Après que Philips ait démocratisé les simulateurs d’aube avec son « éveil lumière » à environ 150€, la mode est lancée ! D’autres fabricants en proposent aussi, avec des prix qui vont jusqu’à 300€.  Un simulateur d’aube est un appareil qui permet de se réveiller le matin en simulant un lever de soleil. Même avec les yeux fermés, le cerveau perçoit l’augmentation de la luminosité et déclenche le réveil. Et c’est bien plus doux qu’une sonnerie stridente d’un réveil classique !

Je vous propose ici tout ce dont vous avez besoin pour faire votre simulateur d’aube ! Ses fonctionnalités sont encore plus nombreuses que les modèles commerciaux les plus chers, et pour seulement une fraction du prix:

• Simulateur d’aube avec réglage de la durée du « levé », ainsi que la durée où la lumière est maximale
• 2 réveils indépendants.
• Tous les réglages sont conservés lors de coupure de courant, même l’heure !
• Simulateur de crépuscule. La lampe s’éteint progressivement pendant une durée réglable.
• l’intensité lumineuse de l’affichage décroît la nuit, pour réduire les lumières parasites pouvant éblouir pendant le sommeil.
• Toutes les fonctions sont télécommandables à distance.
• Utilise des composants standards, faciles à approvisionner.

Quelques photos :

Un look design avec un coffret en bois :

D’accord, ca fait aussi un peu détecteur de mensonge 😉

C’est une ampoule halogène de 100W qui est branchée dessus. Autrement, il est aussi possible de brancher n’importe quel éclairage existant.

Comment ca marche ?

Le cœur du montage est comme à mon habitude un microcontrôleur AVR d’Atmel. L’alimentation en électricité se fait grâce à un petit transformateur, un pont de diodes et un régulateur 5V  7805. La lampe est pilotée par un triac, ansi qu’un opto-triac pour isoler la logique du secteur 220V.  Afin d’assurer la variation d’intensité de la lampe, l’AVR doit commander le triac un certain temps après le passage du secteur par zéro. Un autre opto-coupleur mesure la tension du secteur.

L’affichage de l’heure passe par quatre classiques afficheurs 7-segments. Ils sont bien entendu multiplexés. Les 4 boutons sont aussi multiplexés, et n’utilisent donc qu’une seule entrée sur le µC. La luminosité ambiante est mesurée par une LDR sur une entrée analogique. Elle fait varier l’intensité de l’affichage à LED en faisant diminuer le rapport cyclique du multiplexage. En plein jour, les LEDS de l’afficheur brillent au maximum, pour être parfaitement lisibles. Alors que pendant la nuit, les LEDS ne sont qu’à peine éclairées, afin de ne pas éblouir pendant que l’on dort.

Un récepteur infrarouge TSOP1738 se charge de la démodulation de la porteuse, et le µC décode les ordres provenant de la télécommande.

Le reste, c’est le programme écrit en C qui tourne à 8MHz qui s’en occupe.

Détail du schéma

Le schéma n’a rien de particulièrement difficile. Le circuit imprimé est fait en 3 parties, afin de pouvoir s’adapter à n’importe quel boîtier. La plus grande plaque comprend le microcontrôleur, le transfo et les divers composants annexes. Un autre circuit est dédié aux afficheurs 7 segments et aux LEDS. Le troisième ne comporte que les boutons. Les pistes sont assez fines, et la gravure se fait sur un circuit double faces. Les schémas ainsi que les typons sont disponibles.

Sur la carte principale, j’ai laissé un grand espace pour mettre le tranfo. Il n’y a pas de piste routée, parce que tous les transfo ont des formats différents ! Les prises UART et I²C me servent pour le debug. La prise PROGRAMMATION a le format du programmateur que j’utilise et que je recommande. On peut l’acheter ici : http://tuxgraphics.org/electronics/200705/article07052.shtml. N’oubliez pas de souder les 5 vias, surtout celui qui est sous le support de l’ATMEL.

