Les Timers (III)
Comparaisons et interruptions
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C’est justement toute la question : dois-je me considérer plus comme un modéliste ferroviaire ou plus comme un électronicien ?
Cela fait une trentaine d’années que je pratique les deux domaines, alors il était évident que je devais mettre un hobby au service de l’autre. Et comme je ne suis pas le seul, un petit groupe s’est constitué et a créé Locoduino : site d’électronique programmable mais spécialisé en modélisme ferroviaire. Notre but : mettre en public notre expérience pour que d’autres en profitent.
Fous furieux ? Oui, sans doute. . . ;-)
32 Messages
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Les Timers (III) 3 février 2015 16:19, par Francis8
Merci une nouvelle fois pour cet article passionnant et permettant d’y voir plus clair dans ce qui semble être un complexe et qui ne l’est pas tant que ça au final.
Dans les programmes d’exemple, vous modifier les valeurs des registres en adressant directement le nom du registre en majuscule. En cas de manipulation de bit de ces mêmes registres (ou d’autres), peut-on procéder de la même façon ?
Par exemple, si on désire modifier le bit CS12 du registre TCCR1B, peut-on écrire :
CS12 = 1;Je ne me rappel plus ce qu’Arduino permet et ne permet pas dans les notations lorsqu’on s’adresse aux registres et aux bits.
Il me semble, qu’on peux par exemple pour mettre un bit à 1, utiliser cette expression :
TCCR1B |= _BV(CS12); -
Les Timers (III) 4 février 2015 13:25, par Jean-Luc
Je réponds pour Christian qui est absent en ce moment.
En fait pouvoir écrire dans un registre particulier comme TCCR1B en Arduino ou en C repose sur les pointeurs. En effet, les registres sont implantés à des adresses mémoire particulières. Comme pour les autres registres, TCCR1B est une macro qui défini un déréférencement de pointeur. Donc si addr_tccr1b est l’adresse du registre en mémoire, TCCR1B est défini comme
(*(volatile uint8_t *)(addr_tccr1b)). et donc écrireTCCR1B = 0provoque l’écriture de 0 à l’adresse addr_tccr1b en mémoire et donc l’écriture dans le registre.Les bits nommés comme CS12 sont seulement définis comme des offset à l’intérieur d’un octet (on ne peut pas définir un pointeur vers un bit, c’est impossible). Donc on ne peut pas écrire
CS12 = 1;car CS12 est équivalent à 2 et2 = 1;produirait une erreur de compilation._BVest une macro définie comme ceci :#define _BV(bit) (1 << (bit))et donc écrire
#define _BV(bit) (1 << (bit))> TCCR1B |= _BV(CS12);à pour effet de lire en mémoire à l’adresse de TCCR1B, faire un ou bit à bit avec
1 << 2(donc le bit correspondant à CS12 ) et réécrire le résultat en mémoire à l’adresse de TCCR1B. Ce qui fait le travail voulu.-
Les Timers (III) 15 février 2015 12:55, par Christian Bézanger
Merci à Jean-Luc qui a répondu mieux que je n’aurais été capable de le faire moi-même.
Comme le dit Francis8, tant qu’on n’a pas essayé de manipuler les timers, cela peut paraître complexe, mais en fait il n’en est rien : il faut simplement bien comprendre le rôle des registres de contrôle et bien faire attention à ce qu’on écrit dans ces registres. Le nom des registres est connu de l’IDE d’Arduino, ce qui simplifie bien la tâche.
En conséquence, les articles qui ont été écrits pour la carte Arduino Uno (µC ATmega328P) peuvent facilement être adaptés pour une autre carte, comme par exemple la carte Leonardo (µC ATmega32u4), mais pour cela, il faut se pencher sur la documentation constructeur pour connaître ces fameux registres de contrôle et les bits associés.
J’espère très sincèrement que cette série d’articles vous donnera envie d’essayer de programmer vos timers.
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Les Timers 18 juin 2016 14:33, par Cisco
Bonjour,
Je dois créer un PWM de 20kHZ et un rapport cycle de 0,42 pour la conception d’un convertisseur DC DC ( BUCK). J’ai fait des recherches et la plupart des gens utilisent le TIMER 1 pour générer cette fréquence.
