Orchiblog

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jeudi 15 septembre 2011

Incubateur version 2 : régulation de la température

Le problème de la température

C'est le point le plus délicat de l'incubateur.
Et même, depuis le début du "projet orchidées", c'est le point noir :
- Voir les 1ers tests des cultures hydroponiques en août 2009
- Voir les premiers essais de monitoring de la température de l'incubateur version 1

Comment produire du froid

L'idée de départ est de donc créer un environnement thermostaté : si la température est trop importante, le système fait baisser la température et vice versa.

Plusieurs possibilités techniques (voir les explications très claires de la société NEB) :
- La compression (réfrigérateur, climatiseur)
- L'absorption (réfrigérateurs à absorption)
- L'effet Peltier (glacières électriques)

Le module Peltier(rappel du principe) a été choisi comme solution du fait de :
- La simplicité de la commande électronique
- Le faible encombrement : Peltier + dissipateurs thermiques + ventilateur
- Le faible volume sonore (par rapport au compresseur d'un frigo)
- La possibilité de faire du chaud ou du froid en inversant la polarité du module

Module Peltier en pratique

Dans la pratique, le module Peltier ne peut pas remplacer une clim' !! Son rendement est vraiment trop mauvais.
Il m'a fallu quelques mois, l'utilisation de 3 glacières électriques et un peu de découragement avant de le comprendre !

Conclusion

En attendant, les essais de semis de graines d'orchidées ont fonctionné, et ce, sans régulation de température (à Toulouse il a fait + de 40°C cet été) !
Donc la vraie problématique est peut-être d'avoir certes une température stable mais pas forcément à une température ciblée précisément.
A suivre ...

Incubateur v.1 : Montage Peltier sur le côté gauche



Incubateur v.2 : avec 3 modules de glacière électrique

mercredi 14 septembre 2011

Incubateur version 2 : contrôle du temps

L'incubateur version 2 étant autonome, il doit être capable de gérer l'allumage et l'extinction des néons à heure fixe.

La solution : coupler la carte Arduino à une horloge RTC (Real Time Clock).

Le composant DS1307 a été retenu. Emartee propose un PCB prêt à l'emploi avec la librairie Arduino qui va bien ! Que demander de plus ?! Du quasi plug-and-play.

PCB RTC (Emartee)

Date et heure lues par Arduino


jeudi 4 août 2011

Incubateur version 2 : commande des néons

Concernant le circuit commandant les néons, pas grand chose à dire à part que les nouveaux relais fonctionnent en +12VDC comme expliqué ici.

Circuit version 1

Circuit version 2

Incubateur version 2 : alimentation électronique

Incubateur version 1

L'alimentation électronique de l'incubateur était un circuit maison basé sur un transformateur et un redressement classique du signal (diodes + condensateurs).

Dans les derniers développements l'alimentation a rapidement été sous-dimensionnée du fait des modules Peltier. D'où de nombreux problèmes de fonctionnement de l'ensemble des circuits et en particulier de la carte Arduino.

Autre problème : 2 tensions étaient employées :
+24VDC pour les relais (commande des néons)
+12VDC pour le reste.

Incubateur version 2

Passés le plaisir et la fierté de faire soi-même ses circuits, on passe à la vitesse supérieure avec une alimentation stabilisée fiable et sécurisée : une alimentation de PC.
Et là on passe de 35W (projet version 1)à 245W(version 2) !!
Donc finis les problèmes de dimensionnement.

Au passage, tous les circuits de l'incubateur seront adaptés pour fonctionner avec une seule et même tension fixée à +12VDC.

Alimentation ATX

Si on branche un bloc d'alimentation ATX (Advanced Technology Extended : norme en rapport avec les cartes mères de PC) ... rien ne se passe ! Car c'est la carte mère du PC qui pilote son allumage.

Dans la pratique il faut mettre à la masse (pin 16 par exemple) le pin 14 (PS_ON#, câble vert) pour activer le bloc.

Version 1

Alimentation ATX


Activation du bloc

samedi 18 juin 2011

Incubateur thermostaté : bilan du 1er prototype

Le point sur le projet d'incubateur thermostaté piloté par ordinateur.

L'avancée a régulièrement été présentée depuis le 24/10/2010 dans les catégories du blog : Electronique, Programmation et In vitro.

