Brevet FR2563643A1 — publié le 19851031

La présente invention concerne l'animatisn lumineuse obtenue par l'allumage et/ou l'extinction d'amples électriques groupées. L'animation la plus simple consiste actuellement à allumer et éteindre des ampoules de préférence de couleurs (ou des ampoules transparentes derrière des verres teintés) pour créer une ambiance. L'ordre de fonctionnement des ampoules peut, certes, varier en fonction de critères musicaux ou de la commande d'un programme déterminé (chenillard par exemple), mais sans permettre la formation d'images lumineuses, sans spectacle lumineux. Ce type d'animation est en fait seulement un éclairage d'ambiance de couleur et d'intensité variées. Depuis longtemps on a aussi utilisé des tableaux ou murs lumineux comportant plusieurs milliers d'ampoules, le nombre des ampoules étant fonction de l'emplacement et du résultat désiré. Un tableau de ce type peut servir à réaliser un Journal lumineux, des dessins mobiles, des illuminations mouvantes. Ces animations sont bien connues et les ampoules sont commandées individuellement ou par groupe, suivant un programme d'informations à faire courir le long du tableau, par exemple pour faire apparattre un Journal lumineux. Les programmes sont déterminés à l'avance et le dispositif de commande est conçu spécialement pour eux.Le nombre de programmes peut être important, mais les installations correspondantes sont de plus en plus encombrantes et d'emploi fastidieux au fur et à mesure que le nombre de programmes augmente, ce qui limite forcément les possibilités d'utilisation des tableaux lumineux et la diversité des animations. Pour remédier à ces inconvénients et permettre d'une part une diversification des animations de cypes connus et d'autre part, la création d'images mouvantes constituant un véritable spectacle lumineux sur les tableaux, ou murs lumineux existants, l'inventeur a mis au point un dispositif de commande caractérisé essentiellement en ce qu'il comprend - un appareillage électronique central du type calculateur, mémorisant à la demande tout programme déterminé, puis assurant automatiquement l'alluiage, ampoule par ampoule, - un lecteur de programmes d'animations lumineuses enregistrés sur un support amovible tel que cassette ou module, le dit lecteur étant en relation directe avec l'appareillage central, - un clavier nanuel relié au calculateur et pouvant ordonner le départ, l'arrêt ou modifier les différentes transmissions automatiques entre le lecteur de l'appareillage central et entre l'appareillage central et le mur lumineux. L'appareillage électronique central comporte au moins trois cartes enfichables - une carte dite unité centrale" assurant les fonctions arithmétique et logique, - une carte dite entrée-sortie mixte" assurant la fonction mémoire et l'interface entre calculateur et tableau, - une carte dite "cassette" assurant les fonctions d'interface avec le lecteur de programmes. Ces cartés sont amovibles et facilement remplaçables pour adapter l'appareillage aux types de tableaux ou de murs lumineux à commander. Avantageusement le dispositif de commande comprend aussi un écran de visualisation de l'état d'avancement du programme, une Imprimante, ou de préférence un télé- imprimeur connecté avec le calculateur. Le calculateur comporte par ailleurs une carte supplémentaire dite "unité de commande" permettant des mises au point de programme. Le calculateur ou de préférence le tableau peut comporter d'autres cartes de circuits spécialisés, comme par exemple des cartes dites "tableau" contenant l'interface nécessaire au fonctionnement proprement dit des ampoules. Le circuit est alors fonction du type de tableau ou de mur, et donc du nombre d'ampoules souhaité par l'utilisateur. Dans l'appareillage central, la carte "unité centrale comporte un circuit imprimé comprenant - un micro-processeur assurant la gestion de tout l'ensemble de l'appareil, - un quartz associé au micro-processeur permettant d'obtenir un signal d'horloge de 1 à 6 MHz et de préférence 2 MlIz disponible sur la broche Ct du connecteur, - une mémoire d'adresse dite PATCH (bascule D) pour les huit bits de poids