Ma question est pourquoi le choix du TIMER 1 et pas le 0 ou 2 ? Il y a t-il un interet particulier pour ce choix ou c’est juste dû au choix de la pin qu’on veut utiliser ?
Cordialemnt
DC-
Les Timers 19 juin 2016 00:30, par Christian
Logiquement, vous pouvez utiliser n’importe lequel des trois timers pour générer de la PWM ; je vous invite d’ailleurs à lire le quatrième volet de la série sur les timers où on décortique la façon dont la PWM est produite. A la fin, deux exemples sont donnés pour fabriquer une PWM de rapport cyclique 50% avec le timer 2.
L’intérêt d’utiliser le timer 1 est qu’il opère sur 16 bits au lieu de 8 ; on peut donc réaliser des choses bien plus précises. Raison pour laquelle les gens le choisissent en premier. Le choix de la pin me parait secondaire par rapport au fait d’obtenir exactement le signal qu’on veut.
Cordialement.
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Les Timers 21 juin 2016 17:47, par Cisco
Merci pour reponse. C’est bien clair maintenant.
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Les Timers (III) 31 mars 2018 16:34, par alexandre
bonjour,
j’aurai un question car j’ai essayé le code où le timer est en mode CTC.
j’aurai voulu savoir comment remplacer le digitalwrite(ledPin, !digitalRead(ledPin)) ;
avec PORTB = 0b10000000 ;-
Les Timers (III) 31 mars 2018 17:11, par christian
Bonjour Alexandre,
Tout ceci est expliqué dans le chapitre 28 (La face cachée des fonctions) de mon cours d’électronique que vous pouvez télécharger gratuitement à partir de cet article : Démarrer en électronique
La manipulation directe des ports et des registres associés est intéressante soit pour réduire le code et gagner de la place, soit pour aller plus vite dans une opération de lecture-écriture, soit encore pour positionner plusieurs bits simultanément.
La question à se poser est : en ai-je vraiment besoin ? Si ce qui vous intéresse est d’apprendre à le faire, alors la lecture de ce chapitre sera bien meilleure que les explications que je pourrais donner ici.
Bonne lecture.Christian
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Les Timers (III) 31 mars 2018 19:01, par alexandre
merci pour ce lien et votre réponse rapide.
alors pour vous répondre, oui dans mon cas j’en ais besoin car je souhaite positionner plusieurs bit simultanément.
ceci dit je ne voit pas comment effectuer l’inversion-
Les Timers (III) 31 mars 2018 19:29, par christian
Seuls 6 bits (0 à 5) du PORTB sont reliés aux sorties de la carte Uno, les bits 6 et 7 sont utilisés par le quartz (voir figure 28.1).
Chacun de ces 6 bits peut être lu ou écrit.
Pour inverser un bit, il suffit d’écrire sur ce bit une valeur égale à 1 - valeur actuelle du bit.
Si le bit est 1, on écrit 1 - 1 donc 0
Si le bit est 0, on écrit 1 - 0 donc 1
On inverse bien le bit considéré. Le calcul étant fait pour chacun des bits qui vous intéressent, il suffit ensuite de reconstituer l’octet et de l’écrire avec PORTB.
Ainsi, vos bits sont positionnés à ce que vous voulez en une seule fois.-
Les Timers (III) 31 mars 2018 20:18, par alexandre
merci beaucoup.
je commmence un peut a comprendre
au passage vos cours sont bien expliquer
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Les Timers (III) 7 mai 2019 10:00, par Jeremy
Bonjour, je souhaiterai générer une PWM de fréquence 4kHz sur les pins 9 et 10.
Pour cela je pensais modifier le timer 1 en rajoutant ces deux lignes de commandes à mon codes :
TCCR1B &= 0xF8 ;
TCCR1B |= B00000010 ;
Est-ce correct ?-
Les Timers (III) 7 mai 2019 11:28, par Christian
Bonjour Jeremy,
Tout ce qui concerne la génération de la PWM est expliqué dans l’article suivant "Les Timers (IV)" que je vous invite à lire.
Déjà une bonne nouvelle : si vous voulez récupérer cette PWM sur les broches 9 ou 10, c’est bien avec le Timer 1 qu’il faut travailler.
