Les Microcontrôleurs (Artur)

Qu’est ce que ce un Microcontrôleur? 

Un microcontrôleur est un circuit integré qui rassemble les éléments essentiels d’un ordinateur : processeur, mémoires, unités périphériques et interfaces d’entrées-sorties. Les microcontrôleurs se caractérisent par une plus faible consommation électrique, une vitesse de fonctionnement plus faible et un coût réduit. Les microcontrôleurs permettent aussi de diminuer la taille, la consommation électrique et le coût des produits.

Circuit integré

Un circuit integré avec des microcontrôleurs Source : http://fr.wikipedia.org

À quoi sert un microcontrôleur?

Le microcontrôleur apparait donc comme un système extrêmement complet et performant, capable d’accomplir une ou plusieurs tâches, pour lesquelles il a été programmé.

Ces tâches peuvent être très diverses, qu’on trouve aujourd’hui presque partout: dans les appareils électro-ménagers (réfrigérateurs, fours à micro-ondes), les téléviseurs, les téléphones sans fil, les périphériques informatiques (imprimantes, clé USB), les voitures (climatisation, alarme).

 

ROM (Read Only Memory): c’est la mémoire morte.

RAM (Random Access Memory): c’est la mémoire dite vive.

EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read Only Memory): cette mémoire peut être effacée et reprogrammée.

A/D converter: convertissseur analogique/numérique.

CPU (Central Processing Unit): c’est le cerveau du système.

I/O ports (Input/output ports): permettent de “communiquer” avec le système (à partir d’un intermédiaire le clavier).

 

 

Assemblage des LEDs

Nous avons vue en classe le fonctionnement d’un rétro-éclairage à LED. Nous rappellerons dans cet article ce qu’est une LED et comment peuvent être assemblées les LEDs pour le rétro-éclairage.

Une LED, du terme anglais : Light-Emitting Diode, et une diode électroluminescente qui émet de la lumière lorsqu’elle est traversée par un courant électrique. La diode électroluminescente ne laisse passer le courant électrique que dans un sens, appelés le sens passant, l’inverse étant le sens bloquant. Elle produit une lumière monochromatique, c’est-à-dire qui émet un flux lumineux unique. C’est la longueur d’onde traversant la LED qui détermine sa couleur. Plus elle est élevé, plus la lumière émise virera vers le bleu, et inversement, moins elle est élevé, plus la lumière virera vers le rouge.

Le rétroéclairage est une technique d’éclairage par l’arrière permettant aux écrans, notamment ceux à cristaux liquide grâce à une source de lumière diffuse intégrée, d’améliorer le contraste de l’affichage et d’assurer ainsi une bonne lisibilité, même dans un lieu obscur ou mal éclairé. (http://fr.wikipedia.org/wiki/R%C3%A9tro%C3%A9clairage)

Voici le symbole électrique de la LED :

Dans un rétro-éclairage, les LEDs peuvent être assemblé de deux façons, en série ou bien en dérivation.

Montage en série :

En série, le courant reste identique mais la tension est multipliée par le nombre de LED.

Montage en dérivation :En dérivation, le courant double, l’intensité reste la même.

Il est donc préférable d’élaborer un montage en série dans un rétro-éclairage, en effet le courant ne changeant pas en série, il est donc moins dangereux pour les utilisateurs. Un courant de plus de 1 ampère très dangereux, entraine une électrocution pouvant en entrainer la mort. Lorsqu’un courant traverse un récepteur, il y a toujours des pertes sous forme de chaleur, et plus le courant et intense, plus le récepteur chauffe, ce qui peux représenté des risques pour l’appareil et les utilisateurs.

Conclusion: Dans un rétro-éclairage, on privilégie le montage en série moins dangereux pour les utilisateurs et ainsi pour ne pas avoir un courant trop intense traversant le récepteur.

Les informations numériques

Les informations numériques sont des informations correspondant à des nombres, comme par exemple la température d’un four en °C.

On peut associer à une information numérique une variable numérique, c’est une grandeur mathématique qui peut prendre un fini de valeurs numériques en fonction de la valeur binaire, des bits qui le constitue et  du code utilisé ( la valeur binaire est codé sur 0 ou 1) .

Les mots binaires :

Un mot binaire est une suite de bits donnant un nombre ( A = 0011 0111  par exemple ), un même mot binaire peut correspondre à plusieurs valeurs numériques en fonction du code utilisé.

Dans les systèmes moderne on trouve des processeurs  de 8,16,32 ou 64 bits cela dépend des besoins de l’appareil en cours nous avons par exemple comparé un microcontrôleur à un CPU.

(plus de détails sur Différence entre un processeur de PC et un microcontrôleur )

Système numérique :

Le système numérique permet de traité des données  qu’elles soient logiques ou numériques.

Une donnée numérique est un mot binaire codé sur x bits.

On peut considéré qu’une donnée logique est une donnée numérique codée sur 1 bit.