Pour l'instant il n'est pas opérationnel car des ajustements sont nécessaires. Mais les bases du projet sont toutes posées : cartes électroniques, capteurs, commandes, programme.
Le projet est viable.

A présent il s'agit d'optimiser chaque élément de l'incubateur : éclairage et température essentiellement.

samedi 22 janvier 2011

Incubateur thermostaté : synthèse des interconnexions

Vue d'ensemble des PCB : les différents modules

Au fil des billets je vous ai présenté l'élaboration des grandes fonctions électroniques de l'incubateur.
Voici une représentation synthétique de la combinaison des 11 différentes cartes électroniques employées.

- Le module d'alimentation : 1 PCB (Printed Circuit Board) alimenté en 220VAC se charge de faire fonctionner toute l'électronique.

- Le module entrée-sorties : constitué de 2 PCB dont la carte Arduino. Le module interface PC et commande/capteurs.

- Le module de commande : 4 PCB pilotent
> Les 4 néons
> Le module Peltier
> 3 ventilateurs

- Le module capteurs : 4 cartes pour
> Le contrôle du fonctionnement des néons
> La surveillance de la température
> La vérification de l'état de la porte (ouverte ou fermée)

Remarque : voir le billet du 09/01/2010 pour l'explication des schémas.



Détail du bloc d'alimentation (power supply) :



Détail des entrées-sorties (IO) :



Détail de la fonction commande :



Détail de la gestion des capteurs (sensors) :


mardi 18 janvier 2011

Incubateur thermostaté : carte entrées/sorties

La carte entrées/sorties

Il s'agit de la carte reliant l'Arduino aux cartes commande et capteurs.

C'est juste de la connectique. Dans le jargon des utilisateurs Arduino, on appellerait ce PCB un "shield" ("bouclier" en anglais), c'est-à-dire une carte qui vient s'insérer / se plugger sur l'Arduino.

Les derniers tests

Le fonctionnement a été validé en testant chaque entrée ou sortie Arduino :
- Allumage / extinction des néons 1 à 1
- Mise en route / arrêt de chaque ventilateur
- Marche / arrêt et inversion de polarité du Peltier
- Test du capteur de porte
- Test de chaque cellule photo-électrique
- Test du capteur de température


Et maintenant ...

La partie électronique est terminée ! Le prochain billet présentera une vue d'ensemble de l'interconnexion des cartes.
Le gros chantier suivant est la programmation de la carte Arduino et de l'interface graphique en Python.

Carte IO


Tableau des entrées-sorties


Electronique de l'incubateur

mercredi 22 décembre 2010

Incubateur thermostaté : capteurs

Rôle des capteurs

Les capteurs ont 2 rôles :
- Contrôler que la commande exécutée a bien été effectuée.
> Par exemple, le néon a été allumé, et le capteur correspondant (photo-résistance) vérifie que c'est bien le cas.

- Tester un paramètre afin de le réguler
> Par exemple le LM35 mesure la température, le programme final sur PC estimera si le module Peltier doit être activé pour ajuster cette température

Capteurs employés

- Module d'éclairage : une photo-résistance contrôle chacun des 4 néons de l'incubateur

- Module de température : le capteur LM35 permet la mesure de la température

- Ouverture de la porte : une fourche optique vérifie si la porte est ouverte afin de suspendre la régulation de température le cas échéant

- Ventilateurs : Actuellement 2 ventilateurs sont installées sur les radiateurs du Peltier. Après de nombreux tests, le capteur de vitesse (à collecteur ouvert) semble absent (cf en option d'après documentation trouvée sur les sites des distributeurs).
> Dans ce prototype d'incubateur, la vérification du fonctionnement de ces 2 ventilateurs sera omise


Connectique

Les circuits ont été séparés en 2 :
- Circuit principal : chargé de collecter les données des différents capteurs et de les transmettre à la carte Arduino

- Circuits secondaires : composés des capteurs et de composants nécessaires à leur stabilisation (implantation au plus près des capteurs)



Capteur de température



Fourche optique contrôlant l'ouverture de la porte



A droite : la carte gérant les capteurs
... de nombreux fils pour relier les capteurs distants

dimanche 12 décembre 2010

Incubateur thermostaté : circuits de commande (fin)

Gestion des commandes de l'incubateur

Les circuits permettant la commande de l'incubateur sont terminés :
- Commande des néons
- Commande des ventilateurs
- Commande du module Peltier

En ce qui concerne la commande des ventilateurs, pas grand chose à dire à part que les Darlington BD677 sont bien adaptés pour la commutation sur commande logique Arduino.

