Obturateur de vidéo projecteur

Meiller kevin

Projet de bac STI 2D SIN 2012-2013

L’OBTUR-A-FOND

L’obturateur de vidéo projecteur

Projet primé aux olympiades

des sciences de l’ingénieur

( 1er

place, académie de Dijon 2012-2013 diplôme en annexe)

Obturateur de vidéo projecteur

Sommaire

Pourquoi ce projet ? (page 3)

Problématique (page 3)

Cahier des charges (page 4)

Achat effectué du matériel (page 5)

Etude du DMX (Digital Multiplexing) (page 5, 6 et 7)

Carte ARDUINO UNO (page 7)

Communications XBEE (page 8)

La sécurité produite par L’XBEE (page 8)

La conséquence de l’XBEE sur la santé (page 8)

Programmation général (page 9)

Alimentation du boitier d’émission (page 9)

Côté écologie (page 9)

Serveur wifi et vue 3D du système (page 10)

finalité du projet (page 10)

Notice de fonctionnement (page 11)

Obturateur de vidéo projecteur

Pourquoi ce projet : Ce projet intituler l’obtur-à-fond et un projet réaliser dans le but de masquer la lumière

instantanément d’un vidéo projecteur, grâce a une commande fonctionnelle à distance dans

plusieurs domaines. Ce projet doit répondre à l’attente du professionnel du spectacle comme au

professionnel du milieu pédagogique.

Dans ce cas la, nous ne pouvons pas couper le vidéoprojecteur instantanément. De plus nous ne pouvons

pas avoir un écran complètement noir ; une lumière restera à moins d’éteindre le système.

Problématique : Dans le domaine pédagogique (salle de conférence, de cours...)

Garder un total attention du locuteur face aux projections numérique.

La non divulgation de donner personnel aux spectateurs.

Ne pas éblouir le présentateur.

Une technologie adapter a l’utilisateur du système.

Dans le domaine artistique (concert, théâtre,…)

Amélioré l’esthétique du spectacle présenter (ne pas éclairé les artistes sortant et entrant de scène).

Garder une faciliter d’installation et du teste du matériel.

Technologie adapter a l’utilisateur du système.

(Cas d’utilisation en Annexe)

Obturateur de vidéo projecteur

Cahier des charges : Exigence

ITEC -S’adapter à plusieurs types de vidéoprojecteurs. -Le design -Respect des normes de sécurité -Respect des normes environnementales. -Un Prix près de 160€

SIN

-Un pilotage DMX possible sans fil pour une diffusion de spectacle vide projeté dans un milieu artistique. -Un pilotage sans fils possible par l’intermédiaire d’une télécommande pour une utilisation dans un milieu un peu plus scolaire ou administratif. -Une adaptation possible sue l’alimentation existante du vidéoprojecteur. -Respect des normes de sécurité et d’impacte sur la Santer

(Diagrammes des cas d’utilisation et carte mentale en Annexe)

Répartition des tâches aux seins du groupe

ITEC (innovation technologique éco-conception)

Thomas Michon :

Etude du module en fonction des composant électronique (cerveaux moteur, cartes électroniques...);

conception 3d ; choix de matériaux ; fixation adaptable sur différents vidéoprojecteurs; design.

Project à réaliser en 70 heurs.

SIN (système d’information numérique)

Bourgeon Pierre :

-Partie commande sans fils (programmation émetteur sans fils recherche de solution communication

entre une télécommande et le module obturateur…), programmation cerveaux moteur, alimentation

énergétiques. Project à réaliser en 70 heurs.

Miller Kevin :

-Partie commande DMX (recherche du mode sans fils utilisé, programmation émetteur sans fils DMX,

programmation du réseau DMX,…), alimentation énergétiques. Project à réaliser en 70 heurs.

(répartition personnelle du temps de travaille en Annexe)

Obturateur de vidéo projecteur

Achat effectué du matériel :

Le coût total de ce Projet s’élève à une somme de 275€ TTC. Cette somme étant supérieure à la

somme annoncé dans le cahier des charges précédant, nous avons utilisé les matériels présents dans

l’établissement qui nous ont permis de dépenser seulement 92.18 € TTC.

