Glups, mais c’est quoi ce truc avec des mots si compliqués ? Pour frimer tu sors ça à ta réunion ministérielle et tout le monde te vote les crédits que tu voulais pour le projet JEKERT !
Bon, soyons sérieux. Si ce titre accrocheur attire l’attention, il cache une réalité pratiquement élémentaire. Nous allons expérimenter les filtres colorimétriques. De quoi est-il question ?
Depuis « toujours », les astrophysiciens à l’aide de leurs télescopes exploitent les couleurs pour déterminer des informations cruciales arrivant des étoiles ou les planètes, qu’ils observent avec des dispositifs matériels de plus en plus sophistiqués. L’idée de base consiste à décomposer la lumière reçue pour en « étaler » les couleurs, un peu comme le fait naturellement cette merveille que l’on nomme arc en ciel. Lisez l’encadré qui traite de façon scandaleusement sommaire un peu de colorimétrie, ainsi nous aurons une idée de ce qui incite les chercheurs à munir JEKERT d’un spectromètre chromatique, c’est à dire un appareil sensé analyser la lumière reçue par la cellule photorésistante et filtrer couleur par couleur la quantité d’énergie lumineuse reçue.
L’instrument réalisé est rudimentaire et n’impose strictement aucun ajout électronique au robot. Son principe de fonctionnement est basé sur l’usage de filtres colorés qui sont placés devant le capteur photosensible. Chaque filtre ne laisse passer qu’une « tranche » du spectre lumineux. Pour simplifier, nous allons nous contenter de six couleurs comme le montre la Fig.131 qui présente l’ordre dans lequel seront laissées passées les différentes longueurs d’ondes. En 7 le masque sera totalement transparent. Ainsi l’appareil enregistrera six valeurs chromatiques et la quantité totale d’énergie lumineuse reçue par la sonde. Il sera alors possible d’établir des 
pourcentages énergétiques si on le souhaite. Notez au passage que pour concevoir notre spectromètre, on utilise les quatre couleurs fondamentales en 1, 2, 4 et 6. Ainsi nous n’écartons au point de vue conceptuel ni la soustraction, ni l’addition. Les deux nuances intermédiaires 3 et 5 sont des « mélanges » établies « à l’estime » avec le logiciel PAINT.exe. Pour interposer chaque filtre coloré entre la cellule photorésistante et le ciel, l’idée de base consiste à transformer le modèle de la Fig.131 en Fig.132 un équivalent circulaire. Ainsi, le filtre sera tout simplement immobilisé à la bonne hauteur sur le Fémur de la Jambe A. Au final, avec un trois fois rien de « mécanique » on anobli la cellule photorésistante qui ne pouvait que mesurer une intensité lumineuse globale en un spectromètre chromatique qui ouvrira une foule d’expériences à la fois simples et très formatrices. Dans ce chapitre, expliciter la réalisation matérielle du spectroscope est hors sujet. Sa réalisation sera abordée finement dans le TOME 4. Contentez-vous d’aller voir Image 14.JPG dans le dossier <Galerie d’Images>. La photographie montre assez de détails pour comprendre l’agencement de l’instrument de mesure ainsi improvisé. Consultez la Fiche n°21. Pour créer le filtre de couleurs il faut l’imprimer sur des feuilles de milard transparentes. ATTENTION, chaque imprimante doit utiliser des références qui lui sont propres. Quand on regarde le résultat obtenu, les couleurs jaune et orange semblent trop pâles. Aussi, sur le prototype j’ai découpé avec soin deux secteurs colorés. Ils sont immobilisés « parfaitement » l’un au dessus de l’autre. (C’est peu visible sur la photographie mais bien réel.) En toute rigueur deux secteurs colorés sont suffisant pour équiper la sonde. La Fiche n°21 en propose douze … gaspillage !
Pas forcément. Surtout attendez le TOME 4 pour avoir les conseils relatifs à l’opération de découpage de cet élément. Ce n’est pas immédiat et les risques de loupés sont réels. Avec tous les éléments imprimés vous arriverez forcément à en façonner deux de parfaits. L’argument le plus pertinent à mon sens concerne les copains. Perdre une feuille A4 complète pour deux secteurs imprimés serait incontestablement un gaspillage patent. Les divers secteurs non utilisés seront particulièrement appréciés par les copains. Je suggérerais fortement de vous grouper. L’un d’entre vous se chargerait de l’achat du support, et de l’impression sur son ordinateur. Les autres participeraient financièrement. Ainsi vous arriveriez à un coût raisonnable pour le petit bout de transparent colorié …
Automatiser et enregistrer le spectre.