faible, - un amplificateur de courant de type 74 LS 541, dit g'Buffer" par le fabricant, Texas Instruments, permettant une amplification en courant des huit bits d'adresses de poids fort, - un amplificateur de type 74 LS 645 permettant une amplifica tion en courant des huit bits de données. Pour mieux faire comprendre l'invention et notassent le ralle des cartes enfichables il est donne ci-aprEs un exemple de réalisation en référence aux schémas annexés dans lesquels Fig. 1 représente le schéma d'ensemble du dispositif, Fig. 2 représente le synoptique de la carte dite "unité centrale", Fig. 3 représente le synoptique de la carte dite "entrée-sortie mixte", Fig. 4 représente le synoptique de la carte dite "cassette", Fig. 5 et 6 représentent les synoptiques de la carte dite "unité de commande", Fig. 7 représente le synoptique de la commande proprement dite des ampoules. Sur le mur 1 l'allumage des milliers d'ampoules 2 est commandé par le bloc 3 d'appareillage électronique qui sera décrit plus loin. Les cassettes ou autres supports de programmes 7 à 10 permettant des mises en circuit et hors circuit de chaque lampe en vue de constituer une image lumineuse changeante sont lus par un lecteur 4 approprié au support, tel qu'une cassette. Sur la Fig. 1 la référence 5 désigne le clavier de commande et 6 un télé-imprimeur. Les cassettes ou modules 7 à 10 (ou autres supports de programmes), le lecteur 4, le clavier 5 et le télé-imprimeur 6 sont des appareils du commerce. Le tableau ou le mur 1 est 4galemeht connu, mais tl peut être de plus grande dimension. Le bloc 3 peut entre assimilable à un calculateur à mémoire mais un calculateur du commerce ne permettrait pas de réaliser des animations variées. Selon 11 invention le calculateur comprend quatre cartes enfichables. Chacune d'entre elles ayant une fonction précise : Carte unite centrale, unité arithémtique et logique, Carte entrée-sortie sixte, contient les 8 K de mémoire et le système d'interfaçage avec le tele-lnprlneur, Carte cassette* contient le système d'interfaçage avec le lecteur, enregistrqeur sur cassette* Carte unité de commande* cette carte est optionnelle. Dans certains cas particuliers de mise au point de programme avant enregistrement* il peut etre agréable d'y avoir recours. Un autre circuit imprimé permet d'interfacer le tableau lumineux avec le calculateur, ce circuit varie suivant le nombre de lampes souhaite par l'utilisateur, et-il sera décrit plus loin. t'alimentation du calculateur est faite par une alimentation découpage 220V,5V La carte unité centrale est composée d'un circuit imprimé dont les broches de sortie sont situées sur un connecteur 86 points.Cette carte dont le synoptique est représente en Fig. 2 comprend - le microprocesseur 13, qui assure la gestion de tout l'ensemble de l'appareil, est référencé 8085 par INTEL, - le quartz 4 MHz, 11, associé au microprocesseur permet d'obtenir un signal d'horloge a 2 KHz disponible sur la broche CLK du connecteur, - une mémoire d'adresses dite "latch", 16, pour les huit bits de poids faible, référence 8212, - un amplificateur 15, du type 74 LS 541, permettant une ampli- fication en courant des huit bits d'adresses de poids fort, - un amplificateur 17, du type 74 Ls 64S permettant une ampli- fication on courant des huit bits de données. Sont disponibles sur le connecteur de sortie les différents signaux de commande pour les autres cartes, tels que acquittement d'interruption dit "INTA" amplifié en courant par 12 (Référence 74 LS 04), demande de mise à l'étant latent dite wHOLD", remise à l'état initial dite "RE SET", RDY ItAZ iripi t fié en courant par 12 (rGfGrezlc 74 LS 04) Signal d'acquittement de mise à l'état latent du micro processeur dit MLDA WR RD etc. tous les composants sur cette carte sont judicieusement reliés entre-eux par câblage imprimé pour assurer leur bon fonctionnement et leur parfait synchronisme. Les détails sont facilement réalisables par un homme de métier. La carte entrée-sortie mixte est composée d'un circuit imprimé dont les broches de sortie sont situées sur un connecteur 86 points. Cette carte dont le synoptique est représenté en Fig. 3 