Pour le module Peltier, l'idée est de pouvoir simplement inverser sa polarité. Le choix du pont en H s'est vite imposé.

Inversion de la polarité du Peltier : principe du pont en H

Le pont en H est un circuit classiquement utilisé dans la commande des moteurs à courant continu.
Il permet d'inverser le sens de rotation du moteur par l'inversion de la polarité.

Le schéma ci-dessous présente le principe (il n'y a pas tous les composants indispensables au bon fonctionnement du circuit).
Les BD677 utilisés dans la commande des ventilateurs ont de nouveau été les composants de choix pour l'élaboration du montage.





Les circuits actuels : à droite la commande des ventilateurs en bas la commande du Peltier

NB le 08/05/2011 : le point sur les ponts en H

Au vu des tests de baisse et montée de température, ça ne marche pas correctement.
Après consultation d'électroniciens (merci David, d'Artilect !), la raison est que pour qu'un transistor / un Darlington fonctionne comme interrupteur, il faut que l'émetteur soit relié à la masse. Donc il faut les transistors NPN et PNP pour réaliser un pont en H.

Or je n'ai utilisé que des BD677 = des Darlingtons NPN. Il aurait fallu associer 2 BD676 à 2 BD677.

Finalement j'abandonne la fabrication maison de ce type de circuit puisqu'il existe le L6201 qui est un pont en H intégré qui peut être activé ou désactivé par l'application d'un signal sur l'une de ses pins.

Ce seul composant va remplacer mes 2 circuits :
- Marche / arrêt du Peltier
- Inversion de la tension du Peltier

dimanche 31 octobre 2010

Incubateur thermostaté : commande des néons

Les éléments électroniques de l'incubateur

Les réalisations électroniques vont consister à effectuer :
1- Le bloc d'alimentation électrique
2- La gestion des commandes
3- La gestion des capteurs

1ère phase : alimentation et commande

La réalisation du bloc d'alimentation électrique stabilisée n'a pas posé de problème particulier : il a suffit d'adapter les circuits déjà réalisés antérieurement (cf le post du septembre).

La première vraie tranche de développements consiste à réaliser la commande des éléments suivants :
- Néons
- Module Peltier
- Ventilateurs du Peltier
- Ventilateur général de l'incubateur

Les néons

Des relais commandent les néons.
Des Darlingtons (BD677) assurent l'interfacent avec la carte Arduino.

La programmation finale Arduino ne débutera qu'après la réalisation de l'électronique de l'incubateur.
Pour l'instant le programme chargé est réduit à sa plus simple expression et permet uniquement de valider l'interfaçage Arduino/incubateur.

Ci-dessous quelques photos pour illustrer cela.


Cqfd : néons allumés !



En bas : le bloc d'alimentation
En haut : la commande des néons


Arduino en action

lundi 11 octobre 2010

De la logique câblée à la logique programmée

Le projet de serre USB ...

Le dernier post présentait le tout premier périphérique de ma serre USB : un DIP-switch.

Le travail a été intense, formateur, passionnant, prenant ... et la perspective d'implémenter les périphériques suivants implique encore beaucoup de temps, de surface et de volume de circuits imprimés.

Premiers contacts avec Arduino

Parallèlement à ces conceptions électroniques, la réception d'un mail fin juillet (merci Sébastien !) m'a orienté vers une association qui travaille avec les cartes Arduino.

Arduino, qu'est-ce que c'est ?
C'est un circuit basé sur un microcontrôleur Atmel AVR, composant programmable en langage proche du C++.
Il permet la gestion de 14 entrées/sorties dont 6 dédiées aux signaux PWM et 6 aux entrées analogiques.

La prise en main est simple :
> Du point de vue hardware - Un des principes d'Arduino est le plug & play : les cartes d'extension et les capteurs se branchent et sont presque prêts à l'emploi. La liaison au PC se fait via un port USB (convertisseur USB / Com FTDI)
> Du point de vue software - L'interface de programmation gratuite est intuitive, de nombreux exemples de code sont disponibles et la programmation ne pose aucun problème.