JEKERT dispose matériellement de tout ce dont nous avons besoin pour établir un spectre chromatique. Le filtre étant immobilisé sur le Fémur de la Jambe A, avec la commande « p9a* » il suffit de faire tourner la Hanche pour amener chaque couleur bien au dessus de la cellule photoélectrique. Puis on déclenche un mesurage 
météorologique avec « m* » et l’on note sur une feuille de papier la valeur pour le total et pour chaque tranche colorée. Totalement gratuite, puisqu’il n’y a strictement rien à ajouter au logiciel, cette solution n’est pas du tout satisfaisante sur le plan opérationnel. Elle s’avère particulièrement laborieuse, car il faut en permanence se placer à la verticale au dessus de la cellule pour bien centrer le secteur coloré. Ensuite reposer le potentiomètre et revenir au clavier pour se faire afficher la valeur numérisée de la lumière. Chaque manipulation exige entre trente et cinquante secondes. Vous allez vous apercevoir à l’usage, que la cellule photorésistante est d’une sensibilité infiniment plus grande de celle de l’œil humain. Une toute petit variation lumineuse se traduit immédiatement par un changement de valeur numérisée. Un trois fois rien de nuage dans le ciel évoluant lentement devant le Soleil engendre des variations qui fausseraient complètement les mesures. Aussi, il importe de procéder rapidement à l’échantillonnage. L’analyse spectrale se doit d’être automatisée, ce qui implique de mémoriser les valeurs. Sur la Fig.133 deux enregistrements coup sur coup ont été effectués. Il est évident sur cette expérience qu’entre les deux échantillonnages pourtant séparés d’à peine vingt secondes, la luminosité ambiante a changé. La variation est insensible visuellement. La cellule photorésistante enregistre pourtant un net changement de numérisation.
Quand on observe la lumière solaire à travers les filtres colorés, on constate bien que le bleu et le violet engendrent une forte atténuation confirmée par les mesures. Par contre, à l’observation visuelle le vert semble très lumineux. Pourtant, numériquement l’atténuation est significative. C’est un autre facteur physiologique trompeur. Notre vue est plus sensible dans le vert que dans le rouge. C’est du reste la raison pour laquelle il est si difficile d’assortir des couleurs vestimentaires vertes. La moindre différence se voit. Comme dans la nature la couleur verte est dominante, rendre notre regard plus sensible dans cette teinte est un moyen pour « la vie » d’optimiser notre vision de l’environnement. Et sans que vous ne le sachiez, les systèmes électroniques de visualisation polychrome comme les téléviseurs affectent des énergies différentes en fonction de la couleur du pixel.
Les choix des nouvelles commandes.
Bien que l’idée d’ajouter un spectrographe colorimétrique à JEKERT hantait le laboratoire depuis les tous premiers octets soumis à l’ATmega328, c’est la dernière fonction opérationnelle qui a été émulée. Maintenant que je vous ai livré la solution toute simple qui consiste à placer la cellule photorésistante en un endroit stratégique pour pouvoir placer un filtre coloré sur le Fémur de la Jambe A semble couler de source. Y auriez-vous pensé ?
Par ailleurs, comment réaliser un filtre coloré ? Les transparents du commerce pour les imprimantes peuvent t’il réaliser un secteur coloré efficient ? Les couleurs fondamentales vont vraiment engendrer des différences significatives sur une cellule photorésistante banale ?
Toutes ces questions laissaient supposer de nombreux essais, impliquant du bricolage mécanique et pas mal de temps englouti pour valider le concept. Il était en vérité plus « rentable » de consacrer du temps à la motricité de JEKERT, à développer son autonomie pour une version « définitive », à développer des expériences variées pour enrichir la petite machine. Dans ce contexte, c’est lorsque tout à parfaitement fonctionné que passer à la couleur devenait pertinent.
Ajouter deux programmes du genre « pNN* » à la liste actuelle « bousculerait » un peu trop la Fiche n°12. Comme de plus les commandes sur un seul caractère sont agréables à l’usage, il a été décidé d’allonger « la liste alphabétique ». Comme caractères n’imposant ni SHIFT ni ALT ni CTRL il ne restait que ‘(‘ et ‘)‘, le choix d’ouvrir une parenthèse s’est imposé naturellement. Procédant par rotation du Fémur de la Jambe A la technique s’apparente fortement à l’exploitation du LASER. Aussi on en réutilise la posture stable, ce qui oblige à un programme préalable « p02* ». La commande « (* » déclenche un enregistrement spectral en EEPROM. Associée à cette dernière, « )* » provoque la restitution sur l’écran du Moniteur série USB des valeurs enregistrées. Comme cette fonction a été développée de façon tardive, aucun texte spécifique ne lui est dédié. On se contente de lister dans l’ordre les valeurs mémorisées. C’est le programme complet résident sur la raquette de pilotage (Pour le moment ce n’est qu’un lointain projet.) qui sera chargé de présenter les données de façon claire. En premier est indiquée la valeur Totale, (Voir la Fig.133) puis suivent dans l’ordre les énergies filtrées en commençant par le bleu et en terminant par le vert.