comprend - 8 K octets de mémoire 18 divisés en quatre circuits integrés, de 2 K octets chacun, dont 6 K RAM et 2 K eprom, les 6 K RAM sont des mémoires de stockage des informations extérieurers, les 2 K eprom servent de mémmoire programme, les RAM sont des 6116, l'eprom est une 2716, - un circuit 20 du type 74 LS 138, permet (par démultiplexage d'adresses hautes données par le mlcroprocesseur 13), de faire une selection entre l'une des quatre mémoires ou l'un des deux ports d'entrée/sortie 23, 24, - un interface d'entree/sortie 23 parallèle du type 8255, permet l'envoi des informations vers le tableau lumineux, - un interface E/S serie dit "UART" 24 du type 8251 permet le dialogue avec le télé-imprimeur 6 via deux circuits intégrés 26 et 25 référencés 1489 et 1488, le 1488 étant alimenté par une alimentation à découpage, 22, donnant du + 12V et du - 12V à partir du + 5V il est donc possible de se connecter à un télé-imprimeur classique fonctionnant en code ASCII suivant la norme RS 232 - enfin trois circuits 19 du type 74 LS 193 dont un 74 LS 74 permet d'obtenir du 19,2 KHz à partir du signal CLK (2 MHz) de manière à pouvoir faire fonctionner 1'UART 24 référencé 8251 à 300 bauds, - un circuit inverseur 21 du type 74 LS 04 permet d'obtenir un signal RAZ à partir d'un signal RAZ afin d'être utilisé par les interfaces E/S 24 et 23 de type 8251 et 8255, tous les cZfiposaut.s sur cette carte sont judicieusement reliés entre-eux par câblage imprimé pour assurer leur bon fonctionnement et leur parfalt synchronisme. La carte dite 5'cassette'1 est composée d'un circuit imprimé dont les broches de sortie sont situées sur un connecteur 86 points. Cette carte dont le synoptique est représenté en Fig. 4 comprend : - un interface E/S serie 8251 (UART) 31 permettant de convertir les bits parallèles venant du microprocesseur 13 en bits série qui, après modulation par le C . I 30, référencés 74 LS 00 (en 2400 Hz pour un "1" logique et 1200 Hz pour un "O" logique), sont transmis A l'enregistreur de cassette, De meme pour la lecture, les informations du lecteur de cassette sont reçues par un transistor amplificateur 28 qui va transmettre les informations au déclencheur dit "trigger" 27 référencé 7414 de manière à disposer de signaux carrés, ces signaux seront calibrés par un monos table 29 référencé 74 121 avant d'être fournis à une bascule D 33 référencée 7474, celui-ci ayant pour but de fournir un "1" ou "O" logique suivant l'information entrée et de transférer le résultat à 1'UART 31 référencé 8251, qui après transformation du mot série en mot parallèle laissera a disposition du microprocesseur cette information, - trois circuits diviseurs 32, 34, 35, référencés 74 LS 193 permettent d'obtenir à parttr du signal horloge CtK Les fréquences suivantes 1200 Hz et 2400 Hz pour la modulation, 4800 Hz pour la vttesse de transmission sur la cassette qui est de 300 bauds, tous les composants sur cette carte sont judicieusement reliés entre-eux par câblage imprimé pour assurer leur bon fonctionnement et leur parfait synchronisme. ta cart-e unite de commande est composée d'un circuit imprimé dont les broches de sortie sont situées sur un connecteur 86 points. Cette carte peut être sur option car elle ne sert qu'à la mise au point des programmes et n'est donc pas ludispensable â ceux qui ne veulent pas étudier des programme:; personnels et ne se contentent donc que de la lecture de programiaes fournis.Cette carte dont le synoptique tas t représenté en Ftg. 5 et 6 comprend : - un circuit 39 du type 7406 qui contribue visualiser la bonne prise en compte des informations Pret et DMA par éclairage de eux diodes électroluminescentes, - six afFicheurs 36 hexadécimaux référencés TIL 311 destinés à visualiser les adresses et les données, - six roues codeuses hexadécimales 38 permettant la lecture ou l'écriture d'une cellule mémoire, - quatre amplificateurs 37 trois états type 74 18 367 permettant de déconnecter les roues codetises des bus des adresses et des données en fonctionnement normal (mode programme), - cinq interrupteurs type poussoirs 40 à 44 a) RAZ 40 sert a l'initialisation du système, b) L/E 41 sert à la