En 5 minutes on peut paramétrer la carte Arduino pour en faire un thermomètre, via un capteur de température !

La transition

Depuis pas mal de mois j'étais encouragé à m'intéresser à la logique programmée (Brice, si tu me lis .. !!!).
La rencontre avec Arduino m'a tout de suite convaincu car c'est une solution clé en main pour résoudre ma problématique de serre pilotée par ordinateur :
avec cette toute petite carte je peux remplacer l'échafaudage des cartes développées ces derniers mois !!!
Malgré tout j'ai souhaité poursuivre en parallèle mon projet initial en logique câblée.
Pieuse décision : Arduino a eu raison de moi et m'a convaincu que le temps de l'initiation électronique est révolu.
Finalement les cartes électroniques développées cette année auront été mon "projet de stage" et le périphérique DIP switch l'aboutissement.

Arduino, c'est donc validé et adopté.
D'ailleurs j'ai déjà adapté mon interface PC écrite en Python pour piloter l'Arduino !


samedi 11 septembre 2010

1er périphérique : DIP switch

Après plus d'un an de travail (en partant de zéro en conception de circuits), je peux enfin mettre en service mon tout premier périphérique : un DIP-switch !
(DIP = Dual In Line package : le format des circuit intégré).


Avant d'entrer dans le pourquoi du comment du DIP switch, un petit schéma pour se remettre en tête le schéma général de fonctionnement des entrées/sorties USB.

Le composant 68HC908JB8 fait l'interface entre le PC et les périphériques. Il est paramétré en 8 entrées / 3 sorties.
Chaque sortie a un rôle spécifique :

- 1ère sortie = EP2_PC0 (EP2 = End point 2)
  > Un compteur à 6 sorties y est branché - chaque famille de périphérique (néons, ventilateurs, etc) sera branchée sur une des sorties
- 2ème sortie = EP2_PE1
  > Cette sortie permet de faire fonctionner les compteurs secondaires (dans la famille de périphériques "néons", un sous-compteur CMOS4017 permettra de commander jusqu'à 10 néons indépendants)
- 3ème sortie = EP2_PD0
  > Cette sortie envoi le signal au périphérique commandé (allumage, extinction des néons par exemple)



Alors, pourquoi est-ce que le 1er périphérique est un DIP switch ?...

Pour une raison que j'ignore et que je ne souhaite pas élucider, le composant 68HC908JB8 présente un comportement aléatoire sur ses 3 sorties. Lors de la connexion de ce composant au PC, la 1ère sortie est parfois EP2_PE1 ou EP2_PD0 au lieu de EP2-PC0. Il fallait donc trouver un moyen de déterminer quelle sortie est EP2-PC0.
Un méthode simple consiste à placer un élément de signalisation. C'est le rôle du DIP-switch qui détermine l'adresse de la sortie EP2_PC0.

Au niveau logiciel il suffit d'effectuer un scan pour localiser le DIP switch (configuré dans la section de configuration du logiciel : voir l'impression d'écran) et en déduire le nom réel des 3 sorties EP2.

Désormais la base logicielle et électronique de la "serre USB" est posée et validée.
Les périphériques suivants vont (enfin !) pouvoir être développés.

2010 04 27 - APPLI SERRE - MENU CONFIG

Configuration des périphériques : type de compteurs, code DIP switch etc.


Menu test : scan du DIP switch identifiant la sortie EP2-PC0


Carte du dessus : interface compteur / DIP-switch (prochainement miniaturisée !!)
Carte du bas : DIP-switch

samedi 7 août 2010

Nouveau module de brassage basé sur le CMOS4017

Souvenez-vous. Le 8 janvier dernier, je vous racontais mes déconvenues lors de la mise au point de la carte de brassage USB basée sur le composant CMOS4017 (petit rappel, le but de ladite carte de brassage est d'activer successivement des sorties et donc des périphériques :voir ici pour les détails).

L'échec avait été l'occasion de rebondir et de concevoir ma première carte maison avec des portes logiques (voir le post). Mais l'encombrement n'est pas négligeable comme on le voit sur la photo ci-dessous.

