Pour mon bureau d'électronique, j'avais besoin d'une lampe d'écran pour mieux y voir quand je travaille. Au lieu d'en acheter une toute faite, j'ai décidé de la concevoir moi-même. C'était l'occasion parfaite de faire un petit projet perso.

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Le Cahier des Charges

Le fonctionnement devait rester simple :

• Un ruban LED pour l'éclairage.
• Un capteur tactile pour la commande.
• Un allumage et une extinction progressifs (pour le style et le confort visuel).
• Pour gérer cette progressivité, il me fallait obligatoirement un microcontrôleur.

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Choix des composants

Le Microcontrôleur : CH32V003

‍Pour ce projet, je voulais sortir des sentiers battus (au revoir Arduino) et progresser en C "bare-metal". J'ai choisi un microcontrôleur de chez WCH : le CH32V003. Il est super connu pour son prix dérisoire (environ 15 centimes l'unité !). Je l'ai pris en boîtier SOP-16 pour que ce soit soudable facilement.

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La Partie Puissance : MOSFET IRLZ44N

‍Un point critique : on ne peut pas brancher le ruban LED directement sur les sorties du microcontrôleur. Elles ne peuvent fournir que 20 mA, alors que mon ruban consomme environ 1,7 A à pleine puissance (c'est 85 fois trop !).J'ai donc utilisé un transistor MOSFET canal N (IRLZ44N). Il sert d'interrupteur de puissance : le microcontrôleur commande le transistor, et le transistor laisse passer le courant pour les LED.

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Programmation du microcontrôleur

Pour coder, j'ai utilisé l'IDE du fabricant : MounRiver Studio. Il permet de tout faire : coder, compiler et débugger.

Pour la programmation en C, j'ai configuré les registres directement pour utiliser :

• Le périphérique TIMER : afin de générer un signal PWM pour contrôler l'intensité lumineuse des LED (c'est ce qui permet de faire l'effet progressif).
• Le périphérique USART : pour envoyer des infos sur la console et faciliter le débug.

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Problèmes rencontrés

Lors de l'implantation du prototype, j'ai fait face à un problème majeur : le microcontrôleur redémarrait en boucle.

L'appel de courant du ruban LED au démarrage était si fort qu'il provoquait une chute de tension trop importante sur l'alimentation 5 V commune. Le CH32V003 passait sous son seuil de tension minimale et rebootait instantanément.

Comme je ne voulais pas utiliser deux alimentations séparées, j'ai mis en place une solution de filtrage et d'isolation :

• J'ai ajouté deux gros condensateurs de 1000 µF en parallèle pour stabiliser la ligne de puissance principale.
• J'ai isolé l'alimentation du microcontrôleur via une diode à faible chute de tension (Schottky) suivie d'un condensateur réservoir de 100 µF.

Ainsi, lors d'un appel de courant des LED, la diode empêche le condensateur du microcontrôleur de se vider dans le ruban, offrant à la puce sa propre réserve d'énergie pour rester stable.

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Assemblage des composants

Pour le montage, j'ai tout soudé sur une plaque perforée. C'est rapide, pas besoin de faire fabriquer un PCB, et c'est suffisant pour un prototype qui reste à la maison.

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Compétences mises en oeuvre

Durant ce projet, j'ai mis en pratique deux des quatres compétences critiques en deuxième année de BUT GEII :

• La compétence concevoir : J'ai réalisé l'analyse fonctionnelle, choisi les composants adaptés et conçu un prototype à partir d'un besoin simple.
• La compétence implanter : J'ai réalisé le montage matériel, programmé le microcontrôleur au niveau des registres et vérifié que tout fonctionnait comme prévu.