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construire

Un peu de vocabulaire.

Chez Airbus, le coeur du système de navigation s'appelle FMGS. Cela signifie "Flight Management and Guidance System". Comme son nom l'indique, il s'agit d'un ensemble d'équipements électroniques et informatiques destinés au contrôle:

1°) des paramètres de vol (Flight Management, ou FM) , c'est à dire: la navigation, le plan de vol, la prévision et l'optimisation du comportement de l'avion, la fourniture des informations affichées aux instruments, la gestion automatique des navaids.

2°des paramètres de navigation (Flight Guidance ou FG), c'est à dire: le directeur de vol ou Flight Director (FD), le pilote automatique, et l'auto-thrust contrôlant la poussée des moteurs.

Le FMGS, système global, comprend :

- deux FMGC ou Flight Management and Guidance Computers, ordinateurs de vol,

- deux MCDU (Multi Control Display Unit) placés sur le Pedestal, un pour le pilote et un autre pour le co-pilote

- un FCU ou Flight Control Unit placé sur la console "Glareshield"

-deux ordinateurs dénommés FAC (Flight Augmentation Computers) moins importants pour nous.

Pour nous, le FMGC, c'est l'ordinateur de notre cockpit, son langage est SIOC, ou plus exactement, le logiciel JeeHell. Les MCDU sont les éléments physiques d'interface pilote-ordinateur.

Trois styles de MCDU

IIl y a plusieurs manières de construire le MCDU d'un A320, trois en fait, allant de la plus complexe à la plus simple. Le choix se fera en fonction des capacités de chacun en matière de bricolage, mais dans tous les cas le prix de revient sera à peu près le même: environ 300 Euros.

La solution la plus complexe: tout construire par soi-même.

C'est la solution que j'ai adoptée, mais que je déconseille totalement. J'ai commencé par acheter chez OpenCockpits un MCDU en kit. Cela consiste en plusieurs plaques de plexi peint à assembler par collage, découpées avec beaucoup de précision. Il est difficilement concevable de découper la face avant de notre MCDU par nous-mêmes, à la lime, plus de 70 trous à aligner parfaitement, c'est impensable.

Cette face avant était accompagnée de tous les boutons, en deux pièces à coller bien centrées, ainsi que des poussoirs Omron allant avec et de leur support, une plaque de plexi transparent percée de près de 300 trous.

Restait à trouver l'écran, un moniteur de Sony PS One , pour une question d'encombrement, dont le signal d'entrée est de la vidéo composite (TV). Ce moniteur est aujourd'hui devenu très rare sur E-Bay, mais OpenCockpit en équipe toujours ses MCDU vendus montés. Nous verrons plus loin qu'il y a une alternative au PS One.

Il faut également prévoir le rétro-éclairage, ce seront des LEDs jaunes alimentées en 12 Volts par le circuit PWM du cockpit.

Et enfin découper et installer une autre plaque de plexi pour l'électronique, qui peut être soit une carte USB Keys, soit , plus rarement, une carte Master IOCards, uniquement dévolue au MCDU. La solution logicielle JeeHell demande en principe une carte USB Keys, le câblage et la présentation seront alors légèrement différents de ce qui est montré sur le photos ci-dessous.

L'importance du travail d'assemblage ne vaut absolument pas la différence de prix par rapport à la même chose prête à l'emploi chez OpenCockpits.

Pour la petite histoire, voici les différentes étapes du montage en photos:

Deuxième solution: acheter du tout fait.

Ce qui ne veut pas dire du "Plug and Play". C'est évidemment la meilleure solution, mais les prix sont extrèmement variables. La solution d'OpenCockpits est la moins chère, mais il s'agit d'un écran PS One, qu'on aura peut être du mal à brancher sur les dernières cartes vidéo ne disposant que de connecteurs HDMI. La carte IOCard fournie est en principe une USB Keys, donc délivrant des lettres ou équivalents clavier directement. Il faudra donc vérifier que toutes les touches du MCDU logiciel qu'on va utiliser disposent bien d'équivalents clavier, y compris les touches RSK et LSK latérales, ce n'est pas toujours le cas. Si vous utilisez JeeHell, c'est beaucoup plus simple, il faut une carte USB Keys, et il n'y a pas de programmation à prévoir, juste à appuyer sur les touches.

