[PROJET] Rhéobus Numérique HomeMade

[tomxpc]

Bonsoir,

Suite à mon précédent post vous l'aurez compris j'ai en tête de réaliser un rheobus numérique homemade

C'est une idée que j'ai depuis un moment, mais je ne possédais pas les connaissances techniques pour le faire. Or maintenant, je pense les avoir.

Dans ce topic, je vais vous détailler toutes les étapes de conceptions et plus tard de fabrication.

Lors de ces différentes étapes, je vais essayer de vous expliquer ma démarche en suivant une démarche d'ingénieur, car c'est ce à quoi je me destine plustard.

Donc on commence par le CAHIER DES CHARGES :

- Intégration dans un baie 5 1/4
- Utilisation d'un microcontroleur
- Contrôler la vitesse de rotation de trois ou quatre ventilateurs 12V DC
- Capter la température de trois ou quatre endroit
- Affichage des informations: vitesses de rotation des ventilateurs et températures relevés par les sondes.
- Un dispositif de gestion du backlight du LCD
- Implantation de deux modes de fonctionnement Normal/Thermostat
- Un design cool pour être intégré dans une tour de Pc


L'idée générale est simple, un microcontroleur auquel on connecte tout, et ensuite un programme dans le PIC qui gère tout ça.
-
A partir du cahier des charges, le schéma fonctionnel du système a été établit



Petit plus une idée de ce que ça peu donner



Voila, la suite va venir plus tard.
Pour le moment je ne suis qu'à l'étape "choix technoloques" c'est à dire que j'ai le cahier des charges et je cherche avec quels composants je peux y répondre.

[Fredo]

ouais un project interresant tom

allé fait moi peter le poste a souder

allé bone chance poour la conception

a+

[NetRoXx]

Jolie projet vivement le résultat

[Pyre]

Super projet, par contre quelques trucs (t'y a sûrement déjà pensé mais bon)

Pour la commande des ventilos, ils seront alimentés via le rhéobus ? Tu vas utiliser des relais ? Car bon à 2-3W le ventilo je pense pas qu'on puisse les alimenter sur le PIC, si ? Et juste un truc je sais pas non plus si le PIC a assez de patate pour commuter les relais (on avait eu des soucis avec un AO avec un pote )

Désolé si ça peut paraître prétentieux, en fait ce ne sont que des suggestions/questions et je sais bien que tu maîtrises bien mieux que moi ce domaine

[tomxpc]

Salut pyre

Les relais non car un relais n'a que deux positions on ou off et moi je veux un dispositif qui puisse alimenter mes ventilateurs de 0V à 12V.
Enfin de 5V à 12v car en dessous de 5 V un ventilateur ne tourne plus.

Un ventilateur c'est entre 0.1A et 0.2A @ 12V soit une puissance de 1.2W à 2.4W multiplié par 3 ou 4 soit au max 9.6W. Un PIC ne peux pas sortir une telle puissances
De plus un PIC est alimenté en 5V donc pas de 12V en sortie.

En fait, tu auras les sorties du PIC qui seront reliées à un circuit de puissance et les ventilateurs seront connectés à la sortie du circuit de puissance.

Je te rassure ça n'a rein de prétentieux, je l'ai tout à fait pris comme des suggestions. Et de plus c'est pas parce que je "sais"que je ne peux pas recevoir les idées des autres, et de toi

Je posterai en détails mon raisonnement pour le choix des différents éléments afin que tout le monde puisse en profiter.

[Fredo]

tu va mettre des transistor de puiscance a la sortie de ton pic ?

[tomxpc]

Première contrainte :

Les ventilateurs s'alimentent avec une plage de tension allant de 5V à 12v avec un courant maximum de 0.1 à 0.2A, et le microcontrôleur s'alimente en 5v max et ne peuvent pas délivrer un courant aussi important. Donc probléme.

Autre problème de plus, le microcontroleur ne sort que des signaux numériques binaires, c'est à dire deux étapes en l'occurrence 0V ou 5V, re-problème

Donc pour palier à ces deux problèmes il va falloir implanter d'une part une fonction de conversion numérique->analogique (CNA) et ensuite une fonction puissance qui va délivrer un courant suffisant.

CONVERSION NUMERIQUE-ANALOGIQUE

Pour cette fonction deux possibilités:
- un convertisseur parallèle, il possède N entrées numériques et une sortie analogique. en fonction de la combinaison numérique sur ses entrées il va délivrer une tension analogique sur sa sortie.

- un convertisseur série, il possède 1 entrée numérique série et une sortie analogique. Le principe est le même que le parallèle, c'est à dire qui délivre sur sa sortie analogique une tension proportionnelle à la combinaison numérique sur son entrée (constitué de N bits). La grande différence avec le parallèle c'est que les bits arrivent sur une même entrée les uns derrière les autres, alors que sur le parallèle les bits arrivent les uns à coté des autres.

AVANTAGE du série : il a besoin que d'une seule ligne de communication, alors que le parallèle a besoin de 1 ligne par bits.
Bien entendu plus il y a de bits plus le convertisseur est précis.

