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Encodeur double


Le stack radio

Après mûre réflexion, nous avons décidé de construire un ensemble radio composé de haut en bas de :

  • Boîte de comm (qui active et distribue les sons des diverses sources)
  • PA
  • Radio 1 NAV/COM
  • Radio 2 NAV/COM
  • ADF
  • Transpondeur à poussoirs

                  

Les façades ne sont pas encore réalisées physiquement, mais il est indispensable de les dessiner précisément pour pouvoir dessiner les PCB. Vous pouvez télécharger la version PDF imprimable définitive (11/2010).

Disposition générale

Après réflexion, nous avons choisi de réunir sur un même circuit les quatre appareils Radio1, Radio2, ADF et Transpondeur, et de disposer la boîte de comm et le PA sur un second circuit. Cette solution simplifie le câblage, avec pour contrepartie l'impossibilité de dissocier les radios dans une utilisation future.

Module boîte de comm et PA

La Boîte de comm

Elle va permettre de choisir d'une part quelle source sonore on entend : Com1, Com2, ADF, Nav1, Nav2 (pour identifier en morse les balises radio-nav), MKR (markers d'ILS) et DME. Il n'est pas possible d'écouter à la fois COM2 et COM2 (voir ci-dessous le problème des 2 radios) ; il a été décidé d'utiliser le bouton Both pour basculer tous les sons dans les casques et de désactiver les haut-parleurs afin de voler en silence si nécéssaire.

Les deux boutons sur la droite permettront d'activer l'intercom entre les pilotes (à créer en dehors de FS), et/ou d'enclencher les haut-parleurs cabine à la place des casques (pour une démo publique, par exemple). Les potentiomètres de droite permettront de régler le volume de l'intercom et des haut-parleurs, via un circuit que Pierre01 va sûrement nous faire.

Nous avons chacun réalisé une boîte de comm différente : j'ai disposé les boutons verticalement, tandis que Pierre01 a préféré les disposer horizontalement. Ces choix conduisent à des circuits différents. Le mien fonctionne bien, l'autre n'est pas encore testé, c'est pourquoi je donne ici le mien (mais certainement moins pro que celui de Pierre01 !).

Le PA

Là, c'est du très classique, quasi identique au PA standard de FS. On a simplement décidé de régler l'altitude voulue par un encodeur (à droite), et la VS (vertical speed) par deux poussoirs. A ce jour, le code SIOC est en cours de finition.

La réalisation

Voici à quoi ressemble l'ensemble :

IL s'agit donc de deux PCB distincts, l'un pour les boutons de Comm, l'autre pour les pour le reste, principalement le PA.

Les deux PCB sont reliés par des barettes de pins (système "maison" pour relier une face soudure à une face composants).

 

Et une vue côté soudure du circuit principal :

Les PCB ont été dessinés avec ExpressPCB, logiciel gratuit disponible ici. Ce petit soft est en anglais, mais il est à la fois très simple d'emploi et assez puissant. Une fois le circuit terminé, on peut soit passer le commander directement aux USA par une fonction du logiciel, soit simplement l'imprimer pour le fabriquer soi-même. Contrairement à la radio (voir ci-dessous), les circuits peuvent ici être réalisés à la maison. Les voici :

Vous pouvez télécharger ce fichier ici ou en cliquant sur l'image. Notez que je n'ai pas correctement respecté les couleurs traditionnelles des côtés soudure et composants (le circuit principal devrait être en vert et les straps en rouge).

Pour le reste, le code SIOC est écrit, vous le trouverez prochainement à la page  Programmation.

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Module Radios/ADF/Transpondeur

Pour vous mettre l'eau à la bouche, une photo du module en fonctionnement (sans les façades, nous n'avons pas encore de boîte !).