L’aspect programmation du spectromètre chromatique.
Aiguillage compris, les deux commandes ne consomment que 296 octets sur le démonstrateur P14_Sonde_avec_capteurs_scientifiques.ino et 226 sur le programme P30 qui remplace celui du TOME 2 et fourni dans les fichiers qui accompagnent le TOME 3. C’est à mon sens pas beaucoup pour une expérience que je trouve très séduisante. Un problème restait à résoudre : Où enregistrer le spectre, sachant que l’EEPROM est saturée, qu’il n’y reste plus un seul octet de disponible ?
Un spectre colorimétrique est assez proche structurellement à celui d’un panoramique télémétrique. Par ailleurs il ne consomme pour être mémorisé que sept entiers soit quatorze octets.
Pour minimiser l’impact d’une « surcharge par écrasement », il a été décidé de loger un spectre de colorimétrie sur les derniers octets d’un panoramique télémétrique. Il en résulte deux petits inconvénients qui pour cette application sont estimés dérisoires :
• Un enregistrement chromatique faussera les 14 derniers échantillons d’un panoramique télémétrique.
• Un enregistrement panoramique télémétrique « écrasera » un enregistrement chromatique présent.
Ces deux inconvénients sont acceptable, car logiquement, un enregistrement qu’il soit télémétrique ou colorimétrique sera visualisé immédiatement après pour exploitation. Ce n’est que sur le long terme que l’un des deux se superposera à l’autre, ce qui n’affecte pas vraiment l’exploitation de la sonde sur le terrain.
Visualiser les valeurs fait appel à une procédure vraiment très banale. On positionne le pointeur en EEPROM en 603 qui est l’adresse relative du premier échantillon. Puis sept fois on effectue une lecture en EEPROM de la valeur, on affiche cette dernière sur le moniteur, on fait passer à la ligne. Enfin on fait avancer PTR_EEPROM de deux octets pour pointer la donnée suivante.
Enregistrer un spectre chromatique.
Plus étoffée que la procédure d’affichage, Spectroscope_Chromatique() qui enregistre les données colorimétriques en EEPROM doit enchaîner plusieurs opérations visant à placer la sonde en posture idoine, puis effectuer le balayage circulaire de filtrage et enregistrer les valeurs sans oublier de revenir à la configuration Stable Transversal.
Examinons pour commencer la Fig.135 qui représente le Fémur de la Jambe A vu de dessus en situation de départ quand la sonde est en posture Stable Transversal. Comme il sera précisé dans le TOME 4 la cellule photorésistante 
sera placée pas loin de l’axe de symétrie longitudinal du châssis. Ses fils de liaison électriques seront coudés pour qu’elle soit en orientation radiale par rapport à l’axe de rotation de la Hanche Jambe A. Comme représenté sur la Fig.135 la cellule C se trouve sous le secteur bleu foncé. Il faut dont faire tourner en rotation R pour amener en premier le secteur transparent au dessus de la cellule photorésistante. Par des orientations manuelles, chaque secteur coloré a été placé bien au dessus de C. La Fig.134 résume les valeurs des consignes notées lors de la manipulation. Un rapide calcul montre que l’écart numérique moyen entre deux consignes successives avoisine la valeur +34. Nous avons tous les éléments pour agencer Spectroscope_Chromatique().
Première action en (1) on vérifie la posture préalable. Si elle n’est pas correcte on déclenche une alerte n°21. Si le test est positif, on commence en (2) par adopter la posture Stable LASER qui permet la libre rotation de la Jambe A. Le pointeur en EEPROM est alors positionné à 603 l’adresse relative du premier enregistrement. En (3) on impose à la consigne l’orientation de départ correspondant à la luminosité totale. (Consigne 211.) Puis en (4) on active une boucle qui va effectuer sept itérations. La première action consiste en (5) à placer la Hanche en orientation correspondant à Lecture_Echo. Un délai de 0,2S laisse le temps au servomoteur d’atteindre l’angle de consigne. Puis en (6) on prépare la valeur de la consigne suivante. Pour balayer intégralement les sept secteurs colorés il faut entre chaque pas ajouter +34 à Lecture_Echo.
L’instruction (7() effectue une numérisation sur l’Entree_Luxmetre et affecte la valeur à la variable de type int désignée par Lumiere_ambiante. C’est l’instruction(7) qui fait usage à la procédure dédiée Ecrire_un_Entier_en_EEPROM(). Notez que par principe toute procédure d’écriture met à jour le pointeur d’adressage sur la prochaine cellule EEPROM disponible. Cette procédure utilise comme pointeur PTR_Apprentissage, raison pour laquelle c’est cette variable qui avait été initialisée en (2). Quand la boucle for a effectué les sept itérations imposées par l’index de comptage I, la procédure s’achève et la sonde est replacée par (9) en posture Stable Transversal.
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