lecture écriture mémoire éventuellement, c) Prêt 42 sert A l'arret du déroulement programme d) Pas à pas 43 (voir plus bxs) e) DMA 44 on appuie au préalable sur celui ci pour lire et écrire en mémoire par le poussoir 41 et leurs circuits intégrés associés 45 a 52 permettent de fournir des signaux utilisables par le microprocesseur 13, car un appui sur un poussoir 40 à 44 ne donne pas un signal électrique propre de la part de celui-ci, on est donc obligé de mettre en forme ce signal, ce qui rend indispensable l'utilisation des circuits intégrés 45 à 52. A noter qu'une porte 49 d'un circuit 45 - 52 référencé 75 LS 00 offre en plus, la possibilité de faire fonctionner le microprocesseur 13 en pas a pas, c'est à-dire un déroulement contrôlé, lent, permettant de visulaiser sur les afficheurs les différentes étapes de l'exécution d'une instruction et donc la mise au point d'un programme. TOus les composants sur cette carte sont judicieusement relies entre-eux par câblage imprimé pour assurer leur bon fonctionnement et leur parfait synch-ronisme. La carte unité de commande, Fig. 5 a 6 est optionnelLe car on peut contrôle et commander tout le système par le clavier 5; dans certains cas de mise au point de programme avant enregistrement; il peut être agréable d'utiliser l'un de ces cinq poussoirs 40 a 44. Les signaux de commande des lampes sortent du calculateur par deux interfaces E/S PA et PB. Fig. 7. Ce dernier est démultiplexé par dix sept démultiplexeurs 53 à 69 comportant chacun quatre entrées et seize sorties soit donc au total dans ce cas, deux cent clinquante deux sorties utiles. - Les bits de poids faibles servent A décoder un point de sortie parmi deux cent cinquante deux compris dans les bottiers 53 à 68 tandis que les bits de poids forts sélectionnent le deultiplexeur (un parmi 53 à 68) voir Fig. 7. Chaque point de sortie sélectionne huit bascules de maintien de données comprises dans un C.I. 72 (mémoire de un octet) qui via un opto-coupleur 70 (MOG 3022) associe a un triac 71 porte l'information de buit bits de l'interface A sur huit Les telles que 2. -- on a donc 252 "iatch"puisque l'on peut sélectionner une sortie parmi 252 comme exposé plus haut, d'autre part chaque "latch" peut placer une information de huit bits correspondants à huit la-pes. ce qui fait une commande de 252 x 8 = 2.016 lampes dans l'exemple donné. Il est évidemment possible suivant l'invention de réaliser des commandes pour un nombre de lampes plus important. Le disposittf selon l'invention permet de régler l'allumage de chaque ampoule au moment opportun, pendant une durée déterminée et suivant l'intensité désirée. Il est possible de réaliser des tableaux lumineux comportant des points très brillants, des points noirs, et des points intermédiaires permettant d'obtentr des points plu8 ou moins visibles. Il est possible d'obtenir des images lumineuses avec des demi-teintes. Ces images peuvent être fixes ou mouvantes et représenter, par exemple un paysage au cours d'une journée, avec lever et ccucher du soleil et le déplacement des ombres. t'inventioa porte non seulement sur le matériel électronique avec programmes interchangeables, mats également sur les applications å l'animation des murs lumineux et en particulier les dessins animés. Un tableau ou mur comportant des mini-ampoules permet ainsi de réaliser des tableaux donnant l'impression du pointillisme. Le dispositif de commande suivant l'inventton offre les différentes fonctions obtenues avec plusieurs dispositifs différents c'est ainsi que le dispositif permet de produire un journal lumineux, et sur le meme écran produire aussi un spectacle lumineux fixe ou mobile, tel que des dessins animés de personnages, etc. Avec la présente invention, l'utilisateur a la possibilité de concevoir, selon son imagination et sans adjonction de matériel supplémentaire, ses propres figures, fixes mouvantes ou défilantes. L'invention s'applique aux murs à ampoules ordinaires, ou similaires, c'est-å-dire notamment à la commande du projecteurs, de rayons lasers, etc. REVENDICATIONS 1. Dispositif de commande d'un tableau ou mur lumineux comportant des moyens pour assurer l'allumage