CHOIX: convertisseur numérique->analogique série

FONCTION PUISSANCE

Cette fonction possède une entrée et une sortie, les deux étant analogiques.
En principe, les convertisseurs numérique-analogique s'alimente en 5v, et il nous faut au max 12V, donc cette fonction devra founir le courant mais aussi amplifier la tension.
Pour ce faire, un amplificateur opérationnel de puissance (AO) va être utilisé, ce dernier sera monter en montage amplificateur non-inverseur avec un coefficient d'amplification de 12/5 = 2.4.

Comme ça, il va pouvoir fournir le courant nécessaire au ventilateur et ainsi amplifier la tension.
C'est à dire que pour 0V en entrée on aura 0*2.4 = 0V en sortie et pour
1V 1*2.4 = 2.4V et ainsi desuite jusqu'à 12v.

SYNTHESE : on aura donc

Microcontroleur -> convertisseur numérique-analogique -> AO -> ventilateur.

[Pyre]

Salut,

Toujours très clairs tes posts c'est un plaisir à lire

Par contre ne crains-tu pas que le courant de sortie de l'AO ne suffise pas à alimenter le ventilo ? T'as sans doute prévu d'utiliser des transistors après l'AO je suppose

Car par exemple je sais que le courant de sortie d'un AO ne suffit pas à commuter un relais, donc bon j'ai pensé que peut-être ça ne suffirait pas.

EDIT: J'ai rien dit, je me suis rendu compte que t'utilises un AO de puissance

[tomxpc]

Salut,

Toujours très clairs tes posts c'est un plaisir à lire

Merci Pyre, ça fait très plaisir

[tomxpc]

Seconde contrainte : Les commandes

Le rhéobus compte quatre ventillateurs et quatre sonde de température. Donc quatre écrans possible pour afficheur.

Il va donc falloir mettre en place deux systèmes, un pour pouvoir passer d'un écran à l'autre et le second pour pouvoir augmenter ou diminuer la vitesse des ventillateurs.

Au début, j'avais passé à quatre boutons poussoirs

- Un pour augmenter la vitesse des ventillateurs
- Un pour diminuer la vitesse des ventillateurs
- Un pour passer à l'écran suivant
- Un pour passer à l'écran précédent

Problème, ce n'est pas très esthétique et en plus ça prend de la place sur une baie 5 1/4.

Donc je me suis remué les ménèges et j'ai trouvé une autre idée.

UN CODEUR INCREMENTAL, et là vous me dites : c'est quoi ?

Un codeur incrémental est un composant qui possède un axe (comme les potentiomètre) et qui a deux sorties A et B. Lorsque l'on tourne l'axe un signal carré apparait sur les sorties A et B mais ils sont déphassés de + ou - 90° selon le sens de rotation.

Voici à quoi ressemble les sortie d'un tel codeur



Donc, il me "suffit" de connecter deux codeur au PIC, de faire un programme qui identifie quel codeur tourne et dans quel sens pour ensuite soit modifier l'écran affiché soit agir sur le ventillateur conserné.

- Codeur 1, dans le sens horaire => écran suivant
- Codeur 1, dans le sens anti-horaire => écran précédent
- Codeur 2, dans le sens horaire => augmente la vitesse du ventillateur
- Codeur 2, dans le sens anti-horaire => diminue la vitesse du ventillateur

Le fait d'utiliser des codeurs va me compliquer le programme du PIC par rapport aux boutons pousoirs, mais le résultat, sur le plan design du rhéobus, je pense sera bien mieux.
De plus tout le système fera preuve de plus de professionnalisme que quatre pauvre bouton poussoirs.

Pour plus d'info sur les codeur incrémentaux c'est par ICI

Voila il me reste encore quelque points sur lesquels réfléchir, mais j'y travaille.

[Pyre]

Ca va être super ce rhéobus !

[Micha_do]

gg pour le rhéobus, je suis ce projet avec attention à quand les premières photos

HS// J'ai un projet similaire mais j'ai besoin d'une très bonne base de connaissance pour m'aider à le faire car j'y connais rien en électro, si ton projet aboutis, je te ferai part de mon projet pour éventuellement faire ce bébé si tu es intéressé, fais moi signe en mp pour que je te donne mon msn pour que je t'explique la baybette //Stop HS

[tomxpc]

Euh,... les premières photos pas pour de suite car je n'en suis qu'à la partie "élobaration des spécifications".

L'expérience m'a montré que pour cette partie, il y a deux cas possibles soit tu la passe vite (et tu gagne du temps) mais les problèmes arrive lors de la face de tests ou/et d'intégrations et la tu perds un max de temps

Ou tu passes un max de temps sur les spécifications (donc tu perds un peu de temps) mais après quand tu testes et quand tu intègres tout marche de suite,
Conclusion tu récupères le temps perdu lors de la spécification et en plus tu en gagnes, ET CA MARCHE.