L’information logique

Information, variable et signal logique

Une information logique est une information correspondant à une proposition logique booléenne qui ne peut être que vraie ou fausse. Une information logique peut prendre que deux valeurs : ce sont les valeurs binaires 0 ou 1. Une variable logique, supportant une information peut être supporté par  une tension électrique continue V pouvant prendre 2 valeurs V = VL = 0V ou V = VH =+5V (en technologie 5V). V est un signal logique, tandis que VL et VH sont respectivement les niveaux logiques bas et haut (Low and High) qui dépendent de la technologie utilisée.

Fonction logique et système logique

Une fonction logique est une fonction mathématique qui donne des variables logiques en sorties à partir des variables logiques d’entrées. Un système logique traite des informations logiques supportées par des variables logiques à l’aide de diverses solutions technologiques.

Opérateur logiques

Un opérateur permet d’associer à des variables une autre variable. Une opération logique est une opération entre des expressions  vraies  ou fausses donc entre des variables  logiques valant 0 ou 1. opérateur logiques de base : non, et, ou, non-et, non-ou, ou-exclusif.

Les opérateurs logiques ou portes logiques seront en général des opérateurs électroniques se présentant sous la forme de circuits intégrés. La technologie de réalisation et d'utilisation font l'objet d'un autre ouvrage.

TP sur comment faire varier la rétroéclairage de 0 à 100%

Lors de ce TP, nous avons modélisé le rétroéclairage à LEDs et de sa commande à microcontrôleur en utilisant un module afficher LCD alphanumérique, 2 x 16 caractères.

Source : myavr.fr (LCD alphanumérique 2 lignes/16 caractères)

 

 

Pour ce faire, nous avons donc branché le module de rétroéclairage à un GBF (générateur de tension), un oscilloscope dont il a fallu régler le offset (=courbure =forme de la courbe) et de l’amplitude mais aussi un ampèremètre. Nous avons dû faire quelques réglages d’après la data sheet (=doc constructeur) tels qu’une tension de 4,2 V (crête à crête) mais aussi un courant de 120 mA.

Nous avons vu que les Leds de l’afficheur LCD alphanumérique sont montées à la fois série et parallèle (2 en séries et 11 en parallèles).

Leds de l'afficheur LCD.

Après avoir fait les réglages, nous avons mis en œuvre le module afficheur avec une carte à microcontrôleur avec le module afficheur avec le rétroéclairage à Leds. Nous avons identifié sur la carte à microcontrôleur quelques composants. Nous avons mis en place la carte à microcontrôleur avec un programme de commande On/Off (=allumé/éteint). Le transistor permet de commuter le courant d’alimentation (il commande le courant). Il se comporte comme s’il était commandé par le signal du rétroéclairage généré par le µc (=microcontrôleur).

carte microcontrôleur

carte microcontrôleur

 

Nous avons pu voir que lorsque nous branchons les Leds à l’oscilloscope, il y a une baisse de tension, cela est dû à la résistance interne de l’oscilloscope.

Lors du TP, nous avons branché les LEDs. Celles-ci clignotaient.

Quand le courant (I) vaut 0, il y a fonctionnement à vide. Quand on branche un récepteur, il y a fonctionnement en charge.

Sachant que la résistance interne du générateur est de 50Ω, nous avons 15mA au lieu de 120mA. Il faut donc modifier l’amplitude et le offset (=courbure =forme de la courbe). Quand les LEDs sont on (=allumées) nous avons 0.5Hz soit 120mA et quand elles sont off (=éteintes) nous avons 0mA.

En regardant l’oscilloscope nous voyons qu’il y a 250ms par division dont T=8*250= 2secondes ce qui revient à faire F=1/T ; T=1/F= 1/0.5=2seconde.

Quand on augmente la fréquence, le clignotement est de plus en plus rapide et de moins en moins perçu par l’œil. A partir de 50Hz l’œil ne perçoit plus les clignotements mais il perçoit la luminosité moyenne. C’est ce qu’on appelle le duty cylce (=rapport cyclique) Ton/T.

Pour faire varier le rétroéclairage, il faut jouer sur l’intensité et faire varier le rapport cyclique.

L’impact de la consommation électrique d’un appareil en veille

Quel est l’impact de la consommation électrique d’un appareil en veille?

Un appareil électrique à la base à une consommation énergétique en veille inférieure à celle en marche, mais  cette consommation n’est basé que sur une heure.

Admettons un décodeur satellite avec une consommation en marche de 11W et une consommation en veille de 6,3W avec une utilisation moyenne de 3 heures par jours sur un an. ( Ces valeurs sont à titre d’exemple.)

Décodeur satellite Aston - Simba HD Premium sur Amazon.fr

durée annuelle en marche = 365 . 3 = 1095 h

consommation annuelle en marche = 1095 . 11 = 12  kWh environ

durée annuelle en veille = 365 . 21 = 7665 h

consommation annuelle en veille = 7665 . 6,3 = 48 kWh environ

On peut constater que la consommation de cet appareil en veille n’ est pas négligeable elle représente le quadruple de celle en marche.

La consommation énergétique d’un appareil électrique en veille est aussi importante que celle en marche, voir plus importante suivant son niveau d’utilisation.