Radios

Chacune des deux radios comporte :

  • Les parties NAV à droite et COM à gauche, avec les fréquences Stand-by et Active pour chacune (soit quatre fréquences en tout) et deux boutons de bascule (swap) pour activer la fréquence Stand-by.
  • Un bouton "Push Test" du côté NAV, qui allume tous les afficheurs de la radio pour tester leur bon fonctionnement. Dans la réalité, c'est un bouton "Pull ident" (donc qui se tire pour être activé) ; il permet d'entendre le VOR dans le système audio. Nous obtiendrons cette fonction sur la boîte de comm, et il est beaucoup plus compliqué de faire des boutons qui se tirent...
  • Un potentiomètre à interrupteur côté COM, qui permet d'éteindre la radio, même si l'inter Avionics master est sur ON. Le potentiomètre de la Radio 1 permettra de régler le volume du son de Teamspeak (contrôle en réseau) dans les casques, via un circuit à venir. Celui de la Radio 2 sera factice, en dehors de l'interrupteur.

Les boutons de swap et d'ident sont éclairés (commande par l'inter Panel), mais il n'y a pas dans cette version de rétro-éclairage des inscriptions.

Quand on éteint une radio, les fréquences et l'éclairage de ses boutons s'éteignent avec. Il est prévu dans ce cas, de rendre la radio inopérante dans FS et dans Teamspeak. Cela permettra dans le futur de simuler des pannes...

Utiliser les deux radios avec IVAO

Lorsqu'on vole en réseau sous IVAO avec FS 2004 ou FSX, on utilise Teamspeak pour toutes les communications radio. Or ce dernier ne peut utiliser que la radio 1 de FS, et qu'il ignore totalement les fréquences de la radio 2. On est donc limité à une seule fréquence active et une seule stand-by, ce qui est parfois léger quand on vole en environnement contrôlé et animé.

Pour contourner ce problème, j'ai écrit un programme SIOC qui permet d'utiliser les 2 radios avec IVAO ; le principe est de désolidariser les radios 1 et 2 physiques des radios 1 et 2 de FS : selon le choix fait (COM1 ou COM2) sur la boîte de comm, on envoie la fréquence active correspondante à la radio 1 de FS, et donc Teamspeak suit... Vous trouverez prochainement le programme à la page Programmation. Les radios sont entièrement fonctionnelles.

Le problème des 1 et des points décimaux

Problème classique pour les radios : comment afficher les "1" des centaines et les points décimaux, qui sont toujours allumés dès que la radio est sous tension ? Il existe plusieurs solutions ; on pourrait par exemple utiliser un digit des cartes Display pour afficher chaque "1". Mais outre que cela "consomme" quatre sorties afficheurs (il y a quatre "1" par radio), cela ne résout pas la question des points, que la carte Display ne gère pas.

Autre solution : gérer chaque segment des 1 et les points décimaux comme des leds, en les connectant à autant de sorties Led de la Master. Cela fait donc huit sorties par radio, sans compter le rétroéclairage des poussoirs...

Nous avons choisi une solution différente : un petit circuit à 3 transistors commande les 1, les points décimaux et les leds d'éclairage des poussoirs à partir d'une alimentation indépendante. Il y a un de ces circuits pour chacun des instruments, soit 4 au total : un sur la carte afficheur de chaque radio et deux sur la carte principale, pour l'ADF et le transpondeur. Bien sûr, l'allumage des afficheurs est conditionné par la présence de courant ET par le bouton d'allumage de l'instrument.

Voici le schéma électrique version 1:

Pierre01 a ensuite fait un seconde version, qui est plus sûre dans le cas d'une entrée IN_2 un peu faible (inférieure à 5 volts). C'est cette version qui est implémentée dans le PCB téléchargeable ci-dessous.

La beauté de la chose, c'est que la condition d'allumage des 1 et des points est reprise par câblage sur les autres afficheurs (entrée IN_1 du schéma). En d'autres termes, ils s'allument dès que les autres chiffres s'allument. On n'a donc rien à programmer.

