Rien de tel pour faire connaissance avec les possibilités d’Arduino et de SimVimCockpit que de construire un petit banc de test, qui va nous permettre d’essayer une à une toutes les fonctions, des plus simples, comme faire fonctionner un interrupteur aux plus sophistiquées -je n’ai pas dit plus compliquées- comme les moteurs pas à pas ou les servos.
Etape par étape, nous allons comment, petit à petit se construit un cockpit avec ces éléments.
Vous remarquerez qu’à aucun moment il n’est question de programmation, nous ne créerons jamais de code Arduino, inutile même pour les cockpits les plus complexes. Quand vous aurez testé tous ces éléments, vous saurez tout faire dans votre futur cockpit. Ce banc de test peut aussi servir au dépannage, si par hasard quelque chose ne fonctionnait pas, il suffirait de reproduire en test la fonction qui pose problème, et en général on comprend tout de suite l’origine du problème. Et si tout va bien, pourquoi ne pas ré-utiliser ce banc de test en l’incluant dans votre futur cockpit, il a été conçu pour cela.
mais d’abord, pourquoi Arduino ?
Les cartes Arduino peuvent être utilisées pour commander l’ensemble d’un cockpit, même complexe. Arduino se marie idéalement avec X-Plane, car l’interface, dénommée SimVim Cockpit, est très simple, récente et efficace.
L’ensemble d’un cockpit signifie:
-les entrées: interrupteurs, poussoirs, commutateurs, encodeurs
– les entrées analogiques: potentiomètres, capteurs
– des sorties pour les LEDs, en commande directe ou conditionnelle
– des afficheurs à 7 segments
– des sorties « PWM » pour commander des instruments à cadre mobile, instruments d’avion réel, voltmètres, etc…
– des moteurs pas à pas
– des servos
– des afficheurs LCD
Abordons les choses une à une. Quels composants nous faut-il pour démarrer?
une carte Arduino Mega, c’est le coeur de notre futur cockpit
La carte Arduino Mega 2560 est recommandée car elle possède jusqu’à 70 entrées/sorties (54+16) (la carte UNO n’en possède que 20 (14+6)).
On peut la trouver aux alentours de 12 euros sur des sites tels que Amazon ou Ali Express. Choisir le dernier modèle Arduino Mega 2560 rev3. Il existe des clones d’Arduino (autorisés, puisque le système Arduino est « open source ») La carte MEGA fabriquée par Elegoo par exemple est rigoureusement équivalente à la MEGA originale et d’excellente qualité.
54 entrées et 16 sorties LEDs ….
Sur le schéma ci-dessous, on voit tout ce qui est possible, c’est impressionnant.
La rangée de connecteurs du bas est double, on y trouve les entrées (marquées « Digital ») 22 à 53. Dans la rangée de droite, on trouve les entrées 2 à 13 et 14 à 21. La plupart des connecteurs peuvent avoir plusieurs fonctions, par exemple servir soit pour une entrée interrupteur, soit pour une sortie LED. Sur le schéma ci-dessous on voit les entrées interrupteurs/poussoirs, marquées en violet clair, c’est 90% de nos besoins. Certaines de ces entrées acceptent aussi des signaux « PWM », de tension variable, entre 0 et 5 volts, elle sont marquées en saumon sur le schéma. Les encodeurs, commutateurs rotatifs se branchent sur les entrées « Digital ». Les potentiomètres se branchent sur une des 16 entrées ANALOG IN, marquées en vert. Les sorties LED se branchent … sur les entrées violet clair, avec une résistance, c’est le programme qui détermine s’il s’agit d’une entrée ou d’une sortie.
Pour plus de précisions, voir le site SimVim, très clair.