Impact sur l’environnement de l’industrie des semiconducteurs

Ce qu’on appelle communément des puces, sont en fait des circuits intégrés à base de matériaux semiconducteurs, essentiellement le silicium. Ces circuits sont à la base des fonctions électroniques que l’on retrouve aujourd’hui dans de très nombreux produits :  un téléphone, une télévison, une voiture, une maison, …  Ces circuits intégrés représentent généralement une faible masse du produit ou du système complet, mais leur impact sur l’environnement est très important. On ne le voit généralement pas car cela se passe d’abbord durant le processus de fabrication de ces circuits intégrés qui nécessite beaucoup d’énergie, d’eau pure, de produits chimiques comme des acides, des solvants, des gaz toxiques, …

Les fabricants communiquent plutôt sur le fait que leurs usines où sont fabriqués les circuits intégrés sont extrêmement propres : 1000 fois plus propres qu’un bloc opératoire dans un hôpital. Mais propre ne veut pas dire sans impact sur l’environnement.

L’article ci-dessous du CNRS permet d’approfondir la question : http://www.ecoinfo.cnrs.fr/spip.php?article202

Les capteurs dans les nouvelles télévisions (Brice)

Problématique: Es-ce que les capteurs intelligents dans les nouvelles télévisions sont réellement un atout pour les consommateurs ou bien un atout de vente pour les concepteurs ?

Pour trouver les différentes indications sur les capteurs intelligents je suis allé sur le site de sony.fr.

Pour commencer quels sont les différents capteurs d’une TV et à quoi ils servent ?

Le capteur intelligent a pour but d’aider le consommateur à avoir une consommation énergétique moins grande. Ils peuvent voir par exemple si il y a une présence en face de la TV, varier le rétro-éclairage pour avoir une meilleure qualité d’image. Il y a 3 capteurs intelligents dans une TV :

-Le capteur de présence

Il détecte avec une technologie infrarouge si vous êtes ou pas devant votre TV :

-Si vous êtes là le capteur détecte une chaleur corporelle et la Télévision reste allumée.

-Si vous êtes dans une autre pièce la Télévision le détecte et met donc la télévision automatiquement en veille  et vous permet de faire des économies d’énergies.

-Il détecte aussi si il y a une personne qui est trop près de la TV,après la détection il affiche un message d’alerte sur l’écran, cela permet entre autre que les enfants ne regardent pas la TV de trop près.

Capteur de présence Image de gauche: détecte une présence. Image de droite: ne détecte pas de présence. source: sony.fr

Voici une vidéo qui montre brièvement comment marche ce capteur :

-Le capteur de lumière

Le capteur de lumière détecte le niveau d’éclairage dans une pièce, cela lui permet ensuite de choisir le rétro-éclairage adéquate:

-Plus la pièce est sombre plus le rétro-éclairage et votre consommation d’énergie sera basse.

-Plus la pièce est lumineuse plus le rétro-éclairage sera élevé et vous consommerez donc plus.

Capteur de lumière Image de gauche: éclairage de la pièce élevé= rétro-éclairage élevé. Image de droite: éclairage de la pièce bas= rétro-éclairage bas. source: sony.fr

-Le capteur de lumière ambiante

Le capteur de lumière détecte la température de couleur de la pièce. Par exemple si la pièce la lampe émet une température de couleur qui tend vers le bleu, le capteur détecte ce surplus de bleu et décide donc de mettre plus de couleur jaune dans la TV pour optimiser le rendu des couleurs.

   

Capteur de lumière ambiante Image à gauche: température des couleurs normales. Image à droite: température des couleurs qui tend vers le bleu. source: sony.fr

En analysant ce que chaque capteur apporte à la TV nous pouvons en conclure que les capteurs ne sont pas la pour avoir un meilleur marketing mais surtout pour répondre à un besoin de l’utilisateur. Cela lui permet de moins consommer, de moins chercher les différents paramètres à changer cela ce fait automatiquement grâce aux capteurs, l’utilisateur peut donc regarder sont programmes tranquillement sans problèmes de luminosité, de contraste…

Chaîne Fonctionnelle (Artur)


Chaîne Fonctionnelle Complète Source : "http://balandier.nicolas.free.fr"

Quel est l’objectif de l’Analyse Fonctionnelle?

L’analyse fonctionnelle est une méthode qu’à pour objectif l’identification des fonctions attendues ou réalisées du produit, la caractérisation de ces fonctions (niveaux et critères) et les priorités de ces fonctions.

L’objectif est de proposer un produit ou un modèle qui permet la satisfaction du client:

Sur quoi agit une Chaîne Fonctionnelle?

La chaîne d’information qui transfère, stocke et transforme l’information agit sur les flux d’informations externes : consignes et messages du dialogue utilisateur. Elle coordonne les actions de la chaîne d’énergie. Elle émet les ordres en fonction des états physiques de la chaîne d’énergie.

La chaîne d’énergie qui transforme l’énergie et permet d’agir sur le système physique agit sur les flux de matière et d’énergie Elle procède au traitement de la matière d’œuvre afin d’élaborer la valeur ajoutée.

Les Ordres émis par la Chaîne d’Information sont transformer en actions. L’action à réaliser impose un flux d’énergie (sens et niveau) que le système doit transmettre.

Chaîne d'énergie Source : "http://licp.bac.ssi.pagesperso-orange.fr"

Chaîne d'information Source : "http://stisi.ac-aix-marseille.fr/livret.htm"

 

 

 

Consommation électrique de différents écrans.

