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Dernière mise à jour : 02/10/2016

Présentation

Cette interface DMX dispose d'une entrée DMX (sur XLR) et de 8 sorties qui permettent de piloter (faire varier la luminosité) de panneaux electro-luminescents (EL).

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Le montage est construit autour d'un microcontrôleur PIC 18F45K22. L'adresse de base DMX peut être ajustée entre 0 et 511. Le nombre de sorties qui est actuellement de 8 peut être augmenté moyennant des modifications logicielles et matérielles.

Schéma

Schéma de l'interface DMX, l'étage d'adaptation aux panneaux lumineux n'est pas montré.

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Fonctionnement général
Les valeurs véhiculées dans la trame DMX sont extraites et traitées par le logiciel du PIC afin de piloter l'étage de commande des panneaux lumineux. Pour ces derniers, un étage de sortie spécifique a été élaboré en tenant compte de leurs particularités (tension/fréquence). 

Adresse de base DMX
Le choix de l'adresse de base se fait par le biais des interrupteurs câblés sur les lignes RB0 à RB5 et RA0 à RA2 du PIC (groupe d'interrupteurs DSW1, lignes A0 à A8). Un interrupteur ouvert correspond à une entrée à l'état bas. En fermant un interrupteur, l'entrée correspondante est reliée au +Valim et se voit donc imposer un état haut.

Entrée DMX
Le circuit d'interface MAX487 travaille ici toujours dans le même sens, ses entrées de direction RE et DE (broches 2 et 3) sont soumise à un état bas pour passer en mode réception, après la phase d'initialisation générale du PIC. La résistance R1 de 120 ohms est montrée câblée sur le schéma mais en pratique elle se trouve en série avec un cavalier qui permet de la mettre en ou hors circuit. On peut aussi ne pas la prévoir du tout et installer une seconde prise XLR reliée en parallèle sur J1 et sur laquelle on pourra enficher une terminaison (bouchon 120 ohms) ou un câble qui va vers un autre appareil (récepteur) DMX.

Nombre de sorties
L'interface a été conçue dès le départ pour pouvoir piloter de façon individuelle jusqu'à 32 panneaux ou ensembles de panneaux. La limite actuelle est de 8 sorties, et est principalement posée par le matériel mis en oeuvre pour l'étage de sortie. Les entrées de sélection Q0 à Q2 permettent de spécifier combien de sorties doivent être activées :
Q2=0, Q1=0, Q0=1 : 1 sortie
Q2=0, Q1=1, Q0=0 : 2 sorties
Q2=0, Q1=1, Q0=1 : 4 sorties
Q2=1, Q1=0, Q0=0 : 8 sorties - Selection à adopter pour le moment
Q2=1, Q1=0, Q0=1 : 16 sorties
Q2=1, Q1=1, Q0=0 : 24 sorties
Q2=1, Q1=1, Q0=1 : 32 sorties

