Je voudrais vous faire part d’un projet de thermomètre.
Je voudrais d’abord dire que ce montage est en développement. Il n’est donc pas terminé. Peut-être que dans 1 mois, il intègrera d’autres fonctionnalités.
Je brasse de temps en temps. Au début, pour mesurer la température j'utilisais un multimètre pour mesurer la résistance d'une sonde de t° (Pt1000). Je determinais la température à l'aide d'une table R -> T.
Maintenant, mon but est de faciliter et d'accélerer le brassage: je vais essayer de faire un refroidisseur à contre-courant, une petite installation fixe. La régulation de température lors de l'empatage est une de mes priorités. Je me suis lancé dans la réalisation d'un thermometre, et au fur et à mesure j'ai ajouté différentes fonctions. Je voudrais arriver à quelques choses de complètement automatisés. Mais il y a encore pas mal de boulot et de problèmes à résoudre.
Voici ses fonctionnalités :
- mesure de la température. Résolution de 0.1 °C, gamme de – 2° à 107°C (sonde PT1000).
- Calcul de la vitesse d’augmentation (ou de diminution) de la température xx.xx °C/min (dt°/dt pour les matheux).
- Réglage d’une température de consigne (à atteindre) via le clavier (ex. : 55 °C).
- 3 leds : 1 rouge, 1 verte, 1 bleu. Ces leds informent de l’écart par rapport à la t° de consigne : bleu : trop froid, rouge : trop chaud, vert : |T°sonde- T°consigne| < 1°C (ex. si T° de consigne = 55°C, vert si T° comprises entre 54°C et 56 °C.
- Calcul du temps restant avant d’atteindre a t° de consigne. (Ex. : Mon brassin est à 40°C, la température augmente de 0.8 °C/ min, je désire atteindre 55°C. Temps restant : (55-40)/0.8 = 18.75 min = 18’45").
Principe de fonctionnement :
- le cerveau de la platine est un microcontroleur (µc) de microchip : le 16F877. Il équipé d’un quartz à 20 Mhz, il effectue, si je ne me trompe pas , 5 million d’instructions par secondes.
- La précision de la mesure de température est limité par le CAN du µC qui n’est que de 10 bit ; ce qui limite la précision de la mesure à 0.1 °C
- L’affichage est rafraîchi environ 3 fois par seconde. La température est également mesuré à cet intervalle.
- Pour chaque mesure de t°, le µC effectue 10 mesures de température et en fait la moyenne.
- Il existe 3 écrans : le 1er reprend la température, les vitesses, et l’écart par rapport à la consigne. Le second indique le temps écoulé depuis l’allumage du µC, les temps restant calculé à partir des vitesses, et la t° de consigne. Le 3ième écran ne sert qu’à régler la température de consigne à l’aide des flèches du clavier.
- Par défaut, l’écran 1 et l’écran 2 commutent. Le 1er s’affiche pendant 4 sec et l’autres pendant 2 secondes. Il est possible d’arrêter cette commutation d’écran. Il suffit d’appuyer sur ESC et l’écran se fige (les mesures continues d’être màj). Pour remettre la commutation, rappuyer sur ESC.
- Il y a 2 mesures de vitesses de température. Une qui mesure la différence de température sur une minute et l’autre sur 4 minutes. La 1er est rafrachie toute les 20 sec et l’autre toute les minutes. Pour la vitesse sur une minute, le µc stocke en mémoire une mesure de température et une minute plus tard, il la compare avec la température actuelle (ex. : 26°C – 25.2 °C = 0.8 ° C/minute).
- Alimentation via le secteur. La fréquence du réseau sert de base de temps pour le montage (50 Hz).
Le montage est sur la platine est assez bordelique. En fait, il me sert de platine de développement pour d’autres projets, et je ne travaille pas très proprement. Si quelqu’un connaît le logiciel Eagle, ça serait intéressant de développer un circuit imprimé propre et surtout beaucoup plus petit.