Tp de mesure sur la consommation des écrans :

Afin d’analyser la consommation électrique d’un écran suivant ses réglages possible, nous avons mesuré celle-ci sur différents écrans. Parmi ces écrans : deux écrans LCD de PC, un de 22 pouces 16/9 (HKC)  et l’autre de  19 pouces 16/9 (Belinea), mais aussi  d’un écran LCD 32 pouces(Samsung).

Tableau des mesures du TP réalisé en cours

 

Nous avons donc constaté que le rétro-éclairage a une forte influence sur la consommation électrique de nos écrans. Pour l’écran Samsung par exemple, si on ne se sert pas du rétro éclairage la consommation est de 61W, et lorsqu’on l’utilise à 100% elle passe à 132W soit une consommation énergétique doublée, ce qui n’est pas négligeable.

L’efficacité énergétique :

Le rétro éclairage  est un facteur important dans la consommation énergétique d’un écran, mais d’autres facteurs  influent, tel que la consommation des différents composants électroniques, ou l’efficacité énergétique de l’écran par exemple.

Pour calculer cette efficacité :

E = P / S

E = Efficacité énergétique   (W/cm2)

P = Puissance électrique (W)

S = Surface d’un écran 16/9 en cm² (en fonction de la diagonale D)

H = Hauteur du côté

L = Largeur du côté

L / H = r

S = L . H

Pour calculer S en fonction de D et de r

r = 16/9

on a S = D² / 2,34

Par exemple pour l’écran HKC 22″ de diagonale 56 cm  on a :

S = 56² / 2.34 = 1340.17

P = 40 / 1340 = 0.03

La taille de l’écran fait donc partie de ces facteurs, lors de nos analyses nous avons constaté que l’écran 22″ (HKC) avait une meilleur efficacité énergétique que le 32″ (Samsung).

TP sur la télévision et ses composants (Laury)

L’objectif du TP est : de voir sur quel(s) composant(s) il faut joué pour avoir une petite consommation tout en ayant un bon rendement lumineux.

Lors de notre étude sur la télévision, nous avons avec l’aide de notre professeur procéder au démontage d’un écran de télévision. Mais nous n’avons pas procéder au démontage complet de la télévision car ceci est très délicat.
Nous avons sur cette photo une vue global de l’arrière de la télévision avec ses différents composants.

photo LP2I, photo de l’arrière d’une télévision

Le composant entouré en noir est le Ballast, il correspond à une interface pour la fonction rétroéclairage. Celui-ci est connecté au power supply (en rouge) ce qui correspond à l’alimentation électrique. Qui celui-ci est relié à la main board (en violet) = la carte principal.

Tous les composant que nous pouvons voir, sont fixés sur la plaque grise. Derrière cette plaque, il y a les tubes de la télévision (nous n’avons pas démonté la plaque car les tubes sont nocifs pour la santé si l’un d’eux se casse).

La mise en oeuvre d’une solution technologique permet de piloter 2 boutons poussoirs pour modéliser un rétroéclairahge à LED par sa commande de microcontrôleur. On a pu voir que la puissance d’un rétroéclairage à LEDs de 0 à 100% avec un bon rendement est négligeable.


Cette vidéo (en anglais) nous montre l’intérieure d’une télévision.

 http://www.youtube.com/watch?v=0EWZklZg8E8

L’étiquette énergétique (Brice)

Pour commencer qu’est-ce que l’étiquette énergétique?

Cette étiquette permet aux futurs acheteurs de faire le meilleur choix et aide aussi à la survie de la planète . Il y a plusieurs étiquettes énergétiques : pour les bâtiments, pour les véhicules ou bien aussi pour l’électroménager… L’étiquette est depuis peu  obligatoire dans tous les magasins.

Nous avons étudié cette étiquette énergétique dans le cadre de la lumière en Physique-Chimie:

En Physique nous avons étudié l’étiquette énergétique de différentes lampes.

La classe énergétique d’une lampe a une classification qui  est définie par des lettres allant de A à G. Le “A” représentant la classe la plus économe et “G” la plus énergivore. Cette classe est définie par rapport à plusieurs critères: sa puissance, son autonomie et son flux lumineux.

Voici l’exemple de l’étiquette énergétique d’une lampe:

étiquette énergétique d'une lampe

étiquette énergétique d'une lampe Image trouvé sur agrigate.ch et modifié ensuite.

 La vidéo ci-dessous est une vidéo qui reprend se que l’on a fait en classe, comparé une lampe basse consommation à une lampe à incandescence:

 

 

Nous avons aussi étudié l’utilisation de l’étiquette en Enseignement technologique transversal :

Nous avons étudié l’étiquette énergétique dans le cadre de l’étude de cas sur la Télévision.

Une TV a la même étiquette énergétique que les lampes, mais sont classé avec d’autres critères: sa consommation, sa puissance et sa dimensions.

Voici l’exemple de l’étiquette énergétique d’une TV:

 

étiquette énergétique d'une TV

étiquette énergétique d'une TV Image trouvé sur lesnumeriques.com et modifié ensuite.

