O2G, O3G, O4G) modulé en puissance moyenne
sur 2 niveaux :
- Basse puissance pour maintenir le moteur dans une position fixe.
- Haute puissance lorsqu’on demande une rotation élémentaire du moteur
• FS 3-3 : Tourner le disque gobos
Entrées : Quartet de signaux logiques (O1G, O2G, O3G, O4G) modulé en puissance moyenne
Sorties : Arbre de rotation dans une certaine position fixe ou variable
Disque gobos se positionnant sur le gobo demandé ou en rotation saccadée.
CM : Champ magnétique solidaire du disque et localisé
• FS 3-4 : Masquer une partie du faisceau coloré et fournir une référence de position
Entrées : faisceau lumineux coloré
Sorties : faisceau lumineux coloré projetant la forme d’un gobo à un instant donné
CM : Champ magnétique solidaire du disque et localisé
• FS 3-5 : Détecter l’origine du disque gobos
Entrées : CM : Champ magnétique solidaire du disque et localisé
Sorties : C_gobo : signal logique délivrant une impulsion au niveau bas lorsque la position d’origine est détectée.
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3.15) Schéma fonctionnel de second degré de FP4
Complémenter les signaux
de commande des phases
moteur COULEURS
FS 4-1
Commuter la puissance
sur les phases moteur
COULEURS
FS 4-2
Déplacer le disque
COULEURS
FS 4- 3
Détecter l'origine
du disque COULEURS
FS 4- 5
MCA
MCB
MCA
MCB
O1C
O2C
O3C
O4C
C_coul
Arbre de rotation
du disque COULEURS
EN_GC
Filtrer le faisceau lumineux
et fournir
une position d’origine
FS 4- 4
Faisceau coloré
Faisceau lumineux
blanc
Valim
CM_C
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3.16 ) Description des fonctions secondaires de FP4
• FS 4-1 : complémenter les signaux de commande des phases moteur couleurs
Entrées : Couple de signaux logiques (MCA, MCB) en quadrature
Sorties : Couple de signaux logiques (MCA\, MCB\) complémentés par rapport au couple précédent.
• FS 4 -2 : commuter la puissance
Entrées : Quartet de signaux logiques (MCA, MCB, MCA\, MCB\) de très faible puissance
EN_GC : entrée logique de validation du circuit. Dans cette application, c’est un signal rectangulaire MLI de fréquence 20kHz, afin de commander 2 puissances moyennes.
Valim : ligne d’alimentation de 12V fournissant la puissance électrique nécessaire
Sorties : Quartet de signaux logiques (O1C, O2C, O3C, O4C) modulé en puissance moyenne sur 2 niveaux :
- « basse puissance» pour maintenir le moteur dans une position fixe. (couple résistant)
- « haute puissance » lorsqu’on demande une rotation élémentaire du moteur
• FS 4-3 : tourner le disque couleurs
Entrée : quartet de signaux logiques (O1C, O2C, O3C, O4C) modulé en puissance moyenne
Sorties : arbre de rotation dans une certaine position fixe ou variable
Disque couleurs se positionnant sur la couleur demandée ou en rotation saccadée.
CM_C : Champ magnétique solidaire du disque et localisé
• FS 4-4 : Filtrer le faisceau pour le coloré et fournir une référence de position
Entrées : faisceau lumineux « blanc »
Sorties : faisceau lumineux coloré projeté sur le disque gobos.
L’utilisateur peut choisir 1 couleur parmi 12 à un instant donné, il peut aussi choisir de les faire changer en mode automatique (rotation saccadée plus ou moins rapide).
CM_C : Champ magnétique solidaire du disque couleurs et localisé
• FS 4-5 : Détecter l’origine du disque couleurs
Entrées : CM_C : Champ magnétique solidaire du disque et localisé
Sorties : C_coul : signal logique délivrant une impulsion au niveau bas lorsque la position d’origine est détectée.
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3.17) Schéma fonctionnel de second degré de FP5
3.18) Description des fonctions secondaires de FP5
• FS 5 -1 : Acquérir les consignes pan et tilt
Fonction : Permet d’acquérir les consignes pan et tilt (sous forme série et de les mettre sous forme parallèle.
Elle est réalisée par le module MSSP (module du port série synchrone) en mode I²C
Entrées : SDA : Voir bus I²C
SCL : Voir bus I²C
Sorties : Consignes pan et tilt sous forme parallèle
Remarque : Ce sont des « sorties » parallèles internes au PIC.