Pour un coût réduit si le produit devrait être commercialisé, une production de masse et la création

de carte (pour ne pas utiliser les cartes de développement) permettrai de réduire le coût total.

(Liste détaillée des Achats générales en Annexe)

Chaine d’information et d’énergie : Cette chaine à était réalisée réunissant la totalité du projet. Tous le document ce réfère à ces chaine

grâce aux l’icone présent en au a droite.

Obturateur de vidéo projecteur

Etude du DMX (Digital Multiplexing):

Quesque le DMX ?

Le DMX512 est un protocole de multiplexage de donner (une technique de transmission qui permet

de faire passer plusieurs informations à travers un seule fils, appeler aussi Bus). Il est le plus souvent

utiliser dans le cadre de la gestion lumineuse et dynamique des scènes de spectacle. Il est aussi

utiliser en complément de sonorisation. Ce mode de transmission est élémentaire dans le monde du

spectacle il permet a son régisseur de contrôler l’aspect physique, et la mise en valeur de ces artistes.

Ce protocole répond parfaitement a l’attente du professionnelle dans le cadre du Project.

. (Mise en situation en Annexe)

Caractéristique et fonctionnement

Le DMX512 est un mode de transmission de donner en bus pouvant accueillir jusqu’à 32 matérielle

différent à une porter d’environ 200 Mètre par un câble de transmission, nommer XLR. Ce câble de

transmission procède trois broche 1 = masse ; 2 = data+ (aussi nommée point chaud) ; 3 = data- (aussi

nommée point froid)

Obturateur de vidéo projecteur

Visualisation du signale

Une visualisation du signal a était réaliser à l’oscilloscope afin de comprendre le fonctionnement du

protocole. (La visualisation suivante est une visualisation du canal 1 à 125.)

(visualisons en a l’états 0 et 255 de cette trame en Annexe)

Explication du fonctionnement

Le protocole DMX aussi nommée DMX512 car il est composé de 512 canaux (512 trame).

…

Une trame DMX et comprise entre 0 et 255 bits. Celle-ci procède 1bits de Définition de Trame, 1 bits

de START, 8 bits de Data et 2 bits de Stop.

2 4 8 16 32 64 128 1

Obturateur de vidéo projecteur

Problème suite à l’étude de ce protocole

L’Amplitude du DMX étant comprise entre +12 volt et -7 volt la lecture du signal par une carte type

de développement est compliquer voir impossible. Une carte micro programmable (FEZ PANDA ,

ARDUINO …) lira un signal compris entre 0v et 5v. Pour transposer l’utilisation d’un circuit intégrait

est nécessaire. Après avoir consultés des schémas type, des composants DMX j’ai choisit le circuit

micro intégrait SN75176.

(Schémas de montage en Annexe)

Carte ARDUINO UNO : La carte ARDUINO UNO est une carte de développement à microcontrôleur programmable.

Caractéristique de la carte

Cette carte est composer de 14 broches numériques d'entrées/sorties (dont 6 peuvent être utilisées

en sorties PWM (largeur d'impulsion modulée)), de 6 entrées analogiques (qui peuvent également être

utilisées en broches entrées/sorties numériques, d'un quartz 16Mhz, d'une connexion USB (occupant

le port série en cas de transfert) et d'un connecteur d'alimentation jack de 7 à 12 volts.

(Schémas de la carte en Annexe)

Pourquoi cette carte ?

Contrairement à l’idée de départ qui était d’utiliser une carte FEZ PANDA II comme dans le boitier de

réception présente dans le boitier de réception programmer par Mr.Bourgeon, J’ai utilisé la carte

ARDUINO UNO présente dans le stock de matériel du lycée. La carte ARDUINO UNO a était utiliser car

elle procède des librairies propre au DMX qui permette de développer des programme en c++. (La

carte FEZ PANDA II ce programme en c# et ne procède pas de librairie). Cette carte procède toutes

les qualités recherchées pour le projet.

Programmation

Sur cette carte l’outil de développement de logiciel est crée par le concepteur de la carte (il est

disponible sur le site internet gratuitement). Grace à la librairie DMX de la Carte ARDUINO UNO

intituler DMX sérial on peut vérifier si le montage électronique fonctionner en créant un programme

d’acquisition du DMX en fonction d’un servomoteur (ce programme fut un sucées).