 

 

J’espère que cette article a put vous éclairer un peu plus sur les étiquettes énergétiques et va pouvoir vous aidez à faire les bon choix d’achats.

 

 

 

Le rétroéclairage d’une télévision (Laury)

Quels sont les différents rétroéclairage qu’il existe ?

A quoi sert le rétroéclairage ?  Le rétroéclairage permet d’éclairer l’écran LCD par l’arrière. La commande de rétroéclairage permet de faire varier l’intensité lumineuse. Il faut un rétroéclairage fort pour le jour et un rétroéclairage faible pour le soir.

Il existe sur certaine télévision des capteurs de luminosité, ce qui permet d’ajuster automatiquement le rétroéclairage en fonction de la lumière ambiante et cela permet aussi de réduire sa consommation.

Le rétroéclairage à tubes

Rétroéclairage tubes. Dans les tubes, il y a des substances qui sont toxiques tels que le mercure qui est nocif pour la santé si les tubes se cassent mais aussi dès sont extraction de la mine, jusqu’au recyclage des tubes mais aujourd’hui nous ne savons pas encore bien le faire. Avec un rétroéclairage à tubes, on consomme plus qu’avec des LEDs.

Tubes rétroéclairage TV, source : pafgadget.free.fr

Le rétroéclairage à LEDs

Le rétroéclairage peut se faire avec de tubes mais aussi avec des LED. Le rétroéclairage LED permet un meilleur contraste des couleurs. La couleur de la LED ne dépend pas du boitier plastique mais de la puce qui est dans la LED. Nous avons un meilleur rendement lumineux avec des LEDs qu’avec des tubes. Pour une même quantité de lumière, un rétroéclairage a LEDs consomme moins qu’un rétroéclairage à tubes mais il faut beaucoup de LEDs pour arriver à un éclairement semblable aux tubes. Les LEDs sont placées sur 2 ou 4 côtés de la télévision.

Voici le schéma d’une LED.

Nous pouvons reconnaître le cathode grâce au méplat.

LED, source : free.fr

 

 

 

LEDs CMS ; (source : mesdiscussions.net)

 

 

Les LEDs CMS. CMS signifie Composants Montés en Surface. Les LEDs CMS sont des LEDs classiques qui sont miniaturésées pour les circuits électroniques.

 

Ecrans LCDs, Ecrans à DELs, la différence ?

Quelle est la différence entre un écran à DELs, et un écran LCD ?

Pour répondre à cette question, revenons sur le principe d’un écran.

L’abréviation LCD, signifie: Liquid Cristal Display. L’écran LCD est composé de mini cristaux liquide. Lorsqu’il reçoit un courant, on dit qu’il est polarisé et il laisse passer la lumière, à l’inverse, lorsqu’il n’y a pas de courant, le cristal ne laisse pas passer la lumière émise. Lorsque la lumière passe, elle traverse également des sous-pixels, 3 exactement, de couleur rouge, bleu, vert, en s’ouvrant plus ou moins, les sous pixels, font passer plus ou moins de lumière, ce qui donne un rendu de couleur différente en fonction de l’ouverture.

Schéma de représentation des pixels, et sous pixels d'un écran LCD ( Source:http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/5/5d/Liquid_Crystal_Display_Macro_Example_zoom_2.jpg/220px-Liquid_Crystal_Display_Macro_Example_zoom_2.jpg)

La lumière provenant du fond de la télévision, est émise par une source lumineuse. Dans la première génération de TV LCD, ce sont des tubes fluorescents qui émettent la lumière. Depuis le début, les TVs et les moniteurs informatiques à dalle LCD utilisent comme source de rétro-éclairage, des tubes fluorescents. De vulgaires néons en somme, dits CCFL (Cold Cathodes Fluorescent Lamps). Pratiques, simples à mettre en oeuvre et très économiques pour les fabricants, ils présentent cependant l’inconvénient d’offrir une lumière très vive, souvent trop chaude (dominante jaune) ou trop froide (dominante bleue), pas toujours très uniforme (les bords de l’écran sont souvent plus sombres que le centre) et surtout difficile à maîtriser.

Dans une télé à DEL, ce sont des DELs qui émettent la lumière, l’écran lui est toujours constitué d’un LCD, de cristaux liquides. L’avantage des DELs, c’est une consommation fortement réduite, et un allumage instantané, alors que des tubes fluo nécessitent plusieurs secondes pour s’allumer. Le rendement lumineux dépend de la conception de la LED. Pour sortir du dispositif

Le tube fluorescent d'un écran LCD de 15 pouces d'un PC portable. Son circuit d'alimentation derrière. (Photo LP2I).

(semi-conducteur puis enveloppe externe en époxy), les photons doivent traverser (sans être absorbés) le semi-conducteur, de la jonction jusqu’à la surface, puis traverser la surface du semi-conducteur sans subir de réflexion et, notamment, ne pas subir la réflexion totale interne qui représente la grosse majorité des cas. Une fois arrivé dans l’enveloppe externe en résine époxy (quelquefois teintée pour des raisons pratiques et non pour des raisons optiques), la lumière traverse les interfaces vers l’air à incidence proche de la normale ainsi que le permet la forme de dôme avec un diamètre bien plus grand que la puce (3 à 5 mm au lieu de 300 micromètre). Dans les diodes électroluminescentes de dernière génération, notamment pour l’éclairage, ce dôme plastique fait l’objet d’une attention particulière car les puces sont plutôt millimétriques dans ce cas et le diagramme d’émission doit être de bonne qualité. À l’inverse, pour des gadgets, on trouve des LED quasiment sans dômes

Les TVs à tube ,n’ont cependant pas finit d’exister, les fabricants ne cesse de les perfectionner.