Quant à l'éclairage des poussoirs, ils sont tous commandés par une unique sortie led de la Master (entrée IN_2 du schéma), mais ne fonctionnent que si l'instrument est allumé . Cette sortie est mise à 1 par l'inter Panel, si les conditions d'allumage sont réunies (courant+avionics sur ON).

ADF

L'ADF comporte un encodeur double pour régler la fréquence NDB. La fréquence comporte quatre chiffres et une décimale. Il y a cinq boutons poussoirs, dont quatre sont inactifs pour l'instant, dans l'attente d'implémenter une fréquence d'attente et un timer dans une future version. Le dernier est un bouton de test de l'affichage de l'ADF.

Transpondeur

Nous avons choisi le modèle à boutons poussoirs : on obtient le code en le composant sur des boutons numérotés de 0 à 7 ; petit challenge de programmation SIOC, si on ne compose pas 4 chiffres dans les 10 secondes, le code précédent la première frappe est automatiquement restauré.

Le transpondeur possède aussi un bouton VFR qui affiche directement les codes 7000 (code VFR Europe), 1200 (code US) ou 2000 (code Polynésie), par appuis successifs.

Le poussoir Ident, sur la gauche, permet, à la demande du contrôleur, d'envoyer une information d'identification sur le réseau IVAO.

Le bouton principal comporte les positions Off, Test (tous les afficheurs allumés) Stand-by, ON et Charly (ces dernières positions sont en fait identiques).

Là encore, tous les poussoirs sont éclairés, mais pas les inscriptions.

Le code SIOC est fonctionnel (bientôt dans la page Programmation).

Le circuit Radio/ADF/XPNR

Il se compose de plusieurs circuits imprimés :

  • Un circuit principal double face (ci dessous en cours de montage) supporte les poussoirs, encodeurs, potentiomètres et leds d'éclairage des boutons, ainsi que tous les connecteurs vers les cartes  (une Master et 3 display d'Opencockpits).

  • A la hauteur de chaque radio, un PCB secondaire  porte les afficheurs (4x5, soit 20 par radio) ainsi que les circuits des points, 1 et leds.

Chaque commutateur rotatif reçoit également un petit PCB de fabrication maison pour le transformer en encodeur. Vous le trouverez à la page Encodeur double. Quant aux commutateurs rotatifs, ils ont également un petit PCB spécial. qui facilite leur câblage. Nous avons d'ailleurs réuni les 10 circuits encodeurs et les 2 commutateurs sur un même fichier, pour les réaliser tous en une seule gravure :

Vous pouvez le télécharger ici ou en cliquant sur l'image.

Voici donc l'ensemble des pièces pour cet élément :

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Le circuit imprimé (PCB)

Il a également été dessiné avec ExpressPCB, (logiciel gratuit disponible ici). Cette fois, comme le circuit est relativement complexe et en double face, nous l'avons commandé. En effet, il s'agit d'un circuit ayant obligatoirement les trous métallisés, ce qui interdit de le réaliser par les moyens amateur classiques (insoleuse et perchlo).

Il est arrivé par la poste trois jour plus tard, accompagné d'une taxe de douane non prévue au programme... Nous avons inclus dessus les deux PCB d'affichage des radios. Pour fixer les idées, cela nous est revenu à un peu plus de 100 dollars US par personne, douane comprise.

Voici le PCB sous ExpressPCB.

Note importante :  Il s'agit de la version 2, légèrement amélioré par rapport à la version 1 que nous avons réalisée, mais qui de ce fait n'a pas été testée. En toute logique, il ne devrait pas y avoir de problèmes, mais nous ne pouvons pas garantir son bon fonctionnement.

Vous pouvez le télécharger en cliquant ici ou sur l'image. Il est prévu pour être relié à une carte Master (connecteurs J3 et J4, ainsi que le connecteur 20 contacts en haut à droite) et à 3 cartes Display (connecteurs 34 contacts derrière les radios et 20 contacts derrière l'ADF. Les afficheurs ADF et transpondeurs sont placés sur des PCB 5 afficheurs d'OpenCockpit, même si le transpondeur n'a que 4 chiffres, et reliés avec les pins en "L" (encadrés pointillés).