Certains MCDU sont équipés d'écrans en VGA, la qualité d'affichage est meilleure, ce qui n'a pas beaucoup d'importance pour afficher du texte, et la connectique est plus conforme à ce qu'on trouve aujourd'hui sur les cartes vidéo.

Troisième solution: éviter le MCDU...

On ne peut pas s'en passer bien entendu, mais on peut éviter un MCDU physique en affichant la gauge du MCDU sur un écran tactile. Les puristes vont bien entendu crier au scandale, les autres se diront peut être qu'il s'agit seulement de prendre un peu d'avance sur la technologie Airbus. Il est en effet assez probable que d'ici quelques années les écrans tactiles remplaceront les boutons poussoirs des MCDU classiques, ce qui sera à la fois plus fiable et moins onéreux. Pas coinvaincu ? Allez sur Airliners.net, et cherchez les photos du cockpit du Boeing 787. Regardez leur MCDU/FMC: c'est un tactile !

Pour nous, les avantages seraient nombreux: plus de câblage, plus de programmation, prix de revient réduit, etc... Cela ne demande pas de sortie vidéo supplémentaire puisqu'on va remplacer la sortie TV par une VGA ou DVI, mais il y a quelques pièges à éviter.

Il existe de petits écrans tactiles, 7,8 ou 10 pouces de diagonale, en particulier chez Lilliput, vendu par Carcomputer en Angleterre. Les prix varient entre 150 et 180 Euros environ, et ce sont des VGA. Ces écrans peuvent donc prendre la place du MCDU sur le Pedestal, mais attention à deux choses importantes:

- tout d'abord cet écran va être installé en mode portrait et non en paysage, le pilote va donc le regarder par le haut. C'est le plus mauvais angle de vision possible, il faudra donc vérifier que les caractéristiques du moniteur choisi sont compatibles avec l'angle de vision du pilote dans le cockpit.

- ensuite, et c'est très important, le branchement de ce type d'écran se fait presque toujours par deux câbles: un VGA pour l'image, et une prise USB pour la fonction tactile. Faire pivoter l'image de 90° pour l'afficher en portrait est très facile, mais il faudra bien vérifier auprès du fournisseur qu'on peut également pivoter la grille tactile sur l'USB.

Peut-on contourner ces obstacles ? Oui, si on accepte de mettre le MCDU ailleurs que sur le Pedestal.

Voici une belle photo de Lars Hentschel extraite de Airliners.net. Regardez à gauche de la photo -j'ai dit à gauche- il y a un écran supplémentaire, au dessus du Tiller, qu'on trouve assez souvent sur des A320, cet écran pourrait servir au MCDU.

Le format pourrait très bien être un 15 pouces comme le T1531SR B1 de Yiyama, son format 4/3 permettrait d'afficher le MCDU exactement à sa taille normale, idéal pour les gros doigts, et il serait possible de basculer l'affichage entre le MCDU et, par exemple, la carte de FS Commander. Quel confort de pilotage !

A vous de voir s'il faut à tout prix respecter l'aspect maquette exacte du cockpit ou privilégier l'aspect pratique.

La programmation

Ce n'est pas le point le plus difficile, surtout avec JeeHell où la seule chose à faire consiste à définir les touches sur un tableau ... VasFMC est un peu plus complexe, mais un seul offset est chargé de tout le MCDU, il suffit de dire dans SIOC que telle touche donne telle valeur à cet offset, qui se charge alors d'activer la touche voulue.