Information du site (http://fr.wikipedia.org/wiki/%C3%89cran_%C3%A0_cristaux_liquides; http://fr.wikipedia.org/wiki/Diode_%C3%A9lectroluminescente_organique)

En conclusion, la TV LED, est toujours un écran LCD, seul le rétro-éclairage, est la différence.

La télévision

Après avoir étudié le film Home de Yann Arthus Bertrand sur le dévelopement durable, nous avons étudié le World Trade Center, notamment l’efficacité des solutions pour assurer la sécurité des bâtiments de grande hauteur dans le cas des attentats du 11 septembre 2011 (résistance de la structure porteuse à l’impact d’un avion, résistance au feu, évolution des normes de construction, ompact environnemental, …).

La troisième étude a portée sur la télévision avec comme problématique :
Quelles sont les solutions actuelles des constructeurs pour proposer des
télévisions compétitives tout en  réduisant leur impact sur
l’environnement ?

Le plan retenu pour cette étude de cas est le suivant :

1) Présentation du cas étudié
2) Synthèse des exigences issues du cahier des charges
3) Choix du matériel (+ exposés)
4) Analyse fonctionnelle, compétitivité et impact environnemental
5) Consommation d’écrans : mesures et analyse
6) Analyse technologique des constituants d’un écran LCD avec rétroéclairage à tubes (CCFL)
7) Rétroéclairage à LED
8 ) Mise en œuvre d’un rétroéclairage à LEDs et de sa commande à microcontrôleur (programmation)

On est donc parti d’un cas concret réel correspondant au choix de matériel audiovisuel performant, compétitif, avec un faible impact environnemental, notamment en termes de consommation électrique. Un cahier des charges a été donné aux élèves.

Chaque élève a rédigé plusieurs articles sur ce blog , pour présenter le matériel qu’il choisirait avec le cahier des charges donnée, pour rendre compte du travail fait en classe, …

Vous trouverez aussi des articles rédigés par M Pers (professeur enseignement technologique transversal) :
. le matériel choisi dans le cas réel étudié,
. la télévision LCD à LEDs.

Télévision LCD 3d (LG 32LW4500 sorti en avril 2011) retenu dans le cas réel étudié à partir d'un cahier des charges donné. (Source : erenumerique.fr)

Voici les principaux documents utilisés cette année en classe de première au LP2I pour cette étude de cas sur la télévision. Ce sont ici des versions pdf de documents, à compléter éventuellement par l’élève (en version papier généralement). Les versions Open Office sont disponibles dans le fichier zippé à la fin.

Une correction est distribuée aux élèves après la synthèse de chaque activité. Ces corrections sont disponibles par mail.

Intro Etude Television 201011

Materiel retenu dans le cas reel 091111

TP Mesures conso ecrans 211111

Eval Form 3 Analyse fonct Compet Impact (a completer)

Eval Form 4 Conso decodeurs en veille (a completer)

Eval Som 2 (a completer)

Eval Form 5 TV 42 CCFL (a completer)

Etiquette energetique (Ere numerique)

Travail fait en classse 140112

Docs Open Office Television LP2I 150112 (a completer) = dossier .zip avec les documents précédents en version Open Office.

Télévision LCD à LEDs

Voici une vidéo (en anglais) qui montre le démontage d’une télévision LCD à LED dont l’écran a été cassé lors du transport. Cette vidéo permet de voir les différents éléments constituants d’une télévision, notamment, l’alimentation, la carte de traitement numérique des informations, les haut-parleurs, l’écran LCD avec son interface, le rétroéclairage à LEDs avec les filtres optiques et le guide de lumière, … et beaucoup de vis (qui compliqueront le recyclage).

Cette vidéo est issue de podcasts hebdomadaires sur la haute définition appelés HD Nation diffusés sur la web TV Revision3 basée à San Francisco (Etats Unis).

Un peu de vocabulaire en anglais :
. dammaged = endommagé
. chips = composants (montés en surface)
. power supply = alimentation
. port = interface
. output = sortie
. network = réseau
. tuner = récepteur radio
. removal = enlèvement
. flat pannel = écran plat
. screws = vis
. lighting système = système d’éclairage
. light guide = guide de lumière
. to diffuse = diffuse
. layer = couche
. edge = côté
. to turn on and off = faire une commutation marche arrêt
. dimming = atténuation
. LCD : Liquid Cristal Display
. LED : Light Emitting Diode
. TFT : Thin Film Transistor

 

La technologie des LEDs a été abordé en Physique et en Enseignement technologique transversal.