En bas, les deux PCB afficheurs des radios, avec leurs circuits de commande des 1 et points.

Pour plus d'informations, contactez-nous (contact [at] simubaron.fr).

Description du PCB

Notez bien que la carte radio est complexe ; elle est compliquée à câbler, et si vous vous lancez dans sa réalisation sans la comprendre un minimum, vous risquez de vous retrouver avec une carte à moitié terminée et inutilisable.

Voici la liste des composants (également téléchargeable au format Excel) :

Pos.

Nbre

Désignation

Fournisseur

Réf.

 

Fournisseur

Réf.

Fournisseur

Réf.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

PCB principal 4 radios

ExpressPCB

 

 

 

 

 

 

 

2

PCB 20 afficheurs

ExpressPCB

 

 

 

 

 

 

 

2

PCB 5 afficheurs

IOCard

 

 

 

 

 

 

 

10

PCB encodeur

Perso

v1 ou v2

 

 

 

 

 

 

1

PCB commutateur

Perso

v1 ou v2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

1

Porte fusible

Conrad

536598-62

 

 

 

 

 

2

2

Connect. M 2ct détrom.

 

 

 

GoTronic

09815

 

 

3

2

Connect. F 2ct détrom.

 

 

 

GoTronic

09825

 

 

4

12

Connect. M 4ct détrom.

 

 

 

GoTronic

09817

 

 

5

12

Connect. F 4ct détrom.

 

 

 

GoTronic

09827

 

 

6

3

Connect. M 5ct détrom.

 

 

 

GoTronic

09818

 

 

7

3

Connect. F 5ct détrom.

 

 

 

GoTronic

09828

 

 

8

3

Barrette 1R. 36 cts.

 

 

 

GoTronic

08000

 

 

9

16

Barrette tulipe 32 points

 

 

 

GoTronic

08190

 

 

10

21

BP mini 6x6mm Lg 6

Conrad

700479-62

 

 

 

 

 

11

3

potar avec inter 47KB voir axe 4mm ?

 

 

 

 

 

 

 

12

21

 LED blanche Ø 3 mm

 

 

 

GoTronic ?

03024-10

Selectronic

11.6243-1

13

12

Commutateur Rot. 12 P.

 

 

 

GoTronic

07204

 

 

14

1

condensateur 10µF 16v

 

 

 

GoTronic

04886

 

 

15

10

condensateur 100nF

Conrad

453099-62

 

 

 

 

 

16

2

lot 5 Résistances 10k

Conrad

063653-62

 

 

 

 

 

17

2

lot 5 Résistances 100k

Conrad

063665-62

 

 

 

 

 

18

1

lot 5 Résistances 1k

Conrad

063641-62

 

 

 

 

 

19

2

lot 5 Résistances 27ohm

Conrad

063622-62

 

 

 

 

 

20

1

lot 5 Résistances 82ohm

Conrad

063628-62

 

 

 

 

 

21

1

lot 5 Résistances 47 ohm

Conrad

063625-62

 

 

 

 

 

22

8

transistor NPN Tz1 2N3904

 

 

 

GoTronic

02432

 

 

23

8

transistor PNP Tz1 2N2905A

 

 

 

GoTronic

02417

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

24

2

Connecteurs HE10 20 pin avec detrompeur

 

 

 

GoTronic

09783

 

 

25

2

Connecteurs HE10 34 pin avec detrompeur

 

 

 

GoTronic

09785

 

 

26

1

Connecteurs HE10 40 pin avec extracteur

 

 

 

GoTronic

08046

 

 

27

1

Barrette HE14 - 2 x 20 contact

 

 

 

GoTronic

08002

 

 

28

50

Afficheurs cathode commune OpenCockpit réf.

HDSP-7403

(ref à vérifier)

 

 

 

29

2

PCB holder for 5 displays OpenCockpit

[0T6]

 

 

 

 

 

 

Voici la disposition des composants telle qu'elle pourrait apparaître sur la sérigraphie.