Attention à Windows 7 ! L'écran du PS One doit avoir une fréquence de balayage verticale de 29 Hz, que Windows 7 ne peut pas accepter. Par contre Windows XP l'adopte d'office. Voyez le chapitre 22 de ce site.

Une solution inédite: remplacer le PS One par un pico-projecteur.

Jusque maintenant, l’affichage des MCDU ou FMC était traditionnellement confié à un écran de
Sony PS One. Mais tout le monde est conscient des inconvénients de cet écran : en voie de disparition, résolution trop faible pour pouvoir être acceptée par Windows 7, fragile, etc.. Bref, un pis aller, faute de mieux. De meilleurs écrans, il en existe : il y a deux 5 pouces sur le marché, avec entrée VGA, mais à 400 Euros … J’ai donc recherché une solution de remplacement, et me suis tourné vers les pico-projecteurs.

Il s’agit de projecteurs de poche, dont l’éclairage fait appel à une ou plusieurs LEDs puissantes. Leur utilisation  principale est bien entendu la projection de photos ou de films, mais nous pouvons en détourner l’usage pour remplacer un PS One.

Le principe consiste à remplacer l’écran du MCDU par un écran translucide (genre calque fin), et de projeter l’image qui nous intéresse par l’intérieur du Pedestal. L’image est donc  vue en transparence. Ces projecteurs peuvent être utilisés à très courte distance, de l’ordre de 25 cm, c’est ce qu’il nous faut. Bien qu’il y ait actuellement une course à luminosité, c’est un pico-projecteur peu lumineux, donc ancienne génération qui sera le mieux adapté. L’installation n’est pas trop compliquée, le projecteur est posé verticalement au fond du Pedestal, et le MCDU à sa place normale. L’optique permet les réglages pour avoir une image nette.

J’ai fait mes essais avec un pico-projecteur Aiptek T15, d’une très faible luminosité -8 lumens- alors qu’il existe aujourd’hui des projecteurs à LEDs de 50 lumens, mais cette luminosité est largement suffisante pour notre usage. Le T15 n’est pas un monstre de technologie : pas de zoom, juste un réglage de focale pour avoir une image nette, pas de réglage précis de luminosité, c’est soit à fond, soit en puissance réduite (qui suffit), pas de réglage de contraste (bof, pour du texte, ce n’est pas vital). Il coûte entre 50 et 75 Euros sur
E-Bay, souvent pour des appareils neufs.

Les premiers essais

La première opération consiste à mesurer à quelle distance le projecteur doit se trouver par rapport à l’écran. C’est évidemment variable selon les projecteurs. Avec le T15, la fenêtre de projection doit être à 272 mm de l’objectif pour obtenir une image de 78 mm de haut (l’écran du MCDU mesure 78 x103 mm) Le T15 projetant en 16/9, la zone de projection sera plus large  que les 103 mm de l’écran (fenêtre du MCDU), pas grave, l’image de l’écran du MCDU peut être ajustée dans tous les sens. L’arrière du pico-projecteur peut être posé sur le fond du pedestal, situé à 400 mm de l’écran du MCDU, exactement ce qu’il faut pour que l’avant de l’objectif soit à 272 mm. Avec ce type de montage, le pico-projecteur est donc complètement indépendant du MCDU. Bien entendu on peut s’attendre à une belle séance de réglages dans tous les sens, mais une fois cela fait, le projecteur n’a aucune raison de bouger sur le fond du pedestal, et le MCDU ne bougera pas non plus, il est bien bloqué contre les cornières en alu du cadre des panneaux.