Une LED CMS (composant Monté en Surface) de faible puissance vue au microscope. (photo LP2I)

Une LED jaune allumée (à puissance réduite) et la même Led éteinte. C'est la puce qui définit la couleur de la lumière émise, pas le boitier qui est transparent ici. (Photo LP2I)

Un TP est prévu sur la commande du rétroéclairage à LEDs d’un écran LCD 2×16 caractères avec un microcontrôleur programmé en langage C.

Présentation d’activités faites en première STI2D au LP2I

Jeudi 12 janvier, les élèves de seconde intéressés par la filière STI2D ont pu s’inscrire à une présentation d’activités faites cette année en première STI2D.
9 élèves de seconde ont répondus présents. 5 élèves de première STI2D ont présenté 3 activités en faisant tourner les élèves toutes les 10 à 15 minutes.

– La structure porteuse du LP2I présentée par Marc.

Marc (1ère STI2D) explique comment la dalle en béton s'appuie sur des poutres des poutres, en appui elles-même sur des poteaux (Photo LP2I).

Marc montre le pont roulant et explique comment et pourquoi il est accroché sur le dessus des poutres en béton, ce matériaux devant travailler en compression plutôt qu'en traction. (Photo LP2I)

– La télévision LCD présentée par Brice et Edouard.

Brice et Edouard (1ère STI2D) expliquent à des élèves de seconde pourquoi la consommation de la télévision est la même que l'image soit un fond blanc ou noir. (Photo LP2I)

Un écran LCD de PC 17 pouces. Un des deux tubes fluorescents assurant le rétroéclairage est démonté. (Photo LP2I)

L'alimentation des tubes fluorescents d'un écran LCD de PC. (Photo LP2I)

Le tube fluorescent d'un écran LCD de 15 pouces d'un PC portable. Son circuit d'alimentation derrière. (Photo LP2I).

Rétoéclairage d'un écran de PC. On voit à gauche l'influence d'une feuille de plastique (absente à droite) qui concentre la lumière vers l'avant pour améliorer le rendement luminaux. (Photo LP2I)

– Le blog de la STI2D au LP2I présenté par Artur et Brandon.

Artur et Brandon (1ère STI2D) présentent des articles écrits et publiés par les élèves de la classe sur le blog de la STI2D au LP2I. (Photo LP2I)

 

La télévision en STI2D

Pour l’étude de cas de la télévision nous avons commencé pas choisir nous même 1 télévision, 1 décodeur T.N.T et une parabole celons les critères suivants :

-compatible 3D,

-recevoir les chaînes gratuites de la TNT, compatible avec les chaines en HD

-pas de réception en hertzien (antenne râteau),

-réception par satellite avec antenne satellite,

-entrées pour des périphériques multimédias, compatible HD, prises USB et HDMI,

-faible encombrement, écran de taille moyenne de 32 pouces.

-une antenne satellite

-faible consommation électrique, faible impact sur l’environnement,

-prix compétitif.

La parabole :

Visiosat SMC 55

google.fr/products

Prix très compétitif et bon rapport qualité prix.

Prix: 48.29 €

Les télévisions:

SAMSUNG UE32D6500 – 81 cm

lcd-compare.com

prix: 589,99€

Aspect (ratio) : 16:9

Résolution : 1920 x 1080

Format / Norme :

HD TV 1080p

Compatibilités 3D :

Cette TV est compatible 3D (3D Ready)
Technologie employée : 3D Active (active shutter ou par alternance), nécessite des lunettes LCD actives.
Aucune paire de lunettes fournie.


Fonctions “Écologiques” :

Mode ECO (pour réduire la consommation d’énergie)
Capteur de lumière (réglage automatique de la luminosité)
Mise en veille programmable
Extinction automatique

Enregistreur numérique :

Enregistrement sur support externe (par USB)
Fonction Timeshifting (permet de mettre en “pause” le direct et de reprendre plus tard)

Entrées Vidéo : HDMI (x4) • Péritel

Autres entrées : USB 2.0 (x3) • Réseau filaire Ethernet • Réseau Wifi • Antenne TV (x2)

Classe énergétique : B

 2ème télévision:

LG 32LW4500

lesnuériques.com

prix:455€

Diagonale

32 pouces (81cm)

Définition (pixels)

1920 x 1080

Compatibilité HD (1080i/720p)

Oui / Oui

Certification HD Ready

Oui

Luminosité

NC

Taux de contraste

5000000:1

Angles de vision (H+V)

178° / 178°

Temps de réponse

2.6 ms

Puissance sonore

2 x 10 W

Connectique

HDMI (x 3), YUV, USB, optique

Dimensions (LxHxP)

776 x 485 x 240 mm

Poids

11.4 kg

Type

LCD

Compatibilité 3D

oui

J’ai opté plus pour la première car les informations sont beaucoup plus complète.