Interface de sortie
Les panneaux ou bandeaux EL nécessitent une tension alternative généralement comprise entre 70 Vac et 170 Vac (souvent 100-120 Vac). La fréquence est comprise entre 200 Hz et 3 kHz (souvent entre 1 kHz et 2 kHz, cela s'entend - malheureusement - très bien). Cette tension alternative peut être obtenue avec un convertisseur AC/AC ou DC/AC (Inverter), pour ces derniers la tension d'entrée est généralement de 3 Vdc, 5 Vdc ou 12 Vdc. L'ensemble [Inverter+EL] est à l'origine prévu pour être utilisé en tout ou rien, c'est-à-dire allumé ou éteint. Il suffit de naviguer un peu sur Internet pour se convaincre qu'il est toutefois possible de faire varier la lumière d'un système EL. Mais on se rend vite compte aussi que cela n'est pas si simple que ça, et attaquer en PWM l'entrée d'un convertisseur DC/AC n'est pas forcément la meilleure approche. Pour faire varier l'intensité lumineuse, on peut jouer sur l'amplitude de la "haute" tension alternative, mais également sur sa fréquence. Mais modifier la fréquence peut occasionner de drôles d'effet, de la simple extinction des feux (fréquence trop faible) à un changement de couleur (fréquence trop élevée). S'il n'existe pas de documentation technique précise sur la méthode à adopter, c'est parce que ce type d'éclairage n'est pas fait pour éclairer, mais uniquement pour décorer (flux lumineux faibles). Dans ce domaine, il faut donc expérimenter pour voir dans quelle mesure le réglage de la luminosité est possible, et ce de façon fiable si on veut en faire un usage scénique (quand on bricole chez soi, le montage peut fonctionner pendant quelques heures, mais en "conditions difficiles" et sur le long terme, c'est une autre histoire). Dans un premier temps, il faut donc être curieux et aller voir de près ce que font les "Inverter-Dimmer pour EL"... et s'y adapter.
C'est bien beau, tout cela, mais comment interfacer tout cela avec un "inverter" d'EL ? Les inverters du commerce qui disposent d'un réglage de luminosité et qui se branchent directement sur le 230 Vac, ne modifient pas l'amplitude du signal de sortie, mais seulement sa fréquence. Les copies d'écran qui suivent montrent la forme du signal en sortie d'un inverter "pro" pour trois niveaux de graduation (à gauche luminosité max, à droite luminosité min). Mesures effectuées avec sonde différentielle rapport 1:100.

interface_dmx_010_graph_001a  interface_dmx_010_graph_001c  interface_dmx_010_graph_001d  

La sinus presque parfaite observée pour une luminosité max (fréquence 2,3 kHz) change radicalement de forme quand on descend la luminosité (800 Hz au min). Dans les trois cas, la tension crête-à-crête mesurée est d'environ 350 Vcac, soit une tension efficace d'environ 124 Vrms pour le signal sinus. L'idée de remplacer le potentiomètre mécanique de réglage de luminosité par une version électronique m'a bien sûr effleuré, mais quid des tensions présentes aux bornes du potentiomètre de l'inverter testé ? Une rapide mesure au voltmètre en calibre DC indique une tension comprise entre 0 Vdc et 3 Vdc. Bien, cela tient dans les specifications des potentiomètres numériques tels que le MCP41100. Mais allons un peu plus loin et regardons ce qui s'y trouve côté alternatif :

interface_dmx_010_graph_001e

Aïe, là ça se gâte ! Signal "parasite" d'amplitude 60-70 Vcac (700 mV en crêtes sur écran oscillo avec sonde 1:100). Là, inutile de dire qu'il ne faut même pas essayer d'y placer un potentiomètre numérique standard ! Après réflexion, j'ai trouvé une parade, certes lourde à mettre en oeuvre, mais qui fonctionne et qui surtout présente l'avantage de laisser intact l'inverter d'origine (il suffit de débrancher l'inverter de mon interface pour lui redonner sa pleine autonomie). Autre petit soucis : commenter éteindre entièrement les panneaux EL avec une valeur DMX de 0% ? Là encore, un peu d'astuce et le tour est joué. Ah oui ? et en quoi consistent donc ces mystérieuses parades ? Hum... et si pour une fois je gardais mes petits secrets de fabrication ? ;-)

Alimentation
L'alimentation requise pour l'ensemble du circuit est de +5 V, elle doit être capable de débiter un courant d'au moins 100 mA. Le régulateur LM7805 adopté ici s'acquitte sans problème de cette tâche.

Points test
Broches du PIC inutiles en temps normal, utiles en cas de dépannage :
Ces points n'ont pas besoin d'être reliés ailleurs, ils ne servent qu'en cas de problème (analyse sur oscilloscope ou analyseur de données).

Prototype

Pas encore réalisé.

Logiciel du PIC

Logiciel non disponible sur ce site.

Circuit imprimé

Non réalisé par mes soins.

Historique

02/10/2016
- Ajout copies d'écran de mesures effectuées sur un inverter "pro" du commerce.
25/09/2016
- Première mise à disposition.