Projet 10 - Dispositif d’affichage utilisant la persistance rétinienne

1. Principe de fonctionnement

Le dispositif est constitué d’une Arduino NANO contrôlant un ruban de leds adressables multicolores APA102. Le montage est alimenté par une pile 9 V de manière à être autonome et monté sur un objet rotatif sans nécessiter de fil d’alimentation qui empêcherait la rotation sur plusieurs tours.

Le code exécuté par l’Arduino permet de créer une séquence graphique sur la portion de ruban de leds. En mettant ce ruban en mouvement (de manière linéaire ou circulaire)...

1. Alimentation électrique

L’alimentation électrique du montage demande un peu d’attention pour deux raisons : d’une part, elle doit être autonome, de manière à pouvoir installer le dispositif n’importe où, et notamment sur un objet tournant comme une roue de vélo ; d’autre part, les rubans de leds adressables réclament une alimentation à la tension constante de 5 V.

Pour une plus grande autonomie, le circuit est alimenté à l’aide d’une pile 9 V, mais pour réduire la tension d’alimentation des leds à 5 V, il faut utiliser un composant très utile : le régulateur de tension. Celui-ci est de type L7805CV, un modèle courant et facile à trouver. Il accepte une tension d’alimentation comprise entre 6 et 35 V. Pour le câbler, il suffit de relier sa masse à celle du reste du circuit, l’entrée au boîtier de piles 9 V (mettez celui-ci en position d’arrêt pendant le montage pour éviter toute fausse manœuvre), et la sortie à l’alimentation du ruban de leds.

Alimentation électrique...

1. Test des leds adressables

Afin de vérifier que le circuit est correctement câblé et que les leds sont toutes fonctionnelles, il faut exécuter un code qui provoque l’allumage successif de chacune d’entre elles.

Mais avant d’écrire ce code, il est nécessaire d’installer la bibliothèque DotStar, qui simplifie le pilotage de ce type de leds.

Installation de la bibliothèque Adafruit DotStar

Une fois l’installation faite, passez à la rédaction du code chargé d’allumer alternativement les leds en changeant de couleur avec un effet "chenillard", afin de vérifier leur bon fonctionnement.

Les déclarations initiales contiennent quatre lignes : les deux premières chargent la bibliothèque Adafruit DotStar et la bibliothèque SPI, celle-ci étant nécessaire à la bibliothèque DotStar. En effet, comme expliqué précédemment, le ruban de leds communique grâce au protocole SPI.

#include <Adafruit_DotStar.h> 
#include <SPI.h>   
 

Les deux lignes suivantes permettent d’instancier une chaîne de leds DotStar (ou APE102). La variable NOMBREPIXELS reflète le nombre de pixels effectivement présents sur le ruban.

#define NOMBREPIXELS 16 
Adafruit_DotStar ruban = Adafruit_DotStar(NOMBREPIXELS, DOTSTAR_BRG);
 

Le second paramètre de l’instanciation de la chaîne de leds (appelée ici ruban), réglé à la valeur DOTSTAR_BRG, reflète l’ordre de codage des trois...

1. Améliorations possibles

Cet afficheur utilisant la persistance rétinienne est déjà très amusant, mais il peut être amélioré de plusieurs manières.

Créer des dessins figuratifs

La formule de l’harmonographe recèle bien des possibilités. Apparentée à la superellipse (ou courbe de Lamé) ou à la controversée "superformule" de Johan Gielis, elle est potentiellement capable de dessiner à peu près tout ce qui apparaît dans notre monde. Comment, avec harmonographe, dessiner un trèfle à quatre feuilles ? Ou des engrenages ?

Faire varier les motifs

Créez des motifs additionnels, avec par exemple des paramètres générés par un nombre aléatoire, ou mieux par l’information venue d’un capteur (accéléromètre, thermomètre...). Les variations de l’environnement provoqueront des fluctuations de forme, rendant le dessin plus ”vivant”.

Surveiller la batterie

La pile peut être avantageusement remplacée par un accu lithium-ion, moins lourd et plus compact. Dans ce cas, pensez à afficher le niveau de tension de la batterie à l’aide des leds, afin de surveiller son état de charge.

Synchroniser l’affichage

Pour générer des images parfaitement synchronisées...