L’écran du MCDU sera translucide. La meilleure solution que j’ai trouvée consiste à coller sur un plexi de 4 à 5 mm d’épaisseur une feuille d’autocollant translucide de la marque Agipa, ref. 130 141, destinée à l’impression d’étiquettes « invisibles ». Cette feuille se comporte comme une feuille de calque fin, mais, contrairement au calque, elle ne se déformera pas en fonction de l’humidité de l’air.
Il s’agit du même auto-collant qui a été utilisé lors de la fabrtication des panneaux rétro-éclairés. Il est préférable de coller cet auto-collant sur la face extérieure de l’écran MCDU, pour éviter les reflets. Petit inconvénient esthétique : à l’arrêt, l’écran est gris au lieu de noir. L’affichage est un peu moins net que sur un écran classique, mais cela ne gêne en rien la lisibilité.
La dimension du plexi de l’écran est  119x97, pour une ouverture visible de 78x103.

Le montage.
Le pico-projecteur est tenu dans le fond du Pedestal dans un étrier en médium de 10 très rigide. Il est fixé par sa vis « photo » et la grosse molette fournie avec le pied.

Le rétro-éclairage du MCDU et des panneaux voisins  pose un autre problème, il éclaire  beaucoup trop l’écran.  Il faut donc confectionner un cache, une boîte peinte en noir à l’intérieur , de 5 ou 6 cm de large qui arrête cette lumière parasite. Ce cache rectangulaire en contreplaqué de 3 mm ou en carton épais s’enfile dans les découpes des panneaux en plexi supports des poussoirs et des LEDs.
Tout ceci n’est pas spécialement compliqué, mais demande du temps et beaucoup d’essais.

En pratique
La zone de projection étant en 16/9, il est possible de déplacer latéralement l’image de l’écran du MCDU pour l’ajuster de gauche à droite. En hauteur, il est facile de tirer sur les bords pour l’ajuster à la largeur de projection. Comme cette image est vue en transparence, il faut l’inverser : c’est l’objet de la fonction « Mirror » disponible en cliquant sur la fenêtre du MCDU, que Jean Luc a bien voulu ajouter au menu pour cette application. Selon l’installation, il est également possible de retourner cette image de 180°, Jean Luc a tout prévu. Enfin, il faut ajuster les lignes avec les boutons LSK : cela se fait par un menu disponible dans MCDU MENU. Le Scratchpad et la ligne de titre sont ajustables en position avec les touches à flèche du MCDU.
Le T15 d’Aiptek est alimenté en 5 volts par un adaptateur secteur, qui peut être remplacé par l’alimentation du cockpit, la LED est donnée pour au minimum 10 000 heures de fonctionnement

Le pico-projecteur T15 a une luminosité très faible : 8 lumens, insuffisante à mon avis pour visionner des photos ou des films, mais largement suffisante pour l’usage MCDU. J’ai d’ailleurs réduit cette luminosité et laissant en permanence le projecteur sur la position « économie ». Il existe aujourd’hui des pico-projecteurs allant jusqu’à 50 lumens, qui seraient trop puissants pour un MCDU, mais qui permettraient sans doute de remplacer un écran 15 ou 17 pouces large, une rareté maintenant, pour afficher le ND et le PFD par exemple (attention au recul nécessaire toutefois, ou alors choisir un modèle avec zoom).
L’écran de PS One traditionnel ne peut pas être utilisé avec Windows 7, incapable d’accepter sa définition très basse. Les pico-projecteurs ayant une définition minimum de 800 x 600 sont au contraire très bien acceptés, et reconnus immédiatement comme un écran supplémentaire. Attention toutefois au type d’entrée vidéo proposé : le T15 a une entrée vidéo composite, il faut donc disposer d’une carte vidéo proposant cette sortie, ou passer par un convertisseur VGA-Composite (voir chez Amazon par exemple). A noter que les entrées USB ne conviennent pas pour notre usage.

Conclusion
Cette solution pico projecteur n’a, à ma connaissance, jamais été utilisée à ce jour sur un cockpit, mais elle mérite qu’on y réfléchisse, car elle peut très bien remplacer le célèbre PS One,  aujourd’hui devenu obsolète. En tous cas, c’est désormais la solution retenue sur mon cockpit.