Après bientôt deux ans de réflexion sur le sujet, un coup de main providentiel m'a permis de réaliser mon simulateur d'éclairage lunaire, reproduisant le plus fidèlement possible le cycle naturel.

Ayant été sollicité par Reef Magazine, je leur ai proposé pour leur premier numéro, la publication de l'article sur la réalisation de ce simulateur. Comme toujours sur le site, après publication papier, vous retrouvez ici :

Le principe de l'éclairage lunaire

Lune et ses mouvements ont beaucoup de conséquences sur notre planète, ainsi, son attraction stabilise et ralenti la rotation de la Terre. Sans elle, un cycle jour/nuit serait de 15 heures au lieu de 24 ! Elle influe également sur le comportement des êtres vivants, il a été observé que de nombreux organismes ajustent leur stratégie de vie et de reproduction au cycle de la Lune.

Pour parler du monde marin, les coraux, mais aussi les escargots, vers, crustacés et autres invertébrés, voir même le plancton, synchronisent leur reproduction avec le cycle des marées, lui-même directement causé par l'attraction gravitationnelle de la Lune et du Soleil sur l'eau des océans. Ils augmentent ainsi leur chance, au cours de grandes marées, périodes de forte attraction lunaire, de voir les larves emportées au large et ainsi de mieux survivre que si elles restaient concentrées sur le lieu de ponte. Ainsi par exemple, les Trochus mâles et femelles relâchent leurs gamètes, ovules et spermatozoïdes lors de la pleine Lune, or rien de tel ne se produit à la nouvelle Lune, pourtant période de grande marée également, ce qui tend à indiquer que la luminosité de la pleine Lune fonctionne comme un signal additionnel aux autres paramètres naturels en jeu. Il convient de rajouter que l’effet obtenu par la simulation permet également à l’aquariophile une observation de la vie nocturne de son bac, avec un effet agréable à l’œil tout en étant plus proche de la nature que les systèmes d’éclairage lunaire habituellement mis en œuvre (Ampoule à incandescence bleue ou leds fixe)

Le mécanisme de la variation de l'apparence de la Lune au cours d'un mois s'explique simplement. La Lune n'est pas une source de lumière, elle ne fait que réfléchir vers la Terre une petite partie de la lumière du Soleil qui l'atteint; soit environ 7 %. Le cycle lunaire s'étend sur approximativement 29,5 jours, ce qui correspond à une rotation complète de la Lune autour de la Terre. La Lune présente donc à chaque instant une face éclairée, tournée vers le Soleil, et une face obscure. Quand elle tourne vers la Terre sa face obscure, c'est la nouvelle Lune et quand elle présente vers la Terre sa face éclairée, c'est la pleine Lune. Entre ces deux extrêmes, la Lune croît et décroît en passant du croissant au premier quartier, puis à la phase gibbeuse et inversement. Lié à son plan de rotation, la hauteur de la Lune par rapport à l’horizon varie également, entraînant aussi une variation de la luminosité apparente. Ainsi pendant à peu près treize jours, la Lune semble monter dans le ciel : elle est dite montante ou ascendante, puis pendant le même laps de temps, elle semble descendre dans le ciel : elle est dite descendante, phénomène à ne pas confondre avec celui de la Lune croissante et décroissante.

La simulation du cycle naturel

Par chance l’électronique digitale nous permet de réaliser cette simulation relativement facilement et à peu de frais. Après avoir longtemps retourné le problème en tous sens, j’ai opté pour l’utilisation d’un microcontrôleur très répandu et facile à mettre en œuvre, pilotant cinq leds blanches dont le nombre allumé et la luminosité sont réglés en fonction du cycle lunaire naturel. Le choix de la couleur blanche a été fait pour se rapprocher au plus de la température de couleur d’environ 4200°K de l’éclairage produit par la Lune. Les leds s’allument les unes après les autres avec un intervalle de temps d’exactement 255181 secondes, soit environ 3 jours ce qui correspond au dixième du cycle naturel complet de 29.530588 jours !

Un bouton poussoir permet une avance manuelle du cycle, de sorte à pouvoir le faire correspondre au cycle naturel en cours lors de la mise sous tension. Pour éviter tout risque électrique majeur, le simulateur LUNE+++ est alimenté en basse tension. Le simulateur peut-être mis dans un boîtier dédié ou intégré à un système de rampe d’éclairage existant.

