Chrono grand format – GliderScore

Organisant de nombreux concours de modélisme FF2000, F3J, et F5J, les clubs des Pélicans et des Cigognes ont décidé de se lancer dans la fabrication de grands afficheurs lumineux. Ces derniers permettront d’afficher le chronométrage et d’assurer une gestion simple et fluide du déroulement des concours.

Le cahier des charges était simple :

• Compatibilité avec GliderScore.
• Simplicité et coût raisonnable.
• Visibilité à longue distance – 200 mètres.
• Liaison sans fil pour éviter les câbles.
• Possibilité d’utiliser plusieurs afficheurs simultanément lors d’un concours.

La première étape a été de décoder le protocole série utilisé par le programme GliderScore.
Cependant, le développeur, Gerry, a considérablement amélioré le système en y intégrant un protocole étendu qui offre désormais les fonctionnalités suivantes :

• Affichage du temps du chronomètre.
• Indication de la manche et du groupe de vol.
• Statut du vol : en préparation, en temps de travail ou en temps d’attente.

Le synoptique

• Récupération de la trame en USB sur le PC gérant le concours au travers d’une carte module émission en 2.4 Ghz.
• Réception de la trame sur une carte module réception avec gestion et affichage sur des grands Display 7 Digits.

Les display ou afficheurs 
Nous avons fait pas mal de tests avec de la bande led plus ou moins forte, mais la solution la plus lumineuse reste des segments dédiés de type  BigDigit. il existe en plusieurs tailles et en 4 couleurs (Blanc, Jaune, Rouge et Vert)
La description sera faite pour des segments de type 8 et 10 pouces, on verra à la fin comment passer sur des segments 12 pouces
Chaque chiffre de votre chrono est composé de 7 segments alimentés en 12V (attention le rouge est la borne négative … couleurs chinoises lol)
Dans notre panneau, nous avons 2 chiffres pour la manche et le groupe en 8 pouces couleurs vert et rouge, puis 4 chiffres en 10 pouces en couleur blanche qui est théoriquement la lumière la plus visible.

Carte pilotage des afficheurs.
Pour piloter les 7 segments des afficheurs, nous allons utiliser un module de pilotage de type Large Digit Driver

Ce module permet le pilotage de 7 drivers d’une dimension allant jusqu’à 10 pouces, La puissance de commande du circuit permet la commande et la gestion d’afficheurs jusqu’à 10 pouces, au dessus une carte de puissance supplémentaire est nécessaire.

il est simplement piloté par un Arduino avec 6 connexions y compris l’alimentation, 3 fils de pilotages , le +12V, le +5V et la masse.

Nous cascaderons autant de modules que nous avons de display, soit 6 modules LargeDigitDriver 

Sur la carte large digit driver vous disposez de 8 sorties A, B, C, D, E, F, G, DP. Ce sont les sortie négatives afin d’attaquer les displays.(pour rappel le – des segments est le rouge …et oui faut suivre).
Je vous rassure, pas de risque de griller les segments même lors d’un câblage à l’envers.

Le +12 est commun et est représenté par 12V

Donc si on résume on aura 2 modules électroniques 

• 1 module d’émission 
• 1 module de réception et de gestion des afficheurs

Le module d’Emission :

Le module d’émission est donc composé d’un Arduino Nano, d’un module NRF24L01 et d’un afficheur Oled permettant une visualisation de la bonne liaison avec le PC.

Le Schéma :

Le Programme :

La globalité du programme source arduino se trouve sur GitHub, 
Transmit_all sur github
Ce programme décode les trames en provenance du port USB en liaison avec le PC et GliderScore, les encodes sur le canal 0 en 2.4Gkz (aucun risque avec nos radios)  et les envois toutes les 250ms.

Un simple boitier en bois permet le montage et la protection de la carte. l’afficheur est bien pratique pour être sûr que la réception de glider score est bonne. Sur le module émission, préférez les grandes antennes et un câble USB de 3 mètres permettant de monter le boitier d’émission en haut d’un piquet ou poteau ou l’antenne ne sera jamais masquée par une personne.

Le module de Réception.

Le module de réception est donc composé d’un arduino Nano, d’un module NRF24L01 et de 6 circuit large digit driver pour le pilotage des segments display.

Le Schéma :

Le Programme

La globalité du programme source arduino se trouve sur GitHub, 
Receive_Display sur github
Ce programme décode les trames de réception en 2.4 Ghz et les envoie vers les drivers de puissance et de pilotages des display

Le module de réception sera directement monté dans le châssis de l’afficheur, il est alimenté par une grosse batterie de voiture de 12V servant aussi pour les Display (prévoir juste une diode pour éviter les inversions) 

Les 6 modules larges digit drivers sont câblés en série, Un petite carte adaptatrice a été faite pour faciliter le câblage des Display.

Configuration de GliderScore 

Le programme qui permet la gestion de l’afficheur et l’appel des concurrents est Digital Timer en version >=1.05.
Configurer Output Format sur « Extended Protocol » et pour le Port Name le port série de votre carte d’émission Arduino.
dés l’appuis sur START, vous devez avoir en recopie sur le LCD du module les valeurs.

Gestion de display de plus de 10 pouces.

Si vous vous attaquez à des afficheurs de plus de 10 pouces, le module large digit driver limitera le courant à 500mA. Cela fonctionnera, mais votre Display ne sera pas au maximum de sa luminosité. La solution est donc de passer par une carte de pilotage de puissance à base de mofset. 
A moins de 5 euros la carte chinoise, pas la peine de se faire son circuit de puissance.

Bref en sortie de notre large digit driver, on attaquera une carte de puissance qui elle gérera les afficheurs pour les dimension >10 pouces.

Carte à borniers, avec Led de visualisation de la sortie. il vous faudra 2 cartes pour la gestion d’un digit complet. (2 cartes pour les 7 segments)

la sortie du large digit driver est câblé en entrée de la carte, on rajoute une source 12 volts et on câble la sortie sur le digit de l’afficheur (pensez toujours que le rouge est le – (négatif)).

Câblage complet d’un digit de 7 segments avec 2 cartes de puissance.

Dernière version de logiciels

Receive_Display
version 1.7 implémentation d’un checksum dans la trame radio afin de gérer les erreurs de transfert – Janvier 2019

Transmit_All 
version 1.7 implémentation d’un checksum dans la trame radio afin de gérer les erreurs de transfert – Janvier 2019