Les entrées sorties ont été multiplexées. Il y en a actuellement 32 qui sont multiplexés. Ce nombre peut-être doublé sans problèmes. Cette platine pourrait faire office d’automate qui gère les organes d’une pico brasserie. Il est également possible de rajouter d’autres sondes (8 max). Lors de l’empatage, la température n’est pas homogène, il y a des points chauds et des points froids si on mélange pas constamment. Avec 3 sondes qui mesure la température, si on fait la moyenne des 3 températures, on diminue ce risque d’erreur. Ou encore utile pour , mesurer la température à différents endroits, pour différentes fonctions.
Ecran1: temp OK:
Ecran1: temp trop chaud
Ecran1: temp trop froide
Ecran3: réglage de la temp de consigne.Pour cela, il faut déplacer le curseur avec les flèches G et D devant les centaines, dizaines, unité, dizième de °C. L'appui sur les flèches haut ou bas fait +1 ou -1. Ex si le curseur est sur le 4 de 42.23°C, flèche haut -> 52.23°C
Ecran2:
La réalisation de montage demande assez bien de temps, mais elle ne coûte pas cher en matériel, par rapport à ce que coûterait un automate équipé qui remplit les fonctionnalités équivalentes (alim, cpu, carte entrée analogique,carte entrée & sortie digital, terminal graphique).
Intérieur de la (grande) boite de dérivation:
Carte inférieure:
Couvercle:
Pour le réaliser il faut avoir des connaissances de bases en électronique et savoir manipuler un fer à souder…
Je voudrais ajouter :
- la gestion des paliers de température : encoder les différents paliers de températures (la t° et le temps de chaque palier). Plus simple à expliquer par un exemple : J’allume la carte, j’encode les différents paliers (t° et temps), j’appuie sur start. Je pars de 40 °C. Le 1er palier est 48°C pendant 15°C, le deuxième à 64°C 30 min,… La température de consigne se règle automatiquement sur le palier 48°C. Dès que l’on atteind cette température, un compteur (chronometre) se met en route ( xx minutes restantes avant la fin du palier). Dès que le temps est écoulé, la t° de consigne se règle automatiquement sur le prochain palier.
- Jusqu’à présent, ce système ne fait que mesurer la t°. Mon but serait d’avoir un système de chauffage via des résistances chauffantes (sans oublier les problèmes de caramélisation, et d’une puissance suffisante >= 3kW). L’électricité est très facile à réguler. Avec des triacs, on peut faire varier la puissance dissipée par la R entre 0 et 100 %. Avec le montage, il peut-être facile d’ajouter un régulateur PID au niveau du µcontrolleur. (pour ceux qui ne connaissent pas exemple simple : Puissance de la R : 3 kW, T° de consigne : 65°C. T° du brassin : 40°C => 100 % de la puissance de la puissance maximale de la résistance, 55 °C => 100 %, 60 °C => 50 % de la puissance maximale (1.5 kW) , 62.5°C => 25 % ( 725 W) , 65 °C => 0 %. Cet exemple illustre l’action Proportionnel du PID. Pour plus d’infos : http://fr.wikipedia.org/wiki/R%C3%A9gulateur_PID ,...)
Carte "de puissance": 8 triacs. Tension secteur isolé galvaniquement de la TBT de commande. Ce circuit comporte également 8 entrées 230V vers TTL (permet de détecter l'appuie d'un interrupteur raccordé au secteur).
Le schéma peut-être adapté pour une pt100 (il suffit d'augmenter le gain de l'aop.
Une tâche pas évidente est l'étalonnage. Je compte également ajouter un menu pour l'étalonnage. J'en dirais plus une autre fois si des personnes sont interressé.
schéma du montage: http://membres.lycos.fr/microp/thermometre/schema-thermometre.gif
Ce schéma n'est pas le plus optimal. Il y a encore quelques petites choses ue je voudrais améliorer.
hé beh j'en suis pas encore là !!!!!! 