L’article explique entre autre comment régler le diviseur d’horloge (prescaler) et vous pourrez vous inspirer des exemples donnés pour obtenir une PWM à 4 kHz. Attention, le Timer 1 compte sur 16 bits et non 8... et de plus, la bibliothèque Servo ne sera plus disponible puisqu’elle utilise aussi ce timer.
Cordialement.
Christian
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Initialisation valeur TOP du TIMER 1 en mode CTC .... 11 mai 2019 14:25, par Michel RIAZUELO
Bonjour à tous,
Je ne peux poser ma question sans préalablement remercier les rédacteurs des articles de LOCODUINO ...
Clarté, précision, pédagogie et en supplément, une grande qualité de rédaction ... aussi agréable que rare :-)Ma question ...
Est-il possible de "charger" la valeur TOP dans OCR1A pendant que le comptage est en cours (juste après l’overflow et éventuellement dans la routine d’interruption) sans perturber le comptage ?L’intérêt de la manip est de ne pas être pénalisé par le durée du calcul de la valeur TOP, quand cette valeur n’est pas fixe bien sûr.
Merci par avance pour la réponse,
Michel-
Bonjour Michel,
J’ai bien pris en compte votre question mais y répondre va sans doute me demander un peu de temps car il faut pour cela se replonger dans la doc du µC. J’ai en effet souvenir que modifier certains registres en cours de comptage peut modifier le comptage en cours. Pour le cycle suivant, cela repart à zéro avec les nouvelles valeurs en registre, mais là on parle de ce qui se passe pour le comptage en cours et il vaudrait mieux ne pas le perturber s’il a besoin d’être très précis.
Si vous lisez l’anglais, téléchargez la notice du ATmega328 sur le site du constructeur et jetez y un oeil : on confrontera ce qu’on aura trouvé prochainement.
Cordialement.Christian
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Bonjour Christian et merci pour la réaction rapide,
Pour être franc, je n’aurais pas pensé il y a encore peu de temps que j’irais me plonger dans l’intimité du microcontrôleur ATmega328. Je suis très reconnaissant en même temps qu’admiratif pour ceux qui ont rendu sa contribution essentielle à nos projets via l’IDE d’ARDUINO. Je sais par expérience que ce genre d’exploration est chronophage et ... que le temps est compté :-)
Je peux rajouter qu’il en est de même pour les timers dont je connais l’existence depuis le début de mon utilisation (très ancienne) des cartes ARDUINO mais qui me semblaient un peu trop près du cœur de la bête pour être simple d’emploi.C’est le code d’un ami qui avait "plongé" dans l’usage des timers qui m’a motivé et, forcément, utiliser les timers conduit un jour ou l’autre à se plonger dans la doc du microcontrôleur.
Ce petit préambule est à destination des pratiquants de mon espèce, afin qu’ils se décident à faire le pas ...
La doc de l’ATmega328 (DS40002061A) fait plus de 600 pages et je me permets de dire qu’elle est bien faite ! J’ai trouvé en moins de 2 mn l’endroit ou pourrais se trouver la réponse à ma question, et c’est pour moi un critère auquel bien peu de doc de lave-linge répondent :-)
C’est à la fin du paragraphe 16-2-1 et ça dit :
The TOP value, or maximum Timer/Counter value, can in some modes of operation be defined by either the
OCR1A Register, the ICR1 Register, or by a set of fixed values. When using OCR1A as TOP value in a PWM
mode, the OCR1A Register can not be used for generating a PWM output. However, the TOP value will in this case be double buffered allowing the TOP value to be changed in run time. If a fixed TOP value is required, the ICR1 Register can be used as an alternative, freeing the OCR1A to be used as PWM output.La partie en gras semble dire qu’on peut changer OCR1A (via son buffer) pendant que le compteur tourne ... Et tel que c’est dit, on peut penser que cette façon de procéder est courante.
Je me pose ces questions existentielles car l’idée de cette pratique m’est venu alors que je ne suis pas chez moi et que je ne peux pas tester en live. Lundi soir, le rapprochement entre ce qui devrait être et ce qui est ce qui est sera fait ! On sait tous que cela peut réserver des surprises ...
