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Simulateur de soudure a arc

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Simulateur de soudure a arc

Message par likiki le Dim 15 Nov 2015 - 14:53

Nous avons sur nos réseaux des ateliers de réparation qui utilisent des postes de soudure à arc (garage, atelier ferroviaire, etc.). Les montages électroniques qui simulent la lumière émise par le poste de soudure sont généralement assez chers dans le commerce   .

Il y a déjà assez longtemps, j'avais publié un petit montage qui reproduit cette lumière sur un module Arduino Uno. Les arcs étaient émis de façon totalement aléatoire et on pouvait jouer sur quelques paramètres pour "personnaliser son montage". Seulement, c'est un peu bête de monopoliser un module Arduino pour cela   .

Si cela vous intéresse, je peux vous faire un petit tuto pour fabriquer ce simulateur avec seulement 3 composants. En comptant une plaque cuivrée et un support de CI en plus, le montage revient à moins de 5 euros (calcul fait sur le site Conrad).

Il faut bien sûr un module Arduino Uno (juste pour réaliser la programmation d'une puce ATTiny45) mais on peut le réutiliser ensuite pour autre chose   Wink .

Alors, ça vous dit ? 

La manipulation que je vais décrire permet de programmer des ATtiny avec un simple module Arduino. Vous pouvez y mettre le programme que vous voulez à condition qu'il soit adapté à l'ATtiny qui a moins de ressources que l'ATmega328 (microcontrôleur du module Uno). De plus, la longueur du programme doit tenir dans la mémoire de l'ATtiny (vous pouvez prendre un ATtiny85 au lieu du 45 si vous avez besoin de place).

En général, un programme pour faire clignoter des LED doit tenir dans un ATtiny45....

Voici le matériel qu'il vous faudra :

Pour programmer :
- un module Arduino et son logiciel de programmation téléchargeable gratuitement
- un câble USB
- une plaque d'essai (breadboard)
- 6 fils de liaison (straps)

Pour le montage :
- un ATtiny (l'ATtiny45 par exemple)
- un support de CI à 8 broches
- une LED blanche
- une résistance de 220 ohm
- une plaque à bandes cuivrées trouées au pas de 2,54 mm
- du fil et de la soudure

Bon, on commence ? 

Voici pour vous faire patienter une petite vidéo :

https://vimeo.com/142787726

L’essentiel de ce tuto est de décrire comment programmer un microcontrôleur ATtiny (peu importe son numéro) avec un module Arduino Uno. Je n’ai pour ma part rien inventé dans ce domaine, et je tiens à remercier guillaume22 du forum pour m’avoir transmis la marche à suivre. J’avais rangé tout cela dans un tiroir en attendant de recevoir mes ATtiny, puis quand je les ai reçus, j’ai laissé tout cela un peu plus longtemps dans le tiroir car occupé à d’autres choses (ou un peu flemmard peut-être !).

Un fil avait déjà été initié sur ce sujet par HDE5962, il commence ici : 
http://forum.e-train.fr/viewtopic.php?f=63&t=75315 

Voyons maintenant comment fabriquer un petit simulateur de soudure à arc qui ne fait appel qu’à 3 composants électroniques.

Principe : on reprend le simulateur de soudure à arc décrit pour le module Arduino Uno et on va l’adapter à une puce ATtiny45, microcontrôleur Atmel de 8 broches en boitier DIP. On programme cette puce avec le module Arduino Uno, utilisé comme programmateur. Une fois programmée, la puce est assemblée sur une plaque à bandes cuivrées avec une résistance et une LED blanche.

Adaptation du programme

Le programme écrit pour le module Uno utilisait la LED implantée sur le module (ou une LED blanche extérieure) sur la sortie 13. Or, il n’y a pas de sortie 13 sur un ATtiny45, donc on utilise la sortie 3, située sur la broche 2 du CI. De plus, la fonction randomSeed utilisait l’entrée analogique 0 : sur l’ATtiny, j’ai utilisé l’entrée analogique 2, située sur la broche 3 du CI. Le principe du programme est décrit à cette page (en bas de page) :

http://forum.e-train.fr/viewtopic.php?f=63&t=74953&start=15 

Voici le programme transformé pour notre puce ATtiny (appelons-le Sim_Arc_ATtiny45).

Code:
// Ce programme commande une LED blanche
// pour simuler un poste de soudure à l'arc.
// Il fait appel à la fonction random qui
// génère des nombres aléatoires.

// Duree_flash est la durée d'un flash.
// Duree_int est la durée entre deux flashes.
// Duree_flash et Duree_int forment un événement.
// Nbre_even est le nombre d'événements au cours
// d'un cycle de soudure
// P_repos est la durée entre deux cycles de soudure.

// Toutes ces données sont aléatoires mais bornées
// entre une valeur minimum et une valeur maximum.
// En jouant sur l'intervalle, on peut simuler au
// mieux l'effet de soudure à l'arc.
// Broche est la broche sur laquelle la LED est connectée 
// ici broche 3.