(Programme en Annexe)

Obturateur de vidéo projecteur

Communications XBEE : Les Modules X-Bee Sont utilisés pour transmettre des données sans fils. Il utilise pour cela des

fréquences radio. Chaque X-Bee possède une adresse d’émission et une adresse de réception. Nous

allons pouvoir donner ces adresses avec un programme développé par le concepteur du module.

Un XBEE ne peut émettre est réceptionner simultanément.

Pourquoi ce module ?

Ce module à une porter de 200m se qui double distance de porter car le DMX procède aussi une

porter de 200m. il est peut couteux et nous permet d’utiliser une multitude de récepteur.

(Schémas de l’intégration XBEE en Annexe)

La sécurité produite par L’XBEE : le produit étant sans fils les risque d’accrochage des

câbles pouvant faire chuter le matériel, un artiste, un installateur ou un simple spectateur sont

inexistant.

La conséquence de l’XBEE sur la santé : Cependant, les ondes électromagnétiques comme celle des X-Bee peuvent agir négativement sur

notre santé. Il semble que le risque d’avoir une tumeur au cerveau augmente lors d’une exposition

quotidienne à des ondes notamment chez les enfants. Mais malheureusement, nous sommes

entourés d’ondes électromagnétiques et nous ne pouvons aujourd’hui plus nous en passer.

Le récepteur ici (brancher sur le COM 6)

émet à l’adresse 5678

Et reçois à l’adresse 1234

Le récepteur ici (brancher sur le COM 13)

émet à l’adresse 1234

Et reçois à l’adresse 5678

Obturateur de vidéo projecteur

Programmation général Les programmes suivant sont sur deux cartes différentes. Et programmer en c++ sur l’outil de

développement ARDUINO propre a la carte ARDUINO UNO.

Problème rencontrée suite à l’étude du module XBEE

La vitesse du DMX étant de 250 000 bauds la vitesse, celle de l’XBEE au maximum 125 000 bauds. Il

est impossible de communiquer directement le signale DMX par l’XBEE avec un seul port série.

Solution

Il faut donc utiliser un second port série. La carte ARDUINO ne possèdent qu’un seul port série il faut

donc utiliser une seconde carte. Pour des raisons économique et pratique il est possible de crée un

port série virtuelle sur la carte ARDUINO (Non réaliser en cause du temps imposer), Avec les deux

port série nous allons pourvoir réceptionner le signal DMX512 à 250 000, puis le traiter par

programmation de façon à géré seulement ce que l’on à besoin, pour enfin renvoyer deux états (par

obturateur) à l’aide ASCII en XBEE à une vitesse de 9600 bauds.

(Programme et explication en Annexe) / (Solution de transmission en Annexe))

Serveur wifi et vue 3D du système : Suite à la présentation qui nous à permit de reporter les olympiades des sciences de l’ingénieur de

l’académie de Dijon des améliorations fut proposer pour représenter notre académie aux niveaux

national.

Configuration du serveur THCP/IP

Grace au logiciel sweetlight et de son boitier d’interface proposent un LIVE et une application mobile

Jai pu configurer un serveur à l’aide d’un routeur, d’un ordinateur (qui hébergée le serveur) et

d’autre comme des tablettes, mobile… procèdent l’application et le droit a l’accès de ce serveur.

(Fonctionnement en Annexe)

Configuration d’une vue 3D

Ce logiciel propose aussi une application 3D j’ai alors configurai une mise en situation en réalité

augmenter sur le logiciel 3. Lors que nos obturateur et projecteur fonctionnerons la réalisation 3D

réagit simultanément. (Photo de la réalisation en Annexe)

Obturateur de vidéo projecteur

Alimentation du boitier d’émission : Pour faire fonctionner le système composer de deux cartes un seul transformateur est utile grâce un

système de pontage d’énergie dont la carte ARDUINO UNO dispose.

Grace aux sorti 3v3 et 5v des 3 masse la carte permet d’alimenter tous les composant

Côté écologie : Conception

Le boitier d’émission réalisé par mes soins est issu de la récupération d’un matériel qui était destiné

à la fin de vie, ainsi que le circuit micro intégrait récupéré sur une carte.