Etant donné que le fonctionnement de l'automate final repose sur ce type de montages (cf. la video de YouTube), je me suis décidé à miniaturiser un peu plus le dispositif en me remettant au 4017.
Et cette fois-ci c'est un réel succès. Et je vous laisse juger du gain de place !

Il y aura plus tard une dernière étape de miniaturisation avec l'emploi d'un PIC.
Mais chaque chose en son temps.

Merci à Jérémy pour le tuyau des résistances pull down !


Au 1er plan : dispositif de brassage à base de 4017,
Au-dessus : même chose avec des portes logiques


lundi 15 février 2010

Banc d'essai

Voilà, tout était donc en place pour le banc d'essai :
- Le logiciel 
- L'interface PC / périphériques de la serre

Et ... les tests n'ont pas été concluants !!!
En fait pour une raison qui m'échappe - et que je ne tiens pas à creuser- le petit module qui communique avec le PC, le 68HC908JB8, se déconnecte du PC au bout de quelques minutes.
Le seul moyen pour que ça reparte : débrancher et rebrancher le câble USB .... Pas pratique !

Alors, en se creusant la tête, il y a bien eu une solution qui m'est venue : faire un circuit qui ouvre et ferme un des câbles (la masse) de ce câble USB.
Ça tombe bien, le LM555, un timer, sait très bien faire ce genre de cycles (pour une fois que je ne réinvente pas la roue ... !). Et avec un transistor bien placé, le tour est joué.

Résultat : une fois ce circuit inséré là où il faut (cf la photo), ça marche très bien : le PC a pu communiquer avec "la serre" sans aucun soucis 12 heures de suite.


dimanche 10 janvier 2010

Principe du module de brassage USB : les portes logiques

Petit rappel : l'objectif était de rendre successivement actifs puis inactifs 16 périphériques.

Un signal d'horloge (succession d'états hauts = +5VDC = signal logique 1 / et d'états bas = 0V = signal logique 0), envoyé par le PC via l'USB, et combiné à des portes logiques, permet d'atteindre cet objectif.

Après une intense réflexion, un peu de logique, je suis parvenu à réaliser un tel circuit.
Le schéma ci-dessous résume le principe de fonctionnement pour un périphérique (S), le pilotage de 16 périphériques étant la combinaison de 16 fois ce schéma.



samedi 9 janvier 2010

Comment piloter 256 périphériques avec seulement 3 sorties USB ?

Pourquoi 256 périphériques, me direz-vous ?
Hé bien, sachant que 16 x 16 = 256, l'objectif est de piloter 16 périphériques qui commandent eux-mêmes 16 sous-périphériques.

Par exemple le périphérique "néons" va commander 16 sous-périphérique commandant chacun 1 néon.

Et on parvient ainsi à commander 256 périphériques avec 3 sorties USB :
- La 1ère sortie est un signal d'horloge rendant actif successivement chacun des 16 périphériques
- La 2ème sortie est également un signal d'horloge rendant actif successivement chacun des 16 sous-périphériques
- La 3ème sortie est le signal "marche ou arrêt" envoyé au sous-périphérique rendu actif par les 1ère et 2ème sorties USB


Le schéma ci-dessous représente les différents modules électroniques (en rouge) se trouvant entre le PC et les périphériques :
- Module Alimentation électrique
- Module USB proprement dit (communication entrées / sorties)
- Module de brassage USB : permettant d'activer les sous-périphérique comme expliqué ci-dessus

Chaque module est composé de plusieurs cartes électroniques (en orange) dont je vais vous épargner ici la description

Chaque carte comporte des connecteurs (losanges verts) pour l'alimentation électrique, l'arrivée des signaux logique etc.

Les connecteurs sont identifiés par une brève description (en marron). Les sorties vers les 16 périphériques correspondant à "E/S périphérique S1 à 16".

La photo ci-dessous montre 4 de ces 16 sorties.


Schéma décrivant l'interconnexion des cartes électroniques



Sorties vers les périphériques S1 à S4


Le prochain post décrira le principe du module de brassage USB

vendredi 8 janvier 2010

Ces 3 derniers mois : plongée dans les réalisations électroniques

Par où commencer ? Pas facile de choisir, tellement ces 3 derniers mois ont été l'occasion d'expérimentations.