La carte des interrupteurs se connecte à la carte principale avec un petit bout de cable en nappe de 5 fils. Il faut faire attention au sens ! Les 4 diodes servent à éviter les court-circuits sur les segments lorsque l’on appuie sur plusieurs boutons à la fois. Elles manquaient sur le premier proto 🙂 !

Sur la carte des afficheurs, il y a beaucoups de via à souder. Attention aux soudures sèches, sinon il va y avoir des segments qui ne vont pas s’allumer 🙂  Les afficheurs et les LEDs doivent être soudés côté « composants ». Les transistors ainsi que le connecteur 14 points se souderons coté « pistes ».

Détail du soft

Le programme utilise quelques astuces pour simplifier le schéma.

Mesure du temps

Afin d’économiser un quartz, l’AVR utilise son oscillateur RC interne. Celui ci ne permet pas d’assurer la précision nécessaire à un réveil. Par contre, EDF garantie une fréquence précise de 50Hz, et il suffit de compter le nombre de passage par zéro pour mesurer le temps qui s’écoule. Et voila !

Sauvegarde de l’heure

Rien de plus désagréable que de devoir re-régler l’heure du réveil lorsque le disjoncteur saute. Dans la plupart des réveils, il y a une pile de sauvegarde … mais elle est toujours vide ! L’AVR possède une EEPROM qui garde les paramètres en l’absence d’électricité. Mais celle-ci a une durée de vie limitée, on ne peut donc pas écrire l’heure chaque seconde.

Cependant, le capteur de passages par zéro peut nous indiquer la coupure d’électricité. L’énergie stockée dans les condensateurs de filtrage laisse juste le temps de sauvegarder l’heure dans l’EEPROM. Bien sûr, l’heure n’avance pas lorsque qu’il n’y a plus de courant, mais cela permet de garder l’heure lors d’une courte coupure. Bien sûr, tous les réglages des heures des réveils sont aussi conservés.

Mode d’emploi

Le simulateur d’aube comporte 4 boutons et 4 LEDs. Les 4 boutons sont nommés « Mode », « Shift », « Moins » et « Plus ». Le bouton mode permet de faire les réglages des paramètres. Pendant le réglage, « Shift » permet de changer la sélection des heures ou des minutes. « Plus » et « moins » permettent d’augmenter ou diminuer la valeur.
Les 2 LEDs du bas indiquent si le réveil 1 ou 2 est activé. Pour activer ou désactiver un réveil, il faut appuyer longtemps sur le bouton « moins » pour le réveil 1, ou « plus » pour le réveil 2.
En appuyant longtemps sur « mode », on règle l’heure. Pour terminer, il suffit d’appuyer sur « mode » de nouveau.
Pour régler les paramètres des réveils, il faut appuyer sur « mode ». A chaque appui sur mode, on passe au réglage du paramètre suivant. L’ordre est le suivant:

• heure réveil 1
• Temps d’allumage progressif réveil 1
• Temps d’allumage complet réveil 1
• heure réveil 2
• Temps d’allumage progressif réveil 2
• Temps d’allumage complet réveil 2

Si l’on appuie sur aucune touche pendant quelques secondes, l’affichage revient à l’heure.

Pour le simulateur de crépuscule, il faut appuyer longtemps sur la touche « shift ». Ainsi, la lampe s’éclaire au maximum puis la luminosité diminue progressivement pendant le temps indiqué sur l’afficheur. On peut bien sûr régler ce temps à l’aide des touches « plus » et « moins ».

Réalisation

L’archive à télécharger contient tous les fichiers nécessaires à la construction du simulateur d’aube. Il y a les schémas, les typhons, ainsi que tous les codes sources.

• simulateur_aube_v0.7.tar.bz2

TODO

Il reste quelques petites choses à fignoler :

• La télécommande est encore à travailler
• La lumière scintille un peu parfois