Dans ma lecture diagonale des 600 pages j’ai identifié qu’il y a des endroits que mes connaissances ne me permettront pas d’explorer, mais que la rédaction est claire et accessible, il ne faut donc pas se laisser impressionner !
En attendant le jugement des faits, merci Christian pour l’incitation à l’exploration de cette documentation.
Bien cordialement,
Michel-
Heureux que vous ayez trouvé cette réponse.
J’attends les tests en live pour la confirmation.Christian
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Bonjour à tous,
Je me préparais à faire un petit retour pour remercier les rédacteurs des articles sur les timers qui m’ont permis de découvrir et d’explorer leur monde merveilleux et présenter pour exemple un sujet sur lequel je travaille.
Il s’agit de commander 4 servos de RC (en fait les 4 ESC d’un drone) dans le temps le plus court possible. La durée maxi si on les commande les uns après les autres est de 8 ms (4 x 2) ce qui pour mon application est trop long.
J’ai donc imaginé un système qui réalise les commandes (sur 4 pins de l’ARDUINO) en décalant leurs débuts de 1 ms.Ainsi la durée maxi de transmission est de 5 ms (3 + 2, 3 pour le début du 4ème créneau et 2 étant la durée maxi d’un créneau de commande d’un servo et donc du dernier)
J’ai donc fait un proto (qui marche fort bien) en utilisant le TIMER 1 en mode CTC et dont l’interruption réalise l’intégralité du travail en 7 passes, les actions sur le PORTD (pins qui commandent les servos) et l’enchainement.
Cela se réalise en changeant à chaque passe la valeur de comparaison pour le déclenchement de l’interruption suivante.
En "pistant" les différentes actions avec le moniteur, les choses semblent se passer comme attendu, un servo connecté à une des 4 sorties se comporte aussi comme attendu et l’oscilloscope confirme aussi que les broches de sorties évoluent comme attendu.C’est de ceci que je voulais parler mais patatras, en retrouvant mon post du 11 Mai, j’ai relu l’article sur le mode CTC et HORREUR, je me suis rendu compte que j’avais considéré que le TIMER continuait à compter après avoir lancé l’interruption. Ce comportement m’allait bien pour cadencer mon enchainement depuis le moment initial (avec RAZ de TCNT1) ou la "salve" des 4 créneaux est lancée.
Hors il est dit qu’EN MÊME TEMPS que l’interruption est lancée il se remet à ZERO AUTOMATIQUEMENT ....
J’ai donc refait toute une série de vérifications et il semble bien qu’avec mon code, ce n’est pas le cas.
Cela me plonge évidemment dans un abime de réflexion. J’ai fait une version du code en considérant cette RAZ automatique en modifiant en conséquence les valeurs successives de OCR1A et j’obtiens n’importe quoi. Avec ce code, en forçant la RAZ de TCNT1 à chaque occurence de l’interruption, ça remarche !
J’ai aussi constaté qu’à la fin du cycle, après le déclenchement des 7 interruptions, la valeur TCNT1 montre bien qu’il ne s’est pas remis à 0 !?????
Est-ce que ma façon de paramétrer le TIMER1 n’est pas orthodoxe ? Est-ce que je me laisse aveugler par une évidence ?Le code peut être récupéré ICI :
Merci par avance aux curieux qui prendront le temps de chercher à comprendre. Je sais, c’est un souhait déraisonnable :-)
Bien cordialement,
Michel-
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Bonjour,
Savez vous qu’il existe la bibliothèque Servo qui fait exactement ce que vous cherchez à faire ?
Cordialement
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Merci Jean-Luc,
Je connais la bibliothèque SERVO, je sais que je peux commander les servos avec la valeur en micros dont je dispose, mais je ne sais pas comment les choses se déroulent dans le temps, et les moyens de le savoir ne sont pas forcément simple ...