Le listing des composants 

La réalisation du montage

Elle est à la portée de tout bricoleur même néophyte en électronique, sachant faire une soudure à l’étain. La première chose à faire est de graver, percer et étamer le circuit imprimé dont le typon est publié ci après taille réelle: (58mm X 46mm)

On commence ensuite à implanter les composants en rose sur le schéma d’implantation ( sauf le Microcontrôleur PIC16F84A qui sera ms en place à la fin) en faisant attention à la polarité du condensateur C6, de la  diode D1 et au sens du régulateur REG et du support SCI. Les résistances et autres composants ne sont pas polarisés. On soude ensuite sur la face cuivre du circuit les composants en vert sur le schéma, bouton poussoir BP, les leds L1à L3 puis L4 et L5 en faisant attention de respecter leur ordre d’implantation, leur luminosité en fonctionnement étant différente.

Les Leds étant polarisées, on reconnaît leur sens d’insertion au méplat sur la partie transparente, conformément au dessin sur le schéma. On peut maintenant mettre en place le microcontrôleur après l’avoir programmé, en respectant le sens donné par un repère sur la face supérieure de son boîtier.

Voilà quelques photos de ce que l’on devrait obtenir :      

Le programme du simulateur LUNE+++

La partie la plus délicate du montage est l’enregistrement du programme dans la mémoire du microcontrôleur, opération qui demande d’être équipé d’un programmateur dédié, relié à un ordinateur. Ci-après le programme à recopier tel quel dans le bloc-notes Windows et à enregistrer sous « lune.hex » pour pouvoir l’exploiter. Certains magasins d’électronique proposent ce service, mais si vous ne trouvez pas de solution, je peux vous fournir le composant programmé prêt à l’emploi. Pour plus d’info, rendez vous à la fin de cet article.

Après avoir inséré le microcontrôleur, on peut maintenant mettre sous tension le montage dont la led L1 devrait immédiatement s’allumer. Si ce n’était pas le cas, vérifier la polarité de l’alimentation (le montage est protégé en cas d’inversion), vérifier aussi les soudures, l’implantation des composants et si nécessaire le chargement  du programme dans le microcontrôleur PIC.

Téléchargement du programme

cliquez ici: pour télécharger

Cette opération est destinée à ceux qui sont équipés d'un programmateur de PIC. Perso, j'utilse un programmateur PIC-01 de Seeit ( http://seeit.fr ) et Ic-prog 1.05C

La mise en boîtier

Il ne reste plus qu’à mettre le montage dans le boîtier, après avoir effectué les percements pour le passage des leds et du bouton poussoir. Un foret de 5mm convient très bien. Il faut également faire une petite entaille sur l’un des bords pour le passage du câble d’alimentation et supprimer les deux taquets sur la face supérieure du boîtier pour permettre d’y insérer la carte à fond. On remarquera le petit morceau de scotch noir collé sous le radiateur, qui évitera tout risque de faux contact avec les pattes coupées de led implantée sur l’autre face.

Mise en service et réglage

Il suffit ensuite de mettre à l’heure le simulateur en appuyant sur le bouton poussoir pour faire défiler le cycle et le faire correspondre au cycle naturel en choisissant de faire la mise à l’heure un jour de pleine lune ou de nouvelle lune par exemple. Attention d’être dans le bon sens du cycle, c'est-à-dire lune croissante ou décroissante! Cette opération est à refaire en cas de coupure de courant.

Il est souhaitable d’éviter de regarder de face les leds en fonctionnement, leur éclairage puissant risquant de générer des lésions aux yeux. Selon la formule consacrée, je décline également toute responsabilité en cas de problème de quelque nature que ce soit lors de la réalisation ou de l'utilisation de ce montage.

Le coup de main

Une fois n'est pas coutume, le montage étant basé sur un un composant programmable PIC16F84, je propose pour plus de facilité, tous le monde n'étant pas équipé pour la programmation de ce genre de composant, la réalisation du circuit imprimé et la livraison du composant déjà programmé.

La partie la plus délicate de montage étant la réalisation du circuit imprimé et la programmation du PIC, je propose de graver, percer et étamer le circuit imprimé et de livrer le PIC 16F84A programmé Vous trouverez cette offre dans la rubrique "accessoires pour DIGI+++" de mon e-boutique:

Voilà pour les yeux

Une photo de l’éclairage lunaire simulé, prise à la surface de mon aquarium et une nuit de pleine lune sur la mer…

Tous mes remerciments à Sylvain BERGERON pour son précieux coup de pouce...

Bon bricolage

Jean-marc SCHAEFFER

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