Fin de vie du produit

Le boitier d’émission est entièrement recyclable (composer d’abs). Tous les composants

électroniques de ce projet sont facilement récupérables et réutilisable (dans les deux boitiers)

Finalité du projet : La recherche et l’élaboration du prototype de m’on projet mon permit d’acquérir des connaissances

mais aussi de me perfectionner dans le travail d’équipe et l’interaction humain. Ce projet issu de

d’une collaboration entre ITEC et SIN à était mis en situation à paris.

(Schéma de toutes les transmissions en Annexes)

(Photo de la mise en situation en Annexes)

Obturateur de vidéo projecteur

Notice de fonctionnement :

PROCEDURE D’INICIATION DE LA PARTIE INFRAROUGE :

Se munir d’une télécommande Universelle de TV (de signal type RC5)

Brancher le système au réseau EDF (230V)

Actionner le bouton de mise en tension

Quand le dispositif est sous tension, un petit bruit sourd retenti.

Attendre le signal sonore du Buzzer, puis appuyer sur un bouton au choix de votre télécommande universelle.

Maintenant, le système est prêt à l’emploi. Ré-appuyer sur le bouton précédemment pressé pour changer de

position de la lunette d’obturation.

OU

Remarque : Si il y a appuis sur un bouton de la télécommande autre que celui appuyé précédemment, rien de se passe.

PROCEDURE D’INICIATION A LA COMMANDE PAR DMX SANS FIL

Mettre sous tension le boîtier d’émission en branchant l’adaptateur sur secteur.

Connecter le boitier d’émission à une console de lumière après avoir connecté tous les autres

matériels.

Maintenant le système est normalement opérationnel.

Ajuster le curseur sur la console de lumière affecté à l’usage de l’obturateur.

Le changement de position se fait en variant le curseur à ses extremums.

ZZzzz

Obturateur de vidéo projecteur

Annexe

Dans le domaine pédagogique

Dans le domaine artistique

Divulgation de

dossier

personnelle

Impossibilité de

coupée la lumière

sans éteindre le vidéo

en cas de sortie de

scène

Obturateur de vidéo projecteur

Exigence

Carte mental :

Diagramme des cas d’utilisations: (SYSML)

Obturateur de vidéo projecteur

Achat

*Carte ARDUINO UNO (en soldes) X2 : http://www.selectronic.fr/carte-arduino-uno.html

prix : 23.32€

*Carte mère FEZ PANDA (en soldes) : http://www.arobose.com/shop/microcontroleurs-robot/78-carte-fez-panda-ii.html

prix : 29,87€

-Température sensor : x1 http://www.arobose.com/shop/capteurs-robot/96-capteur-de-temperature-18b20.html

prix : 4.17€

*Module récepteur infrarouge : x1 http://www.arobose.com/shop/capteurs-robot/232-module-recepteur-infrarouge.html

prix : 4.14€

*Servomoteur : x1 http://www.robotshop.com/ca/servomoteur-hs311-hitec.html

prix : 6.12€

*Module xbee : x2 http://www.lextronic.fr/P20172-module-radio-xbee-xbp24-awi-001.html

prix :38.99€

-Platine de prototipage xbee: x2 http://www.lextronic.fr/P19755-platine-de-prototypage-pour-module-xbee.html

prix : 2.55 €

-xlr : x1 http://www.lextronic.fr/P19507-cable-professionnel-xlr-xlr-male-vers-xlr-femelle-1m-noir.html

prix : 6.80 €

-xlr 10m: http://www.lextronic.fr/P8510-cable-professionnel-xlr-xlr-male-vers-xlr-femelle-10m-noir.html

prix : 14.90 €

-Port xlr male : x5 http://www.lextronic.fr/P9158-fiche-xlr-male-nickelee-3-broches-pour-chassis.html

prix : 3.50€

-Port xlr femelle : x5 http://www.lextronic.fr/P9157-fiche-xlr-femelle-nickelee-3-broches-pour-chassis.html

prix : 3.50€

-Alimentation en T : x1 http://fr.farnell.com/volex/17268a/power-cord-iec60320c-13-14-6ft/dp/1232218

prix : 10.53 €

-KIT D’alimentation : x2 http://www.conradpro.fr/ce/fr/product/190822/Alimentation-entre-230-VAC-sortie-9-VDC-500-mA-