Attention: certaines broches ou « pins » sont interdites, comme la 0 et la 1, d’autres sont reliées au +5V ou à la masse commune. Il faut donc y regarder à deux fois avant de brancher quelque chose.
et si cela ne suffit pas …
Les entrées par carte MEGA peuvent être étendues avec les cartes d’extension « multiplexeur », dites MUX, comme la CD74HC4067 qui permet d’avoir 16 entrées sur une seule « pin » de la MEGA, ce qui porte le nombre d’entrées interrupteurs possible à environ 500, les axes à 32 et jusqu’à 16 afficheurs 7 segments . Entre autres … Une précision: une carte d’extension MUX coûte moins de 1 Euro. Chercher ici: https://fr.aliexpress.com/item/CD74HC4067
Cette carte est intéressante principalement quand on utilise beaucoup de boutons poussoirs (sur un Garmin 1000 par exemple).
L’ architecture de SimVimCockpit fait appel à un « Bus », la grosse ligne verte sur les schémas de ce site. Ce Bus relie toutes les cartes d’extension MUX à un nombre réduit d’entrées sur la carte Mega. Par le Bus transitent à la fois des entrées et des sorties, ce système est très souple et permet des extensions faciles.
Comme l’indique le site SimVim.com, l’architecture à Bus permet de construire un cockpit par étapes, et de le compléter peu à peu en ajoutant des cartes d’extension sur un cockpit fonctionnant déjà.
Le terme Bus s’applique à un ensemble de 4 à 8 fils à brancher sur les entrées 22 à 28 de la carte MEGA par l’intermédiaire de résistances de 220 Ohms. A cela s’ajoutent les fils + et – 5 volts, donc le Bus aura 10 fils. Il ne s’agit donc pas d’un seul et unique gros fil faisant le tour du cockpit.
Il faut ajouter aux cartes MUX, circuit imprimé livré sans connecteurs, des connecteurs FH100 en barrette à souder sur la carte.
Attention : il faut prendre des connecteurs mâles et femelles avec des fils de diamètre 0,7, et non des 0,5 qui sont des « supports tulipe » destinés aux circuits intégrés.
Câblage typique d’une carte MUX, à gauche les sorties BUS et le seul fil de sortie signal SIG (bleu), à droite les 16 entrées possibles:
Le site de SimVimCockpit donne des quantités d’informations sur toutes les utilisations possibles des cartes Arduino, c’est une mine d’or.
Les cartes d’extension MUX sont très pratiques, mais il faut toutefois remarquer que leur utilisation n’est pas toujours justifiée. En effet, le câblage des MUX est différent pour les entrées interrupteurs, les sorties LEDs ou les potentiomètres par exemple. Comme on ne peut pas avoir à la fois des entrées et des sorties sur une même MUX, s’il y a peu de LEDs par exemple, il est certainement plus simple de les brancher directement sur la carte MEGA, cela fait peut être quelques fils en plus, mais évite une MUX peu utilisée et surtout des connecteurs, fréquemment sources de pannes.
combien faut-il d’entrées et sorties pour un cockpit ?
A titre d’exemple, un bimoteur récent très complet, comme le Diamond DA62 d’Aerobask, que nous allons décrire dans les chapitres suivants, comporte environ 187 entrées, 8 sorties LEDs et 5 axes analogiques. Une seule Arduino Mega et une dizaine de cartes d’extension suffira.
Un cockpit beaucoup plus complexe, comme un Boeing 737, qui comporte un très grand nombre de voyants à LEDs, des afficheurs numériques etc…, demandera presque 50 cartes d’extension MUX, mais toujours une seule carte MEGA. Rappelons qu’une carte Mega coûte environ 12 Euros, et une carte d’extension MUX coûte 0,60 Euro. Ce sera tout le budget « électronique » du cockpit
comment programmer une Arduino ?
C’est assez simple … il n’y a AUCUNE programmation à faire. Comment est-ce possible ?
L’interface SimVimCockpit est un plugin qu’on place … dans les plugins de X-Plane, et qui analyse toutes les fonctions prévues pour tel ou tel avion. Il transmet la liste de ces fonctions au logiciel « IDE » Arduino, qui fait fonctionner la carte. Enfin, SimVimCockpit comporte un « Configurator » pour attribuer une fonction particulière à une entrée (interrupteur par exemple) ou à une sortie (LED par exemple). Nous allons voir, au chapitre suivant, entre autres comment utiliser le « Configurator ».