Mais je peux creuser de ce coté là.Mais cela laisse entière la question que j’ai posée ... :-)
Bien cordialement,
Michel-
Bonjour à tous,
Voilà, j’ai réussi à faire ce que je recherchais, mais je ne suis pas satisfait, car je ne suis pas bien sûr de savoir pourquoi cela marche :-)
C’est moins gênant que de ne pas savoir pourquoi cela ne marche pas, mais ...Pour faire bref, car ce n’est pas un sujet ferroviaire, avec le timer2 je décode une trame CPPM issue d’un récepteur de radiocommande, je mixe ces infos avec celles d’une centrale à inertie (à base d’un BNO055 pour les curieux) et avec le résultat, je commande avec le TIMER 1 les 4 moteurs d’un drone dont les interfaces de puissance se commandent comme des servos RC (créneaux de 1 à 2 ms).
J’utilise le TIMER1 avec le prescaler à 8 en mode CTC (comparateur) mais, et c’est mon interrogation (que je reformule !) contrairement à ce qui devrait se passer, TCNT1 ne se remet pas à 0 au moment de l’interruption.
A chaque interruption je "recharge" une nouvelle valeur dans OCR1A pour le job suivant à réaliser par l’interruption suivante. Les valeurs successives correspondent à ce qu’on pourrait appeler la "time line" des évènements (mise à 1 ou à 0 des 4 sorties).Je suis donc certain que cette RAZ de TCNT1 ne se fait pas ...
Ci-dessous les paramètres de configuration du timer :
cli() ;//stop interrupts// ****************************************** début timer 1 en mode CTC pour la génération des commandes ESC
//ATTENTION : contrairement à ce qui est attendu, pour une raison inconnue, TCNT1 ne repasse pas à ZERO au moment ou il atteint OCR1A
// TCNT1 est RAZ au début le la séquence et s’incrémente jusqu’au STEP 7
// cela fonctionnerait aussi s’il faisait sa RAZ à chaque interruption à condition de changer les valeurs de OCR1A à chaque STEP//set timer1 interrupt pour générer la longueur du créneau
TCCR1A = 0 ; // set entire TCCR1A register to 0
TCCR1B = 0 ; // same for TCCR1B
TCNT1 = 0 ; //initialize counter value to 0// Le timer va de 0 à OCR1A et à chaque overflow déclenche son interruption
OCR1A = 60000 ; // supérieur au cycle des trames// turn on CTC mode
TCCR1B |= (1 << WGM12) ; // <---- CTC modeTCCR1B = 0b00000010 ; // prescaler à 8 chaque pulse timer vaut 0.5 micros d’où 2000 pas de timer pour avoir 1000 micros
// enable timer compare interrupt
TIMSK1 |= (1 << OCIE1A) ; // <---- CTC mode
// ********************************************************* fin timer 1sei() ;//allow interrupts
Il est possible que cette façon de préparer le TIMER ne soit pas "orthodoxe" ..... Ma crainte, c’est que cela ne marche pas de cette façon sur n’importe quelle carte ARDUINO.
A vot’ bon coeur :-)
Michel
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Bonjour Michel,
Arduino est très utilisé dans la commande de drones et il existe vraisemblablement de nombreux forums où vous pourriez trouver de l’aide.
Pour ma part, je me sens impuissant à vous répondre car je ne connais pas la structure des trames CPPM issues du récepteur ni les informations en provenance de la centrale à inertie BNO055. Je ne peux donc donner aucun avis concernant la non RAZ de TCNT1.
De plus, ce sujet n’étant pas du modélisme ferroviaire, nous nous refusons à y consacrer le temps nécessaire. J’espère que vous nous comprendrez et je vous souhaite bonne chance pour trouver une aide plus efficace.
Cordialement.
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Les Timers (III) 14 mai 2019 09:07, par Christophe
Bonjour,
tout d’abord, merci pour ces explications sur l’utilisation des Timers.
J’ai repris vos exemples et tenté de l’adapter à mon besoin mais sans y parvenir.
Je me demande si c’est possible.... j’explique avec un exemple :
J’aurais besoin de générer une interruption toutes les 39000 secondes (ça correspond à 10h20min)
J’ai indiqué cette valeur dans OCR1A mais le comptage se fait trop rapidement et les interruptions se produises toutes les seconde environ. Peut-on utiliser le mode CTC dans mon cas ou sinon, comment pourrais-je y parvenir.
Merci d’avance pour vos retour.