// Initialisation des variables
byte Broche = 3 ;
long Duree_flash ;
long Duree_flash_mini = 10 ;
long Duree_flash_maxi = 101 ;
long Duree_int ;
long Duree_int_mini = 10 ;
long Duree_int_maxi = 31 ;
long Nbre_even ;
long Nbre_even_mini = 10 ;
long Nbre_even_maxi = 21 ;
long P_repos ;
long P_repos_mini = 1500 ;
long P_repos_maxi = 7001 ;
long i ;

// Fonction d'initialisation, nécessaire pour mise au point
void setup ()
{
  randomSeed (analogRead (2)) ;
  pinMode (Broche, OUTPUT) ;
}

// Corps du programme
void loop ()
{
 Nbre_even = random (Nbre_even_mini, Nbre_even_maxi) ;
 for (i = 1 ; i <= Nbre_even ; i++)
   {
     Duree_flash = random (Duree_flash_mini, Duree_flash_maxi) ;
     Duree_int = random (Duree_int_mini, Duree_int_maxi) ;
     digitalWrite (Broche, HIGH) ;
     delay (Duree_flash) ;
     digitalWrite (Broche, LOW) ;
     delay (Duree_int) ;
    }
 P_repos = random (P_repos_mini, P_repos_maxi) ;
 delay (P_repos) ;
}

Environnement de développement (IDE) d’Arduino

Pour cette manipulation, je n’ai pas réussi avec la version béta 1.6.5 de l’IDE, donc je recommande d’utiliser la version 1.0.5 du logiciel IDE d’Arduino (ou 1.0.4, 1.0.3, 1.0.1 mais pas la version 1.0.2).

La description des manipulations qui va suivre suppose que vous avez déjà un peu l’habitude du logiciel permettant de programmer les modules Arduino (l’IDE). Ce logiciel ne comprend pas, dans sa version de base, les paramètres correspondant aux puces ATtiny ; en effet, le nom ATtiny n’apparait pas dans le menu Outils > Type de carte. Il faut donc installer le support ATtiny dans le logiciel. 

Connectez-vous à cette page :

http://scuola.arduino.cc/lesson/qX1117g/Programming_an_ATtiny_with_Arduino_ISP 

Dans le paragraphe 4, cliquez sur la deuxième ligne (Download the ATiny support for Arduino IDE) et enregistrer sur le bureau le fichier ZIP attiny-master. Déziper le fichier (extraire tout), vous obtenez un dossier attiny-master qui contient un dossier attiny.

Localisez où se trouve le dossier Arduino dans le répertoire programme (en général C:/program files (x86)/Arduino) et regardez s’il contient un sous-dossier « hardware » (sinon, créez le). Copiez dans ce sous-dossier « hardware » le dossier attiny (pas le dossier attiny-master !)

Redémarrez l’IDE d’Arduino ; cette fois, vous devez voir apparaitre tout ce qui concerne l’ATtiny dans le menu Outils > Type de carte  

Votre IDE est prêt.

Module Arduino comme programmateur

Démarrez l’IDE et connectez votre module Arduino avec le câble USB. Vérifier dans Outils > Type de carte que vous avez bien sélectionné Arduino Uno, que le port série est bien celui où est connecté le module (dans Outils > port série) et que vous êtes bien en programmation AVRISP mkII (dans Outils > Programmateur). 

Téléchargez le programme ArduinoISP (dans Fichier > Exemples) et téléversez le dans votre module Uno. Rien ne semble se passer et c’est normal, mais à la fin du téléversement, votre module Uno est devenu un programmateur.

Débranchez votre module Arduino de l’ordinateur.

Montage reliant l’ATtiny au programmateur Arduino Uno

Sur une plaque d’essai (breadboard), réalisez le montage suivant avec votre module Uno et un microcontrôleur vierge ATtiny45. Pour l’orientation de ce dernier, cherchez s’il existe une encoche comme sur le dessin ou bien un point repère sur la broche 1. Sur le schéma, ce repère est situé à gauche et la broche 1 est en bas à gauche. Vous avez 6 fils à relier au module Uno et 2 straps d’alimentation, vérifiez bien que vous ne vous êtes pas trompés.



Programmation de la puce

Rebranchez votre Uno à l’ordinateur via le câble USB.

Dans l’IDE, sélectionnez « Arduino as ISP » dans Outils > Programmateur.

Dans l’IDE, sélectionnez le type de carte « ATtiny 45 (internal 8 MHz clock) » dans Outils > Type de carte.

Comme c’est la première programmation de votre puce, gravez la séquence d’initialisation avec Outils > Graver la séquence d’initialisation. Ceci n’est pas à faire si vous reprogrammez votre puce ultérieurement.

Ouvrez le programme que vous voulez téléverser (ici « Sim_Arc_ATTiny45.ino ») et téléversez le. Le module Uno agit comme un programmateur pour programmer la puce ATtiny.

C’est fini (c’est plus compliqué à décrire qu’à faire !)

Si vous souhaitez reprogrammer votre module Arduino, pensez à restaurer les paramètres dans l’IDE (type de carte et programmateur AVRISP mkII).

