Aquila Reloaded – Chapitre 1 : Et si on modifiait un Scan DMX ?

Hello world,

Je n’ai pas assez de projets électroniques en ce moment… (ahah !), donc je me lance dans un nouveau projet…

Pimp my scan

J’ai acquis sur le marché de l’occasion deux projecteurs scan pour sonos. Il s’agit de scans DMX du constructeur Starway, de modèle « Aquila« pouvant fonctionner en mode autonome ou en mode asservi. La puissance lumineuse est assuré par une lampe halogène ELC 250W.

J’ai payé chaque projecteur la modique somme de 60€, ce qui est plutôt correct. Les scans souffrent néanmoins de problèmes de conception :

  • Sifflement des moteurs pas à pas désagréable (mais bon… c’est utilisé dans des salles à fort volume sonore, on s’en fout un peu 🙂 )
  • Les lampes chauffent beaucoup et ont une durée de vie faible (gros inconvénient des lampes ELC 24V)
  • L’éclairage halogène donne une couleur chaude, qui fait un peu « has been » (ça c’est une question de gout)
  • Il n’est pas possible d’ordonner en DMX le fonctionnement en mode autonome, les mouvements devront forcément être asservi en DMX et gérés par le logiciel
  • L’un des projecteurs ne fonctionne pas correctement en mode autonome : mouvements aléatoires (peut être une panne du micro ?)

Donc avant d’acheter ces scans j’avais une idée derrière la tête : réutiliser l’existant et l’améliorer :

  • Ajout d’un éclairage à LED 100w à la place de l’halogène de 250W (rendu en lumens équivalent voire supérieur)
  • Ajout d’un mode « stroboscope » géré directement par la LED, et non via un shutter motorisé (permet une fréquence de clignotement plus rapide)

L’objectif est de faire ces opérations à moindre cout, avec beaucoup de récupérations

Démontons la bête

J’ai démonté l’appareil afin d’en analyser sa conception. Il va sans dire que c’est simple, pour ne pas dire rudimentaire !

<photo>

Sur la partie gauche, on retrouve 2 roues : l’une sert à appliquer un filtre de couleur, l’autre sert à appliquer un gobo, elles sont pilotées par 2 moteurs pas-à-pas.

Sur la partie centrale, on retrouve un transformateur torique, avec 2 secondaires : l’un fourni 13V à 2,5A, l’autre fourni 24V à 9,8A. Autrement dit, le premier alimente l’électronique et les PAP, le second alimente la lampe ELC.

Sur la partie gauche, on retrouve le circuit électronique… J’en ferais une analyse un peu plus tard, mais à première vue c’est assez simple.

Par contre, le circuit imprimé contient quelques « rustines » peu esthétique… Surement dû à des soudures trop chauffées.

Enfin, partie visible, on retrouve bien entendu le miroir, articulé grâce à 2 moteurs PAP.

Focus sur les moteurs PAP

Les 4 moteurs PAP du boitier possèdent 6 fils, ils sont tous du même modèle. Il est difficile de trouver de la datasheet sur ces moteurs, mais on peut en déduire l’essentiel : ils sont à 200 pas par tour, et de type unipolaire, c’est très standard et très facile à piloter.

Focus sur la lampe ELC

La lampe ELC est tout simplement alimentée directement par le bobinage 24V du transformateur. Un relais assure la commutation de l’alimentation, directement sur le circuit secondaire du transformateur. Rien de sorcier !

Focus sur le circuit électronique

Le circuit électronique est de conception simple :

La partie principale du circuit électronique est composé de 2 micro-contrôleurs (en vert). Le premier IC sert à l’acquisition des données (microphone, bus DMX, DIP Switchs), le second IC sert au pilotage des sorties (moteurs PAP et relais de puissance). 2 pistes relient les 2 IC entre eux.

Un ensemble de composants sert d’amplification au micro electret (en orange), permettant de capter l’ambiance sonore de la salle. Le composant principal de ce circuit est un double AOP LM358, tout ce qu’il y a de plus standard.

Coté acquisition DMX (en bleu cyan), c’est du classique, c’est un SN75176, composant similaire au fameux MAX485. Il permet de transformer le bus symétrique du DMX (norme RS485) en bus TTL 0/5V compréhensible par l’IC.

Coté circuit de puissance des moteurs PAP (en violet), il y a 2 circuits SN74HC573N et 2 circuits ULN2803A. Le premier est une simple bascule D sur 8 bits, le second est un circuit de puissance à base de 8 transistors Darlington NPN. Les diodes « de roue libre » sont incorporées (elles permettent de protéger le transistor des courants induits). Une résistance de 4k7 ohms est également incorporée sur la base de chaque transitor. Chaque sortie peut encaisser jusqu’à 500mA. Bref, ce composant est « prêt à l’emploi », sans avoir besoin de composants supplémentaires, pour alimenter un moteur PAP unipolaire.

Les bascules D servent vraisemblablement à « maintenir » le moteur dans sa position. En effet, ils se comportent comme des mémoires en maintenant inlassablement l’état des sorties. De mon avis, leur utilité est assez limité dans la mesure où l’IC pourrait se charger de cette tâche.

Coté alimentation, un circuit de redressement suivi d’un circuit de régulation à 5V permet d’alimenter les circuits. Les moteurs PAP sont directement alimentés en sortie du redresseur (donc à environ 18V redressé). La lampe ELC est directement alimentée en 24V et est commutée à l’aide du relais de puissance (en rouge).

Plan d’action

Le plan d’action à envisager est assez simple.

Concernant le remplacement de la lampe, il faut étudier son remplacement par une LED 100W avec sa lentille convexe. Ce type de LED chauffe beaucoup et doit être refroidi avec attention, il va falloir que je récupère des radiateurs pour faire quelques économies, surement en recyclant des radiateurs de CPU. Il va falloir aussi que j’étudie ce qu’il est possible de faire autour du circuit d’alimentation.

Concernant le remplacement du circuit imprimé, mon souhait est de le remplacer par de l’Arduino. De préférence un « Nano » pour son faible encombrement et son faible cout. Il va falloir étudier ce qu’il est possible de faire pour piloter la LED en PWM, piloter les 4 moteurs PAP simultanément, le tout avec un nombre d’entrées/sorties très limité…

La suite au prochain épisode !

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