Lightning Trigger : point d'avancement

[17/03/2013]

Nous avons dépassé la moitié de la période de précommande. Donc petit rappel pour ceux qui seraient intéressés : c'est jusqu'au 31 mars (voir les posts précédents).

Côté projet, la conception électronique est bien avancée. Le circuit électronique est en cours de routage et la commande des premiers prototypes pour validation devrait se faire dans la semaine à venir. 
A ce sujet, la conception électronique m'a permis d'affiner les données qui n'étaient pas encore entièrement figées :

  • La connectique se fera par des jacks "vidéo" 3.5mm (4 points), mais le montage est fait pour permettre une compatibilité avec des jacks "stéréo" classiques.
  • Deux connecteurs jacks seront présent : "caméra" et "auxiliaire".
    • le connecteur "caméra" permet soit de piloter deux appareils photo, soit d'avoir accès au contrôle du shutter et du focus (le mode "autofocus" est inutile et déconseillé pour la photo de foudre, mais peut être utile pour une future utilisation de l'interface en tant qu'intervallomètre).
    • le connecteur "auxiliaire" permet de connecter des accessoires externes qui seront proposés ultérieurement.
  • 2 groupes de LEDs seront présents :
    • un "bargraphe" de 8 LEDs servira à soit indiquer un niveau (sensibilité, temps de réaction), soit de calibrer le temps de réaction de l'appareil photo
    • un groupe de 3 LEDs appelé "contrôle" dont une LED indiquera l'activité de la carte, et les deux autres indiqueront le mode dans lequel on place l'interface
  • 3 boutons poussoirs assureront l'interface avec l'utilisateur :
    • un bouton pour la sélection du mode
    • deux boutons pour les réglages +/- (sensibilité/latence)
  • Un switch présent sur le côté permettra de couper l'alimentation
  • Une protection contre les décharges profondes mettra le système en alimentation minimale en cas d'utilisation prolongée (attention, ce système ne permet que d'éviter une décharge profonde sur le terrain, mais ne dispense pas de couper l'alimentation. De plus, il est déconseillé de stocker une batterie entièrement déchargée).

Lightning Trigger : plus de détails sur les spécifications

[03/03/2013]

Les premiers essais et réflexions m'ont permis de dégager les spécifications suivantes pour la future interface. Ces spécifications ne sont pas contractuelles, mais elles sont sûres à 90% :

  • sensibilité de détection paramétrable
  • délai de déclenchement paramétrable (1-500ms par pas de 1ms)
  • sorties de pilotage de l'entrée "shutter" sur Jack 3,5mm (mode synchronisé ou décalé avec décalage paramétrable)
  • entrée auxiliaire (capteurs de déclenchement événements externes optionnels développés ultérieurement)
  • retard minimal inférieur à 10µs entre un événement entrée auxiliaire et le déclenchement de la sortie
  • mesure du temps de réaction du shutter de l'appareil photo (précision ±1ms)
  • alimentation par batterie Lithium-Polymère (LiPo) intégrée
  • autonomie estimée à 45h sans option Bluetooth et 18h avec option Bluetooth.
  • connectique mini-USB pour le paramétrage (logiciel PC fourni) et la recharge de la batterie
  • dimensions : 73.5x51x22.5mm
  • en option : liaison sans fil Bluetooth (contrôle par PC ou smartphone Android, application disponible à l'été 2013)

Et le prix de vente :

  • 85€ pour l'interface
  • 20€ l'option Bluetooth (si commandée avec l'interface, sinon 10€ de frais de main d'oeuvre seront demandés pour une installation ultérieure).

Une précommande est ouverte entre le 1er et le 31 mars 2013, les modalités sont les suivantes :

  • versement d'un acompte de 30€ avant le 31 mars 2013 (paiement possible par Paypal, virement ou chèque)
  • paiement du solde lors de la livraison
  • la totalité de la précommande bénéficiera d'une remise de 10%
  • livraison garantie dès la disponibilité des premières cartes
  • il est demandé aux personnes participant à la précommande de faire un maximum de retours sur l'utilisation du produit

Plus de détails dans la spécification détaillée : voir ici

N'hésitez pas à me contacter pour tout renseignement complémentaire.

Un nouveau venu dans la famille

[01/03/2013]

Les microcontrôleurs ARM et moi, c'est tout une histoire. J'ai débuté (il y a maintenant 7 ans), dans mon premier emploi, sur des bons vieux ARM11 et ARM9. J'ai découvert là une famille vraiment géniale de processeurs super bien fait, véloces, et très performants (architecture RISC 32 bits).
Cela m'a conduit, à titre personnel, à investir dans une carte de développement à base d'ARM7, qui m'a permis de continuer de me former un peu sur le sujet. Seul problème : je n'avais pas accès à l'époque à des outils de debug vraiment performants (j'utilisais des débuggueurs sur port parallèle qui fonctionnaient comme ils voulaient à l'aide d'une pseudo émulation d'Unix... bref). Du coup, j'ai été vite limité au niveau des applications développées.

Entre temps, je me suis mis, comme (presque) tout le monde, à bricoler avec des PIC 18F, bien connus de tous les électroniciens. Ce sont des microcontrôleurs un peu plus sobres que ceux cités précédemment, pas chers, et qui font très bien leur boulot. Certes, il y a 2-3 détails à leur reprocher, notamment le fait que quand on passe d'un processeur à un autre de la gamme, qui sont pourtant très proches au niveau des caractéristiques, ça ne se passe pas toujours comme on l'espérait (là on reprend la datasheet et on se rend compte qu'il y a des petites différences où on ne les attendait pas). Mais pendant tout ce temps, je me suis dit qu'un jour j'aurais besoin d'évoluer, d'avoir quelque chose de plus performant, qui permettrait de développer les applis dont je rêve, sans passer des heures au carré à faire des optimisations dans le code pour que les timings voulus soient respectés.