ou l'extinction des ampoules séparément ou en groupe, ces moyens étant caractérisés en ce qu'ils comprennent au moins - un appareillage électronique central (3) du type calculateur, mémorisant à la demande tout programme déterminé, puis assurant automatiquement l'allumage ou l'extinction de chaque ampoule, - un lecteur de programme (4) d'animations lumineuses enregis trées sur un support amovible tel que cassette ou module (7 à 10), le dit lecteur étant en relation directe avec 1' appareillage central (3), - un clavier manuel (5) relié au calculateur et pouvant ordonner le départ, l'arr8t ou modifier les différentes transmissions automatiques entre le lecteur et l'appareillage central (3) et entre l'appareillage central et le mur lumineux (1) 2.Dispositif d'animations lumineuses selon la revendications 1, caractérisé en ce que l'appareillage électronique central (3) de type calculateur comporte au moins trois cartes enfichables - une carte dite "unité centrale" assurant les fonctions arithmétique et logique, - une carte dite "entrée-sortie mixte" assurant la fonction mémoire, et l'interface entre calculateur et tableau, - une carte dite "cassette" assurant les fonctions d'interface avec le lecteur de programme. 3. Dispositif d'animation lumineuse selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'il comprend aussi un écran de visualisation de l'état d'avancement du programme ou un appareil télé-imprimeur connecté avec le calculateur qui comporte une carte supplémentaire également enfichable dite "unité de commande" de mise au point de programme. 4. Dispositif selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que le calculateur ou le tableau (1) comporte des cartes dites "tableau" contenant l'interface nécessaire au fonctionnement proprement dit des ampoules 2, le circuit est fonction du type de tableau ou de mur et donc tlli nombre d'ampoules (2) souhaité par l'utilisateur. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendicattoris 2 a 4, caractérisé en ce que la carte unité centrale comporte un circuit imprimé comprenant - un microprocesseur (13) assurant la gestion de tout L'ensemble de l'appareil, - un quartz (11) associé au microprocesseur pe permettant d'obtenir un signal d'horloge de un à six Mhz et de préférence deux MHz disponible sur la broche CLK du connecteur, - une mémoire d'adresses dite "LATCH" pour les huit bits de poids faible - un amplificateur de courant dit "buffer" (15) de type 74 LS 541 permettant une amplification en courant des huit bits d'adresses de poids fort, - un amplificateur (17) de type 74 LS 645 permettant une ampli fication en courant des huit bits de données. 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que la carte "entrEe-sortie mixte" comporte - au moins 8 K octets de mémoire divisés en quatre circuits intégrés (18), - un circuit (20) de dèmultiplexage type 74 LS 138, - un interface d'entrEe-sortie parallèle (23) type 8255 - un uart (24) assurant le dialogue avec le télé-imprimeur, - plusieurs circuits (19) type 74 LS 193, - un circuit tnverseur (21) de type 74 LS 04 7.Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que la carte dite cassette comporte au moins - un interface série UART (31) de conversion des bits parallèles en bits- séries - un transistor amplificateur (28), - plusieurs circuits diviseurs. 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la carte unité de commande comprend - un circuit (39) de type 7406, - six afficheurs hexadécimaux (36) - six roues codeuses hexadécimales (38), - quatre amplificateurs (34) de type 74 LS 367, - plusieurs poussoirs de préférence cinq (40 å 44). 9. Applica tion du dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, a la création de spectacles lumineux fixes ou mobiles tels que des dessins animes de personnages avec des ampoules éteintes ou allumées ou procurant un éclairement plus ou moins prononce, permettant de réaliser des tableaux donnant l'impression du pointillisme. 10. Application selon la revendication 9, caractérisée en ce que le spectacle peut être modifie ou changé selon l'imagination de l'utilisateur sans adjonction de matériel supplémentaire.