Donc je prend mon temps

[tomxpc]

Troisème et quatrième contrainte :

Les sondes de température, pour celà il existe plusieurs solutions.

solutions analogiques :

Des élément ohmiques dont la résistance varie avec la température communément appelé CTN ou CTP.

CTN (Coefficient de Temperature Négatif) c'est à dire que la résistance augmente quand la temprature baisse.

CTP (Coefficient de Temperature Positif) c'est à dire que la résistance augmente quand le temperature augmente.

Avec c'est composants, il suffit de faire un pont diviseur et de relier sa sortie au Convertisseur Analogique Numérique (CAN) du PIC.

Avantage : faible coût de réalisation

Inconvénient : Les valeurs de résistance varie avec le temps et les contraintes environnementales, donc non utilisable pour des mesures précises.

Solution numérique :

Il existe des capteur de température numérique, c'est à dire qu'il mesure la température est délivré sous forme de trames de bits.

Avantage : plus de pécision, et dérives limitées

Choix : solution numérique, pour ma part je vais utiliser le DS18S20, le datasheet et ICI

De plus j'ai trouvé un exemple de programme pour le gérer, que du bonheur.

Ce projet avance petit pas, car je veux pofiner ma spécification papier et penser à tous avant de commencer la réalisation.

[Pyre]

Les CTN changent avec le temps ? ah c'est bon à savoir ça, je savais pas.

[tomxpc]

Les CTN c'est une résistance est comme toutes résistances il y a une usure dans le temps.

Dans le temps mais pas 1 mois ou 2, c'est en année

[alonzo]

en gros ça veut dire que le réchauffement climatique serait un mythe dû à des CTN



[vlan] auto ban ...

[tomxpc]

Je ne sais pas, c'est une théorie qu'il faudrai vérifier

[Fredo]

superbe réhobus que tu va construire tom
allé fait peter le shema et la liste des composants

bonne chance pour la réalisation du rhéobus

[tomxpc]

Pas pour desuite le schéma, car il n'est finalisé, il me reste encore quelques trucs à faire.

Mais j'y travaille

[tomxpc]

Salut @ tous

Je viens donner des news ce projet pour vous signaler qu'il n'est pas mort mais qu'en ce moment, je n'ai pas beaucoup de temps, et le peu que j'ai est précieux.

Je post aussi pour vous informer que j'ai commandé une carte de développement pour PIC la EASYPIC 5, lien ICI.
En plus de la carte qui est livrée avec un pic, j'ai acheté l'afficheur LCD 2*16, et une sonde temperature, histoire de commencer à faire des programmes test.

Dont je posterai les résultats, dans quelque temps.

[G8toparadise]

Yo,

QST : pk faire un étage de CNA ???
Si tu pilote des transistore de puissance avec des signaux pwm
tu devrait arriver à une régulation identique avec moins de problèmes...

ID : je sais pas si tu sais mais certaines boites commes
texas instrument t'offre des composants pour des essais ...
du moins il le faisait quand j'étais en BTS

[tomxpc]

Je connais le PWM, problème de ce principe c'est que ton fan reste alimenté en 12V.
Alors qu'avec les CNA, la tension à ces bornes va varier.

la discussion entre PWM et tension variable, est le genre de discussion qui peut durée des années, comme celle sur Windows et Linux.

Malgré la simplicité de mise en oeuvre du PWM, je préfère avoir une tension variable aux bornes de mes fans, question de choix

Texas n'est pas le seul fabriquant à faire ceci, moi aussi j'ai utilisé des composant gratos de constructeur, mais en principe il ne t'offre que des composants pas de plaque de développement.

[Fredo]

en plus tout les ventillo ne son pas PWM surtout les ventillo tuning

[G8toparadise]

faut pas rêver non plus ^^
je disais ça juste au cas ou t'aurai besoin de certains composants

[tomxpc]

@fredo : certains fan sont PWM d'origine avec un connecteur 4 points. mais tu peux faire du PWM avec tous les ventilos.
Je posterai plus de détails, et plutart, dans le topic aide en électronique à la suite de la régulation des ventilateurs.

[tomxpc]

Salut @ tous,

J'ai une bonne nouvelle je viens de recevoir ma EasyPIC 5 (carte de dévelopement pour PIC).
Pour le moment, je ne peux pas poster de photos mais je les posterai ce soir ou demain.

Il sont vraiment bien chez mikroelektronika commandé dimanche dernier livré aujourd'hui, soit une semaine de délai, c'est parfait et l'emballage est nikel.

Au passage, j'ai commandé cette carte directement chez mikroelektronika (le fabriquant) aux USA, lorsque que des sites français la vendent aussi et avec le cour de l'euro, j'ai gagné environ 50€,

[Fredo]

vivement les photos alors

tu va pouvoir faire peter la programation

[tomxpc]

C'est partit pour les photos de la bête

La boîte






L'afficheur LCD et la sonde de température




La carte de développement




D'autres photos plustard

[Fredo]

joli la carte pour programmer les pic (on dirait une mobo)

c'est quel genre de sonde pour qu'elle soit en boitier TO92 ?

@+