Conrad/SHOP_AREA_19226&promotionareaSearchDetail=005

prix : 17.52 €

*fiche mal alimentation : x1 et - fiche mal alimentation : x1 http://www.conradpro.fr/ce/fr/product/741126/Fiche-mle-Cei-Plate-16-A-noire-Kaiser-

76763swC/SHOP_AREA_19208&promotionareaSearchDetail=005

prix : 2.17 €

-bouton : X1m http://www.conradpro.fr/ce/fr/product/701351/Interrupteur-levier-2-x-OnOn-250-VAC-3-A-L-x-l-x-H-12-x-11-x-95-

mm/SHOP_AREA_19196&promotionareaSearchDetail=005

prix : 0.71 €

Total approximatif : 275 € Totale sans la récupération : 92.18 €

- : A commander * : en stocke au lycée

Obturateur de vidéo projecteur

Quesque le DMX ?

Le DMX va permettre sur cette lyre de contrôlé les

couleurs, la luminosité, les robots, les moteur, focus… Ce

genre de lyre utilise plusieurs canaux (ici 6).

Les matérielle utilisant le DMX vont tous utiliser un mode

de réglages des canaux qui leurs est destinés. (Afficheur

7 segment pour la lyre, système de clips pour projecteur

classique)

Obturateur de vidéo projecteur

Visualisation du signale

Visualisation du canal 1 à la valeur 0.

Les 8 bits sont ici égale à 0

0.0.0.0.0.0.0.0

1.1.1.1.1.1.1.1

Visualisation du canal 1 à la valeur

255.

Les 8 bits sont ici égale à 1

Tous les bits dont à l’état

1 :

1+2+4+8+16+32+64+128=255

Obturateur de vidéo projecteur

Problème suite à l’étude de ce protocole

Caractéristique de la carte

-7 v +12v 0v +5v

Schématisation du montage du composant d’adaptation de tension du signal DMX512 pour une carte de développement.

Sur ce schéma la prise jack

secteurs n’est pas

représenter.

Obturateur de vidéo projecteur

Programmation

Carte ARDUINO n°1

Appelle des librairies DMX et du

servomoteur

Définition des attache de lecture

et d’envoie

Marche du servomoteur en

fonction du DMX. (Canal 1)

Visualisation de

compilation.

Port USB de connexion de la

carte

Obturateur de vidéo projecteur

Pourquoi ce module ?

Solution

X BEE situer en bas envoi un « O » ou un grand « F » en ASCII, en fonction de la valeur du DMX.

Ici l’XBEE envoi ici un O qui permettra d’ouvrir le cache

Obturateur de vidéo projecteur

Programme en de la réception et de la modification du signale DMX à 250 000 bauds

Introduction de la librairie DMX

Définition des pates de

transmission

Lecture des canaux 4 et 1,

création de leurs conditions

en fonction d’une valeur

comprise entre 0 et 255.

Création de deux états

en fonction de la

condition annoncer

précédemment et

envoie sur leurs broches

défini.

Programme exécuté en boucle

Obturateur de vidéo projecteur

Carte ARDUINO n° 2

Définition de la vitesse

d’envoie en bauds

Transformation de l’état

haut est bas précédemment

programmer en O et F en

ASCII de la 1er transmission.

La led ici permet de vérifier

que le système est bien

opérationnel.

Transformation de l’état

haut est bas précédemment

programmer en O et F en

ASCII de la 2nd transmission.

Programme exécuté en boucle

Obturateur de vidéo projecteur

Configuration du serveur THCP/IP

Configuration d’une vue 3D

Deux obturateur son ici

mi en situation, ceux-ci

sont mobile en fonction

de l’action DMX exercer

sur le prototype.

Le Pc héberge le serveur 192.168.133.1 il attribue un

adressage IP à chaque matériel voulant ce connecter à

la TREDNET après qu’il ce soit attribuer lui-même une

adresse.

Obturateur de vidéo projecteur