La puce ATtiny est maintenant programmée ; collez-lui dessus un confetti de couleur pour la repérer des autres puces.

Vérification de la puce

Réalisez sur la breadboard le montage final en alimentant la puce ATtiny par le module Arduino, comme indiqué ci-dessous.



Branchez le module Uno à l’ordinateur via le câble USB ; le module est alimenté, donc alimente le montage. La LED doit émettre des flashs. 

Tuto de montage sur la plaque cuivrée

Nous allons maintenant reproduire sur une plaque à bandes cuivrées et trouées au pas de 2,54 mm le montage réalisé avec la breadboard. Il vaut mieux utiliser un support de CI comportant 8 broches.

Le montage étant destiné à finir dans un bâtiment (garage, atelier, etc.), nous chercherons à le faire le plus petit possible et c’est pourquoi nous ne suivrons pas tout à fait la répartition de la breadboard mais les connexions seront identiques.

Préparation du support

Découpez une plaque à bandes cuivrées de manière à avoir 6 rangées de 8 trous. La figure montre le montage côté composants à gauche ; les bandes cuivrées sont visibles comme si le support était transparent. Si on regarde la plaque côté cuivre, cela revient à inverser comme avec un miroir (à droite de la figure). Coupez les quatre bandes cuivrées entre le troisième et quatrième trou, ce qui est représenté en vert, en utilisant une petite fraise ou bien un foret ou encore un outil spécial. Vérifiez bien que le courant ne peut pas passer d’un coté à l’autre de la coupure, ni d’une bande à l’autre.


Le circuit est vu côté composants à gauche et côté cuivre à droite.

Soudage des éléments

Commencez par souder le support de CI avec l’encoche de repère en haut comme sur la figure, en laissant trois trous à gauche. On peut le maintenir bien appliqué sur le support avec un morceau de scotch.

Pliez les pattes de la résistance quasiment à ras du composant et introduisez-la dans le trou (2,3) (deuxième ligne, troisième colonne) et dans le trou (6,3). Soudez la résistance et coupez les pattes en excédant.

Introduisez l’anode de la LED (patte la plus longue) dans le trou (6,2) et la cathode dans le trou (4,2). Soudez les deux broches de la LED et coupez les pattes en excédant. 

Soudez un fil rouge (+ alimentation de 5 V) dans le trou (1,8) : n’oubliez pas que les trous (1,5) et (1,6) correspondent à ce que vous avez coupé de la bande cuivrée.

Soudez un fil bleu ou noir (- de l’alimentation de 5V) dans le trou (4,1). 
Immobilisez ces deux fils par un morceau de scotch le long des deux côtés de la plaque.

C’est fini ; il ne vous reste plus qu'à introduire la puce ATtiny45 dans le support en respectant bien son orientation.



Avant de raccorder une alimentation de 5 V, vérifiez bien votre montage. Vous pouvez utiliser votre module Arduino Uno pour alimenter votre montage en 5 V pour vérifier qu’il fonctionne.

Ainsi se termine ce tuto. Vous avez un simulateur de soudure à arc qui vous a coûté moins de 5 euros et que vous avez pu personnaliser en réglant par exemple le temps entre chaque période de soudure ; effet garanti si vous disposez au moins deux montages sur votre réseau.  Wink

Voici une photo du simulateur de soudure à arc (en logique câblée) paru dans LR603 de mai 1997 : à comparer avec la photo du dessus. On voit ici toute la puissance de la logique programmée, qui en plus permet de personnaliser le montage.



Enfin, sachez que vous avez également la possibilité de sonoriser votre simulateur de soudure à arc (voir le fil d'origine à l'adresse mentionnée plus haut).  




Par Arduino sur le forum LR Press

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Re: Simulateur de soudure a arc

Message par dany-om le Dim 15 Nov 2015 - 15:15

  tout est clair comme de l eau de roche, la, il ne manque plus que mon ADMINISTRATEUR PRÉFÉRÉ pour éviter de me sentir un peu moins seul, il est OUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUU, hello hello ADMINISTRATEUR, ou est tu Question Question Question Question

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Re: Simulateur de soudure a arc

Message par Cousin Hub le Lun 16 Nov 2015 - 12:07

HDE5962 cité par notre Chef n'est que le pseudo de votre serviteur sur le forum LocoRevue.

j'avais initié à l'époque sur le forum pour faire appréhender  l'Arduino aux débutants.

je remercie Christian d'avoir ressorti cet article du placard.

J'avais sur ce forum aussi, il me semble au début de notre histoire monter une vidéo pour vous montrer le montage avec le bruit en plus.

j'ai retrouvé la trace sur le forum post sur soudure à arc

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Re: Simulateur de soudure a arc

Message par likiki le Lun 16 Nov 2015 - 14:44

Te voilà démasqué Hubert.


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Re: Simulateur de soudure a arc

Message par dany-om le Lun 16 Nov 2015 - 20:06

lol! lol! lol!  

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Re: Simulateur de soudure a arc

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