• FS 5 -2 : Elaborer les ordres de commande des moteurs Fonction : A partir des consignes, cette fonction élabore les ordres de commande des moteurs afin
d’obtenir l’effet correspondant aux consignes.
Il y a 4 possibilités :
- Couple (pan, tilt) fixe.
- Couple (pan variable, tilt fixe).
- Couple (pan fixe, tilt variable).
- Couple (pan variable, tilt variable).
Entrées : Consignes PAN et TILT sous forme d’octets.
Sorties : Deux doublets de commandes A et B
Couple de signaux logiques (MPA, MPB) en quadrature pour moteur pan et couple de signaux logiques (MTA, MTB) en quadrature pour moteur tilt
EN_PT : Signal logique de validation des circuits de commutation de puissance PAN et TILT.
Acquérir les consignes pan et tilt
FS 5-1
Elaborer
les ordres
de commande
des moteurs
FS 5-2
SDA
SCL
Consignes
C_pan
C_tilt
MPA
MPB
MTA
MTB
EN_PT
Pan et tilt
Consignes Bus I2C
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3.19) Description des fonctions secondaires de FP6
3.20) Description des fonctions secondaires de FP6
• FS 6-1 : Complémenter les signaux de commande des phases moteur PAN
Entrées : Couple de signaux logiques (MPA, MPB) en quadrature
Sorties : Couple de signaux logiques (MPA\, MPB\) (complémentés par rapport au couple précédent.
• FS 6-2 : Commuter la puissance
Entrées : Quartet de signaux logiques (MPA, MPB, MPA\ , MPB\ ) de très faible puissance
EN_PT : entrée logique de validation du circuit. Dans cette application, c’est un signal rectangulaire MLI de fréquence 20kHz, afin de commander 2 puissances moyennes.
Valim : Tension continue de 12V
Sorties : Quartet de signaux logiques (O1P, O2P, O3P, O4P) modulé en puissance moyenne
sur 2 niveaux :
- Basse puissance pour maintenir le moteur dans une position fixe.
- Haute puissance lorsqu’on demande une rotation élémentaire du moteur
• FS 6-3 : Tourner la tête de la lyre autour d’un axe vertical Fonction : Faire tourner la tête d’un angle maximal de 540° par rapport à la position de référence (0°).
Fournir une position de référence (0°).
Entrées : quartet de signaux logiques (O1P, O2P, O3P, O4P) modulé en puissance moyenne
Complémenter les signaux de
commande des phases
moteur PAN
FS 6-1
Commuter la
puissance vers les
phases du moteur
PAN
FS 6-2
Tourner la tête de la lyre
Fournir
une référence
FS 6- 3
Détecter l'origine
de la rotation horizontale de la lyre
FS 6- 4
MPA
MPB
MPA
MPB
O1P
O2P O3P
O4P
C_Pan
Mouvement PAN
et Rotation
Horizontale du faisceau
EN_PT
Valim
PP
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Sorties : Mouvement panoramique (PAN) de la tête (rotation maximale de 540° par rapport à la position d’origine) ayant pour conséquence d’orienté dans un plan horizontal le faisceau lumineux (projecteur frontal)
PP : Position (PAN de la tête) quelconque ou d’origine repérée par un index.
• FS 6-4 : Détecter la position d’origine PAN de la tête
Entrées : (PP) Position de la tête, repérée par un index.
Cette position (par rapport à un axe vertical) est quelconque ou d’origine.
Sorties : variable logique C_Pan. C_Pan est au niveau bas pour la position d’origine. 3.21) Description des fonctions secondaires de FP7
3.22) Description des fonctions secondaires de FP7
• FS 7-1 : Complémenter les signaux de commande des phases moteur TILT
Entrées : Couple de signaux logiques (MTA, MTB) en quadrature
Sorties : Couple de signaux logiques (MTA\, MTB\) complémenté par rapport au couple précédent.
• FS 7-2 : Commuter la puissance
Entrées : Quartet de signaux logiques (MTA ,MTB,MTA\ , MTB\ ) de très faible puissance
EN_PT : entrée logique de validation du circuit. Dans cette application, c’est un signal rectangulaire MLI de fréquence 20kHz, afin de commander 2 puissances moyennes.
VALIM : Tension continue de 12V
Sorties : Quartet de signaux logiques (O1T, O2T, O3T, O4T) modulé en puissance moyenne sur 2 niveaux :
- Basse puissance pour maintenir le moteur dans une position fixe.