Double encodeur, réalisé selon la méthode donnée sur cette page (COM1, COM2 et ADF), ou commutateur 5 positions pour le transpondeur.
PCB 5 Afficheurs d'OpenCockpit.
Ensemble d'un bouton poussoir et d'une led 3mm. Le poussoir et la led serviront de guide à la base du bouton lui-même.
Potentiomètre à interrupteur. En réalité, seul l'interrupteur est actuellement utilisé pour éteindre les radios et l'ADF ; les sorties potentiomètre seront éventuellement reprises pour la commande du circuit audio.
Connecteur HE10 40 contacts (J3 et J4), 34 contacts (vers Display 2 et 3), ou 20 contacts (vers Display 4 et en liaison avec J4 - voir explications ci-dessous).
Connecteurs 4 ou 5 contacts à détrompeur pour permettre de démonter les encodeurs, commutateurs et potentiomètres.

Pour pouvoir démonter et débrancher, il est important de ne pas souder les PCB afficheurs sur le circuit principal. La liaison est donc faite par des barrettes de connecteurs sécables, côté mâle sur le circuit principal, et femelle sur les PCB afficheurs. Mais les afficheurs doivent être trop proches du circuit principal pour utiliser les barrettes mâles telles quelles. Après les avoir mises en place sur la face avant du circuit principal et soudées sur son arrière, à l'aide d'une petite pince, on a retiré la barrette de plastique noir pour ne laisser dépasser que les pins, et on les a soudées aussi côté avant. Cela forme un connecteur qui fonctionne très bien si le manipule avec précaution.

Les câbles

Les connexions avec la carte Master se font par des nappes 40 fils ; sur le connecteur J4, les fils 21 à 40 se poursuivent pour aboutir au connecteur J4 20 contacts du haut. Le connecteur J3 va directement au J3 de la Master. La pin 1 (repérée par un petit triangle peu visible sur le côté du connecteur en nappe) est repérée sur le circuit par une pastille carrée. Cela impose le sens des connexions. Dans la version téléchargeable, pn a mis des connecteurs à détrompeur, ce qui n'est pas le cas sur notre première version.

Pour les cartes Display, le même principe a été adopté : la nappe arrive sur le connecteur J7 de la display, et les fils 1 à 16 se poursuivent pour aller sur le connecteur J6. Nous avons utilisé des connecteurs HE10, mais les connecteurs Display n'ont qu'une rangée de pins.

Pour les 2 radios COM1 et COM2, il faut les brancher de façon que la pin 1  soit sur les pins de J7. De même pour J6, le connecteur HE10 doit être sur "l'intérieur de la carte".

Pour plus de détails, n'hésitez pas à nous contacter.

Le montage

Voici quelques photos du montage (cliquez une photo pour l'afficher en grand format):

Détail du montage PCB Afficheur.

Le PCB principal nous a donné beaucoup de travail...

Le PCB (fabrication maison, celui-là) regroupant 12 encodeurs (à découper ensuite !).

Le PCB principal en cours de montage (poussoirs, circuits 1 et leds).

Autre vue du PCB principal.

Détail du PCB principal.

Le PCB principal vu de l'arrière, avec les encodeurs doubles installés.

Gros plan sur le PCB principal.

PCB afficheur en test : ça marche !

Premiers essais : Tout marche !!!

Vue des PCB afficheur côté connecteur (femelle).

Détail du montage du PCB afficheur sur le PCB principal, avec des barettes mâle d'un côté, femelle de l'autre.

Les connecteurs mâle sur le circuit, après suppression de la barette plastique et soudure côté avant.

Détail d'un connecteur mâle.

Câble en nappe pour relier les cartes Display.

Branchement des nappes J3 et J4.

Quand tout l'ensemble est branché, il y a du monde derrière (ici montage d'essai non finalisé en disposition...) !

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