Quels étaient les objectifs ?
> Tester la faisabilité de périphériques pour la serre : cartes électroniques permettant d'allumer / éteindre les néons, de faire tourner les ventilateurs, de mesurer la température, etc.

Ainsi j'ai pu réaliser mes premiers "circuits-que-c'est-moi-qui-les-ai-faits-tout-seul" !!!

> Commander de nombreux périphériques avec seulement 3 fils. Ça, je vous l'expliquerai lors d'un prochain post

Quelles ont été les réalisations ?
> A ce jour, le module permettant de piloter les périphériques de la serre est au point. Mais avant d'en arriver là, il a fallu tester plusieurs configurations pour que ça marche vraiment !

> Encore une fois, le détail sera présenté lors des prochains posts.

> Toujours est-il que le résultat final donne ceci :


Interface PC / périphériques de la serre



Carte recevant les périphériques

Impressionnant, non ? ... je veux dire : la taille !!!

D'accord, c'est vrai, c'est loin d'être miniaturisé ! Mais je débute dans "l'invention" de cartes électroniques.

En fait, j'aurais pu miniaturiser en utilisant des circuits intégrés dédiés, mais je n'ai pas réussi du 1er coup, ce qui fait que j'ai "réinventé la roue" en utilisant des composants basiques.


Au départ, les 3 derniers étages de la 1ère photo, devaient tenir sur cette carte électronique :




Mais le soucis c'est que je n'ai jamais réussi à ce que toutes les pistes soient ok.

Alors je me suis mis à travailler en modules. En fait c'est beaucoup plus facile pour repérer des erreurs de conception.

Pour gérer tous les périphériques avec les 3 sorties USB, il existait un composant tout à fait adapté (le CMOS4017, pour les connaisseurs !), et ça devait tenir sur cette carte :



Mais là encore ça ne marchait pas. Il y avait beaucoup d'interférences électrostatiques. Alors j'ai décidé (et ça m'a bien arrangé finalement, car c'était passionnant), de reproduire le fonctionnement de ce circuit intégré avec des composants plus rudimentaires ... et CA A MARCHE !!!!



C'est ce que je m'en vais vous conter dans le prochain post !!!

samedi 12 septembre 2009

Serre USB (9) : Module ES USB + bloc alimentation

Petit aperçu du 3e étage qui va ouvrir la voie à la réalisation de montages pour piloter la serre.

3e étage :
> En haut à droite, la carte entrées sorties
> En bas la console de distribution des 3 alimentations électroniques 5V/12V/24V


3e étage

mardi 8 septembre 2009

Serre USB (8) : Bloc d'alimentation électrique

Petit post après un travail intensif pour réaliser le bloc alim de la serre USB.

Voici donc une association de circuits imprimés et de borniers d'alimentation en courant du secteur, répartis sur 2 étages.

1er étage :
> En bas on reconnaît la console de distribution du 220V :
- En fait le courant provenant du cordon d'alimentation secteur passe d'abord par le disjoncteur différentiel avant de rejoindre la console 220V
- Le courant est distribué via 3 disjoncteurs thermiques vers
* Les alimentations électroniques 5V/12V/24V
* Les transfos des brumisateurs
* Les néons
> En haut à gauche, l'alimentation 12VDC des ventilateurs
> En haut à droite, l'alimentation 5VDC des circuits logiques


1er étage
2e étage :
> En bas, l'alimentation 24VAC des brumisateurs
> En haut à droite, l'alimentation 24VDC des relais/pompes
> En haut à gauche, un espace libre pour une future alimentation (alimentation symétrique pour ampli OP ?)


2e étage

Etape suivante : aménager le 3e étage avec :
> La carte Entrées/Sorties
> Un circuit de distribution des différentes basses tensions
> ... pour enfin pouvoir commencer la conception des circuits de commande de la serre.

dimanche 23 août 2009

Serre USB (7) : Console 220V

Petit rappel : l'objectif actuel est de réaliser les alimentations permettant de faire fonctionner la serre USB.

La première étape est donc de réaliser une console 220 V comportant les caractéristiques suivantes :
- Prise secteur unique (cordon d'alimentation)
- Liaison secteur / cartes d'alimentation via des câbles sertis de cosses (contacts 220 V sécurisés)
- Sécurités : disjoncteurs différentiel et thermiques, et boîtier hermétique

Le bornier à vis permettant d'arrimer les cosses s'est imposé. Mais faute d'en trouver dans le commerce (revendeurs d'électronique et d'électricité), j'ai dû en concevoir un.