- Haute puissance lorsqu’on demande une rotation élémentaire du moteur
Complémenter les signaux de
commande des
phases moteur
TILT
FS 7-1
Commuter la
puissance vers les
phases du moteur
TILT
FS 7- 2
Tourner la tête de la lyre
Fournir
une référence
FS 7- 3
Détecter l'origine
de la rotation horizontale de la lyre
FS 7- 4
MTA
MTB
MTA
MTB
O1P
O2P O3P
O4P
C_TILT
Mouvement TILT
et Rotation verticale
du faisceau
EN_PT
Valim
PT
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• FS 7-3 : Tourner la tête de la lyre autour d’un axe horizontal d’un angle maximal de 270° et fournir une référence
Entrées : Quartet de signaux logiques (O1T, O2T, O3T, O4T) modulé en puissance moyenne
Faisceau lumineux
Sorties :
- Mouvement panoramique (TILT) de la tête rotation maximale de 270° par rapport à la position d’origine (dans le système réel)
- Faisceau lumineux orienté (dans le système réel)
- Position (TILT de la tête) quelconque ou d’origine repérée par un index.
• FS 7-4 : Détecter la position d’origine TILT de la tête
Entrées : Position quelconque ou d’origine repérée par un index
Sorties : variable logique C_Tilt. C_Tilt est au niveau bas pour la position d’origine.
3.23 ) Schéma fonctionnel de second degré de FP8
3.24) Description des fonctions secondaires de FP8
• FS 8 -1 : acquérir les consignes d’éclairage de la lampe
Entrées : Consignes sous forme série (bus I²C)
Sorties : Consignes sous forme parallèle.
• FS 8 -2 : Elaborer la commande MLI de la lampe
Entrées : Consignes sous forme parallèle.
Sortie : CMLAMP : signal logique rectangulaire (de très faible puissance) de fréquence 20kHz, modulé en largeur d’impulsion.
Acquérir
les consignes d'éclairage
de la lampe
FS 8-1
Elaborer
la commande
MLI de la
lampe
FS 8-2
SDA
SCL
Consigne
éclairage
Consignes Bus I2C
CMLAMP
Produire la
lumière
FS 8- 4
Faisceau de
lumière
Commuter la
puissance
FS 8- 3
ULAMP
V alim
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• FS 8-3 : commuter la puissance
Entrées :
CMLAMP : Signal logique rectangulaire (de très faible puissance) de fréquence 20kHz, modulé en largeur d’impulsion.
VALIM : Source de tension de 12V qui fournit la puissance électrique nécessaire.
Sortie : ULAMP : Tension rectangulaire de rapport cyclique variable.
• FS 8-4 : Produire la lumière
Entrée : ULAMP : Tension rectangulaire de rapport cyclique variable. Elle fournit une puissance électrique hachée de valeur moyenne comprise entre 0 et 20W.
Sortie : faisceau de lumière blanche d’intensité comprise entre 0 et 100 % de l’intensité maximale
3.25) Schéma fonctionnel de second degré de FP9 3.26) Description des fonctions secondaires de FP9
• FS 9 -1 : Traduire la température en tension analogique image
Entrées : Température à l’intérieur de la tête
Sortie : CPTT tension analogique image de la température interne de la tête.
• FS 9 -2 : Traduire la tension image de la température en nombre.
Fonction : Cette fonction réalise 4 mesures rapprochées de la tension analogique image de la température. A chaque mesure, elle convertit la tension analogique en un nombre, puis elle effectue leur moyenne.
Entrées : CPTT : Tension analogique image de la température
Sortie : NT : Nombre représentant la température moyenne sur un court intervalle de temps
Choisir petite ou grande vitesse
FS 9-3
Température interne
de la t ête
CMVENT
Traduire
la tension image de
la température
en nombre
FS 9-2
Consigne
Numérique de la
température (NT)
Traduire
la température
en tension image
FS 9-1
CPTT
Refroidir la
tête de la lyre
FS 9-4
V alim
Chaleur produite par la lampe
Air frais extérieur
Air chaud expulsé
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• FS 9-3 : Choisir petite ou grande vitesse
Entrée : NT : Nombre représentant la température moyenne sur un court intervalle de temps
Consigne interne à la fonction (donc non représentée) : Nombre image du seuil de température maximale acceptable avec petite vitesse.
Sortie : CMVENT : niveau logique permettant de commander soit la petite vitesse, soit la grande.
• FS 9-4 : Refroidir la tête de la lyre
Entrée : - CMVENT : niveau logique permettant de commander soit la petite vitesse, soit la grande.
- Valim 12V
- Air frais extérieur
- Chaleur produite par la lampe interne
Sorties : Air chaud expulsé
Température à l’intérieur de la tête
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