Le décodeur:

LogiSat 4500 Twin HD PVR 500Go

LogiSat 4500 Twin HD PVR 500Go (cdn.idealo.com)

Description/détails: Décodeur HD / Décodeur satellite enregistreur / Tuners numériques intégrés: Satellite HD ( DVB-S2 HD), Satellite (DVB-S) / Double tuner / Disque dur: 500 Go / Interface commune: 1 / Nombre d’emplacements mémoire: 5 000 / Fonctions: Liste des favoris, Edition des listes de chaînes, Interrupteur d’arrêt total, Verouillage et contrôle parental / DiSEqC: 1.0, 1.2, USALS / Adapté pour: Chaînes payantes (Pay-TV), Chaînes en clair (FTA) / Dimensions: 350 x 70 x 265 mm / 259€

La télévision l’outil du futur aujourd’hui

 

 

 

 

 

La télévision

En Enseignement Technologique Transversale, nous avons fait des recherches pour trouver une télévision selon les critères suivant : Voir la TV, donc voir des images avec du son. Compatible 3D, recevoir les chaînes gratuites de la TNT, compatible avec les chaines en HD. Pas de réception en hertzien (antenne râteau), pas de réception par Internet, réception par satellite avec antenne satellite. Entrées pour des périphériques multimédias, compatible HD, prises USB et HDMI. Faible encombrement, écran de taille moyenne de 32 pouces. Antenne satellite. Faible consommation électrique, faible impact sur l’environnement, prix compétitif.

Télévision choisi par mes soin pour correspondre au critère demander sur : lcd-compare.com

J’ai choisi cette télé car elle est compatible avec la HD, la 3D et la TNT HD. Elle a des ports USB et HDMI compatible HD, 3D. La télé ne fait que 32 pouces et elle ne coute que 458€.
Compatibilités 3D :Cette TV est compatible 3D
Technologie employée : 3D Passive
La technologie embarquée permet la conversion 2D / 3D en temps réel.
TV

Le décodeur satellite
Nous avions aussi du choisir un décodeur satellite avec les critères suivant:
– Principales exigences :
. Opérateur satellite gratuit pour les chaînes gratuites de la TNT.
. Enregistrement en HD sur support externe.
– Solutions et choix :
. Opérateurs : TNT Sat, Fransat, …
AZBOX Elite HD

Décodeur choisi sur: www.homecine-compare.com

j’ai choisi ce décodeur car c’est un adaptateur HD TNT satellite.

Tuner TNT (DVB-T) : Tuner TNT HD (haute définition – compatible MPEG4) Optionnel
Réception des chaînes numériques par voie aérienne.
EPG (grille de programme pouvant être mise à jour automatiquement)
Tuner SAT (DVB-S) : Tuner Satellite
Réception des chaînes numériques par voie satellitaire.
DiSEqC 1.2

Décodeur

L’antenne satellite
Et une antenne satellite avec comme principale exigence : faible encombrement et discrète.

Antenne choisi sur: amazon.com


Metronic – 498140 – Antenne satellite plate H+V
J’ai choisi cette antenne pour sa taille et sa discrétion.

Cette vidéo, nous montre comment fonctionne les différente technologie de la 3D.

L’anaglyphe (verres rouge et cyan), polarisée, alternée.

La télévision ( Laury )

Problématique : Quelles sont les solutions actuelles des constructeurs pour proposer des télévisions compétitives tout en réduisant leur impact sur l’environnement ?

  • Contraintes de la télévision 

Il faut une télévision peu encombrante, avec des ports USB, HDMI, elle devra être en 3D et consommer peu. On devra pourvoir voir la télévision en HD (haute définition) et pouvoir enregistrer les programmes en HD, mais on ne capte pas la TNT grâce à un râteau.

Le matériel choisi :
Nous prendrons une télévision de 32 pouces (81 cm environ), compatible HD et 3D de marque LG. Elle consomme peu, et elle a un prix plus attractif que les autres.
Nous prendrons un décodeur satellite enregistreur en HD. Nous pouvons enregistrer sur un support USB car celui-ci a une prise USB.
Nous prendrons une antenne plate qui ne prend pas beaucoup de place et qui se « fond » bien dans le paysage.

  • Les normes 

La télévision :
Une passerelle multimédia sur port USB compatible avec les formats vidéo : MPEG 2, MPEG 4, H26, AVCHD, AVI, MKV, … format audio : MP3, WMA, AAC,… format photo : jpg,…

  • Le matériel choisi

La télévision LG 32LW4500 c’est un écran 32 pouces soit du 81 cm.

lcd-compare.com

Le décodeur Premio SAT HD-W (TNTSAT HD)

cgv.fr

L’antenne satellite Grundig QGP 2300

darty.com

  • La 3D active : “c’est l’écran qui diffuse les images de gauche et de droite chacune leurs tours à une fréquence de 50 Hz. Les lunettes sont spécifiques car chaque verre est une fois opaque et l’autre fois transparente en synchronisme avec la TV. Pour que ce-ci soit possible, la TV doit émettre un signal radio ou infra rouge pour que les lunettes se synchronisent. Ces lunettes utilisent la technologie LCD. Cette technologie reste assez chère, 50 à 100€ l’unité.” D’après un document donné en cours.

 

  • La 3D passive : “c’est l’écran qui diffuse les images de gauche et de droite en même temps à une fréquence de 50 Hz en les mettant une ligne sur deux. La résolution verticale de chaque image doit être divisée par deux par la TV pour partager la résolution de l’écran. Pour pouvoir séparer les images avec les lunettes, chaque ligne a une polarisation différente. Les lunettes restent plus accessibles, de 2 à 8€ l’unité.” D’après un document donné en cours.