Piloter un feu d'artifice avec un iPhone et un MK802

Piloter un feu d'artifice avec un iPhone et un MK802

En Suisse, le 1er Août est jour de fête nationale, C'est aussi l'occasion pour le commun des mortels de pouvoir jouer avec divers engins pyrotechniques. Cette activité étant strictement interdite les autres jours de l'année, autant dire que la nuit du premier Août, tout le monde s'en donne à cœur joie. Chez Yoctopuce, ça fait un moment qu'on se dit que tirer des feux d'artifices avec un iPhone présente un challenge des plus intéressants, c'était l'occasion d'essayer.


L'idée est d'utiliser le Wifi d'un iPhone pour se connecter sur un MK802, puis ensuite d'utiliser le port USB de ce dernier pour piloter l'allumage de fusées de feu d'artifice via des relais.

Allumage d'une fusée en utilisant un iPhone, un MK802 et un relais
Allumage d'une fusée en utilisant un iPhone, un MK802 et un relais



Les fusées
Les "vrais" feux d'artifice sont en fait tirés à partir de mortiers, mais nous allons intéresser aux fusées, qui sont plus facilement disponibles dans le commerce.

Examinons la structure d'une fusée d'artifice. Elle est constituée de trois parties: une baguette, un moteur et une charge utile. La baguette sert à maintenir l'équilibre en vol, la charge sert pour l'explosion, et le moteur sert évidement à propulser l'ensemble.

Les différentes parties d'une fusée de feu d'artifice
Les différentes parties d'une fusée de feu d'artifice



Le moteur est en fait un simple tube de carton, avec une tuyère à son extrémité et un bloc de poudre noire compressées à l'intérieur. Ce bloc est percé d'un trou dans le prolongement de la tuyère. Bien sur il y a aussi une mèche qui permet d'enflammer le moteur. Pour allumer le moteur de la fusée à distance il suffit de remplacer cette mèche par un allumeur électrique.

Structure d'un moteur de fusée
Structure d'un moteur de fusée



L'allumage
Les allumeurs électriques sont couramment utilisés dans les dispositifs pyrotechniques professionnels, ou encore pour le lancement de micro-fusées. Leur principe est simple: il s'agit un petit filament au bout d'un fil électrique, noyé au milieu d'un minuscule bloc de poudre. Si on fait passer suffisamment de courant dans le fil, le filament chauffe à blanc, enflamme la poudre qui à son tour enflamme le moteur. Donc en gros pour télécommander le tir d'une fusée il suffit d'un allumeur, d'une source d'électricité et d'un relais. Ça tombe bien, les relais ce n'est pas ce qui manque chez Yoctopuce :-)

Structure d'un allumeur électrique
Structure d'un allumeur électrique



Deux modèles différents d'allumeurs électriques
Deux modèles différents d'allumeurs électriques



La partie contrôle
On va donc utiliser un Yocto-MaxiRelay qui dispose de huit sorties. En câblant ses sorties de manière judicieuse, on va pouvoir lancer jusqu'à 16 fusées: en effet si on câble les 8 sorties sous la forme d'une matrice 4*4 on peut gérer jusqu'à 16 connections. Pour la source de courant nous avons choisi une petite batterie de moto 12V: mais un accu NiMh de modélisme aurait probablement pu faire l'affaire.

Comment fabriquer 16 interrupteurs avec juste un Yocto-MaxiRelay
Comment fabriquer 16 interrupteurs avec juste un Yocto-MaxiRelay



Pendant qu'on y est on va ajouter une petite subtilité: une détection des allumeurs en état de marche: il est en effet relativement facile de casser un allumeur. Pour détecter si un allumeur est est état de marche il suffit de détecter si on arrive à faire passer un courant l'intérieur, de préférence un courant suffisamment faible pour qu'il ne s'allume pas. C'est l'affaire d'un Yocto-PowerRelay, d'un Yocto-Amp et d'une résistance: en mode test, le Yocto-PowerRelay force l'électricité à passer à travers une résistance de 1Kohm, ce qui limite le passage du courant et empêche ainsi l'allumeur de s'enflammer. Si le Yocto-Ampne détecte pas de courant, cela signifie que l'allumeur est cassé ou mal branché.

Utilisation d'un Yocto-Amp, d'un Yocto-PowerRelay et d'une résistance pour détecter les problèmes d'allumeurs
Utilisation d'un Yocto-Amp, d'un Yocto-PowerRelay et d'une résistance pour détecter les problèmes d'allumeurs



La télécommande
Il reste à résoudre le problème de la télécommande: Comment piloter tous ces modules à bonne distance? l'idée est de redonner une chance au MK802 après le fiasco de la dernière fois. On peut supposer que son réseau WiFi fonctionnera convenablement en plein air. Pour ça on a installé Linux et un Virtual Hub pour ARM sur le MK802, et configuré son WiFi en mode ad-hoc. Ainsi le pas de tir générera son propre réseau WiFi auquel il suffira de se connecter avec un smartphone pour déclencher le tir des fusées. Comme le MK802 n'a qu'un port USB on utilise un Micro-USB-Hub pour connecter les modules Yoctopuce. Le MK802 tout comme les modules Yoctopuce sont alimentés par la batterie grace à un régulateur DC/DC 5v.

Comme télécommande on a choisi un iPod Touch, Mais un Iphone ou un iPad aurait parfaitement convenu. Une application native iOS pilote les relais du pas de tir par l'intermédiaire du Virtual Hub qui tourne sur le MK802.

L'iPod touch se connecte au MK802 pour piloter le pas de tir
L'iPod touch se connecte au MK802 pour piloter le pas de tir



Le pas de tir n'est qu'une structure en bois qui n'a d'autre but que de faire tenir 16 tubes en PVC à la verticale. Ces tubes serviront de guide pour les fusées. Évidement il faut que cette structure soit aussi stable que possible: on n'a pas très envie de voir le pas de tir se renverser au cours du lancement des fusées. Le haut du pas de tir est recouvert avec de d'aluminium adhésif pour éviter qu'il ne prenne feu pendant les tirs. Le gros avantage d'avoir choisi une batterie et un système de télécommande est que le pas de tir est totalement indépendant: on peut le préparer tranquillement dans son atelier. Pour l'installer, il suffit d'aller le poser à l'endroit approprié et de le mettre sous tension.

Le pas de tir coté alim: on distingue la batterie et le régulateur DC/DC 5v
Le pas de tir coté alim: on distingue la batterie et le régulateur DC/DC 5v


Le pas de tir, coté modules, on remarque le MK802 perché dans la structure
Le pas de tir, coté modules, on remarque le MK802 perché dans la structure


Tout est prêt..
Tout est prêt..



Bon, voila, on a fait le tour de la question, il ne reste plus qu'à attendre la nuit pour voir si ça marche...

5..4..3..2..1....
5..4..3..2..1....



  



Attention, la manipulation de feux d'artifice, en particulier le remplacement de la mèche par un allumeur, présente des risques: si vous endommagez la tuyère du moteur pendant l'opération, la fusée risque de monter et d'exploser beaucoup moins haut que prévu. Si vous endommagez le bloc de poudre à l'intérieur du moteur, la fusée risque d'exploser à l'allumage. Vous voila prévenu.

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