Du coup, j'ai découvert, voilà 2 ans, la famille ARM Cortex-M avec la carte - à base de Cortex-M0 - LPCxpresso LPC1114 (carte aujourd'hui obsolète et remplacée par la version à base de LPC1115). J'ai été très agréablement surpris : ce sont des processeurs 32 bits, vendus au prix d'un PIC 8 bits, turbinant à des fréquences intéressantes (48MHz pour le LPC1114, avec un cycle par instruction et non quatre comme les PIC!) et avec des périphériques intéressants aussi. Mais, étant très pris sur les projets à base de PIC (le monitoring de batterie notamment), je n'ai pas vraiment eu le temps de m'y mettre. 
Puis, j'ai acheté le grand frère, la carte LPCxpresso LPC1343, à base de Cortex-M3, déjà parce curiosité (à environ 30€ TTC la carte de développement avec débuggueur intégré, c'est une curiosité qui est encore abordable). Malheureusement, celle-ci n'a pas été exploitée depuis.

Et puis, est venu le projet de déclencheur de foudre. Là, je me suis dit que ce serait le moment de faire le bond, sachant qu'un ami (MK pour ne pas le nommer, qui se reconnaîtra et qui est en quelques sortes, depuis 7 ans, mon mentor! ;)), a déjà fait le pas depuis quelques mois et ne m'en a dit que du bien, me convaincant que j'allais entrer dans une autre dimension que le PIC. Mais pour aller plus vite dans mes développements, la famille ARM Cortex-M étant homogène et bien faite, il m'a conseillé de commencer sur le grand frère de la famille. J'ai nommé : le LPC1769.

La carte m'est parvenue aujourd'hui.... premiers essais ce week-end, mais de ce que j'ai pu voir depuis quelques jours sur le LPC1343, je risque difficilement d'être déçu.

Bienvenue au petit nouveau!

DSC01879De gauche à droite : LPC1114, LPC1343 et le grand frère LPC1769

 

PS : vous vous demandez si j'ai craqué? je me le demande aussi... j'ai peut être bien besoin de repos ;)

Lightning trigger : la capture du jour

[26/02/2013]

Petit essai pour mesurer le temps de latence possible de la chaîne complète. C'est pas mal!

20130226 1 LPC xpresso

Lightning Trigger : conditionnement du signal

[24/02/2013]

Mise au point ce week-end de l'étage de conditionnement du signal. Pour faire simple, le but est de détecter la moindre variation rapide du signal sortant du phototransistor.
Par rapport à ce qui a été dit dans le précédent post, les résultats sont meilleurs en plaçant une résistance de 2.2k sur le collecteur du phototransistor (plutôt qu'une 10k).

Pour conditionner le signal, le montage respecter le schéma suivant :

  1. Capteur : simplement le phototransistor avec une résistance de 2.2k... 
  2. Filtre passe-haut : permet d'effectuer un premier filtrage des perturbations extérieures... nous cherchons à synchroniser sur une variation rapide de la luminosité donc toutes les fluctuations, plus lentes, de l'environnement sont à supprimer.
  3. Amplificateur : pour une meilleure sensibilité (un éclair lointain n'apporte qu'une faible variation de lumière), il s'agit d'amplifier le signal
  4. Filtre passe-haut (2) : un nouveau filtre pour nettoyer le signal après amplification.
  5. Comparateur : c'est lui qui permet de régler le seuil de sensibilité. On choisit le niveau de signal qui sera considéré comme suffisant pour déclencher.

Le signal en sortie du comparateur arrive au microcontrôleur qui pilote l'appareil photo. Le niveau de sensibilité du comparateur est réglé à l'aide d'un potentiomètre numérique piloté par le microcontrôleur.

Le synoptique général ressemble donc à ceci :

20130224 5 synoptic

Avant d'effectuer le montage, une simulation a été faite sous le logiciel de simulation ltSpice, afin de s'assurer du bon choix théorique des composants.

En simulant un montage utilisé de jour, et donc considérant que la tension en sortie du capteur passe, avec une pente de 2µs, de 1.25V à 1.20V, on obtient le résultat suivant :

20130224 4 simul ltspice

La courbe verte représente le signal en sortie du capteur. La courbe en bleu correspond au signal amplifié. Enfin, la rouge correspond à la sortie du comparateur.

Si on reproduit le montage en réel...

DSC01878

On obtient les résultats suivants (l'éclair étant simulé toujours par le flash intégré au Canon 40D).
(en jaune la sortie du capteur, en rose la sortie du comparateur)

- flash direct sur le capteur, belle saturation, sans surprise (5µs/carreau - 500mV/carreau) :

20130224 1 TS914 amp comp APNface

- flash indirect (dirigé sous le bureau, vers le sol, avec la main placée devant)  (10µs/carreau - 500mV/carreau) :

20130224 2 TS914 amp comp APNdosmasque

- flash indirect (idem à précédemment), avec en plus une LED de puissance (flash de téléphone) placée à 1cm du photodétecteur, devant la partie la plus sensible  (10µs/carreau - 500mV/carreau) :

20130224 3 TS914 amp comp APNdos et lampe

=> La conclusion est que les résultats sont plus qu'encourageants! Il y a peut être encore de légères optimisations à faire sur le montage (le filtrage a été fait un peu "au flair", il faut peut être un peu ajuster les valeurs de composants), mais dans tous les cas, on peut donc passer à l'étape suivante de la conception (commencer à dessiner des "vrais" schémas ;))