Bonne journéeVoici mon code de test :
int compteur = 0 ;
void setup()
Serial.begin(9600) ;
noInterrupts() ;
TCCR1A = 0 ;
TCCR1B = 0b00001101 ;
TIMSK1 = 0b00000010 ;
TCNT1 = 0 ;
OCR1A = 39000 ; //39000 secondes soit 10h20min
interrupts() ;
ISR(TIMER1_COMPA_vect)
Serial.println("Interruption") ;
void loop()
delay(1000) ;-
Les Timers (III) 14 mai 2019 12:24, par Christian
Bonjour,
Ce n’est pas parce qu’on rentre 39000 dans le registre OCR que le timer comprend 39000 secondes. Cela n’a même rien à voir et je vous invite à relire tranquillement les deux premiers articles.
C’est la fréquence de l’horloge et le prescaler qui permet de régler la vitesse de comptage d’un timer et même si on ralentit au maximum, le timer compte encore trop rapidement. Pour obtenir une durée de comptage très longue (à l’échelle des phénomènes électroniques), il faut donc gérer une variable et l’incrémenter chaque fois que notre timer déborde. Au bout d’un certain nombre de débordements, vous obtiendrez la durée souhaitée et cela nécessite de faire un calcul pour connaître ce nombre de débordements nécessaires. C’est d’ailleurs ce qu’on faisait en cherchant un événement toutes les secondes (inversion d’une LED).
Dans votre cas personnel, qu’est-ce qui justifie le fait d’utiliser un timer plutôt que les fonctions C++ permettant de compter une durée (millis() par exemple) ?
Cordialement.Christian
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Les Timers (III) 15 mai 2019 20:37, par christophe
Bonjour,
Merci pour votre réponse.
Les raisons pour lesquels je souhaitais utiliser les Timers est de ne pas trop monopoliser le déroulement du programme en comptant les secondes passées. J’ai besoin de compter les secondes pour démarrer progressivement 4 systèmes d’éclairage avec une heure d’allumage converti en seconde et les temps de variation eux aussi en seconde.
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Les Timers (III) 15 mai 2019 21:55, par Jean-Luc
Bonsoir,
vous vous embêtez avec les timers. Regardez La bibliothèque ScheduleTable.
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Les Timers (III) 16 mai 2019 10:07, par Christophe
Bonjour,
J’ai consulté votre lien et c’est une fonctionnalité que je ne connaissais pas. Votre conseille me semble très bon pour mon besoin. Je pense que çà vas simplifié mon programme. Un grand merci pour votre disponibilité. Je vais travaillé là dessus et vous fait un retour.
Encore merciChristophe
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Les Timers (III) 16 mai 2019 12:34, par Christian
Jean-Luc a raison. L’utilisation des Timers dans un programme n’est pas forcément nécessaire d’autant que leur mise en oeuvre réclame une très bonne connaissance du microcontrôleur.
Et c’est justement pour simplifier leur utilisation qu’il existe des fonctions spécialisées ou des bibliothèques comme celles développées par LOCODUINO.
Cette série d’articles a été écrite pour faire découvrir ces objets mais leur maitrise nécessite tout de même beaucoup de travail.
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Les Timers (III) 19 décembre 2019 16:45
Bonjour, auriez vous d’autres exemples d’utilisations concrète du TC 1 ?
Merci :) -
Les Timers (III) 11 mars 2021 09:45, par aubriet louis
Bonjour,
Juste un message pour vous féliciter de la qualité et de la concision de vos articles qui sont excellents .
J’ai appris enormement grâce a vous sur un sujet qui est pas facile et demande d’être rigoureux .
Juste un commentaire :
tous ça pour faire du modélisme ferroviaire ?
Vous êtes des fous furieux !
garder cette passion qui vous anime .
Encore merci.
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Les Timers (III) 11 mars 2021 10:07, par Christian
C’est justement toute la question : dois-je me considérer plus comme un modéliste ferroviaire ou plus comme un électronicien ?
Cela fait une trentaine d’années que je pratique les deux domaines, alors il était évident que je devais mettre un hobby au service de l’autre. Et comme je ne suis pas le seul, un petit groupe s’est constitué et a créé Locoduino : site d’électronique programmable mais spécialisé en modélisme ferroviaire. Notre but : mettre en public notre expérience pour que d’autres en profitent.
Fous furieux ? Oui, sans doute. . . ;-)
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