Les disjoncteurs seront ajoutés plus tard lors du remplacement des programmateurs actuels par le module USB en cours de développement.

Le résultat est présenté ci-dessous. Pas très esthétique mais efficace !

Etape suivante : réaliser une alimentation stabilisée 5V pour alimenter les circuits logiques.


mercredi 5 août 2009

Serre USB (4) : Carte IO (Entrées-Sorties)

La 1ère étape de la serre-USB : réaliser le module entrées / sorties qui fera communiquer la serre et l'ordinateur.

Le 1er essai (montage construit autour du composant 68HC908JB8) avait été réalisé avec un capteur de température.

Le capteur reçoit le signal analogique qui est transformé par le composant 68HC908JB8 en signal numérique.
Ce signal numérique est envoyé à l'ordinateur via la liaison USB, toujours par le biais du composant 68HC908JB8.
Cet ensemble d'étape permet de donc valider le bon fonctionnement des entrées USB.

Le bon fonctionnement des sorties USB (pilotage de la lumière, les ventilateurs, etc.) restait à valider.
C'est chose faite.
Les photos montrent le montage qui m'a permis de faire les tests sur le logiciel fourni par le livre l'USB pour tous.
Et ça marche très bien !!! C'est génial !!!

L'étape suivante est de complètement piloter ce 68HC908JB8 avec mon propre logiciel, en langage de programmation Python.



jeudi 21 mai 2009

Serre USB (1) : Température

Un des objectifs du projet de cultures d'orchidées, c'est l'automatisation du pilotage des paramètres de culture : température, éclairage, etc.

Pour l'instant la serre hydroponique fonctionne avec des programmateurs, mais c'est du temporaire, le temps de réaliser les premiers essais de culture.
A terme, un c'est un ordinateur qui fera le travail.

En parallèle de ces essais de culture hors sol, je m'attaque donc à la partie montage électronique.
La toute première problématique est la communication de l'ordinateur avec le circuit électronique par USB.

Aujourd'hui je réalise le 1er montage issu de l'ouvrage USB présenté ici : le capteur de température.
Ca a fonctionné sans problème du premier coup : le montage a été reconnu par le PC, le pilote a été installé, et le soft (programmé en Visual Basic) fourni pour le test marche sans erreur.
C'est très enthousiasmant !!

Le prochain challenge est de réaliser un soft similaire en language de programmation Python.




lundi 20 avril 2009

Ventilation (2) : Alimentation électronique finale

Ca y est ! Ca marche enfin !!!!

Finalement, c'était bien le régulateur LM317H qui limitait la puissance du montage.
Et je suis allé au plus simple :
> Isolement de circuit et abaissement de la tension par transformateur
> Redressement du courant alternatif par pont de diodes
> Filtrage de la tension (mono alternances) pour obtenir un signal continu, par condensateurs chimiques




dimanche 19 avril 2009

Electronique (4) : bibliothèque - Alimentations de laboratoires

La collection ETSF est une suite d'ouvrages qui permet de mettre le pied à l'étrier de l'électronique. Avec des sujets ciblés, les auteurs nous amènent avec beaucoup de pédagogie, de la découverte au décorticage du thème abordé. Cet opus m'a passionné, et je m'y suis beaucoup référé pour l'alimentation des ventilateurs :

La collection EEA de chez Dunod est de la haute voltige. Parfait pour élever sa culture dans le domaine de l'électronique abordé. Cet ouvrage m'a permis de mieux comprendre les principes expérimentés dans le précédent bouquin.


Electronique (3) : bibliothèque (suite)

Poursuivons l'exploration de la bibliothèque ...

Ces 2 ouvrages sont pour moi ce que le Bescherelle est à la langue française : des aides-mémoire à toujours avoir sous la main :

Electronique (2) : généralités & bibliothèque (suite)

Donc mon attirance pour l'électronique ne date pas d'hier.
De fil en aiguille l'idée de piloter "quelque chose" par ordinateur a germé puis a grandi.

En parallèle mon attrait pour la botanique a toujours été vivant. Au gré de rencontres et du hasard l'idée de cultiver des orchidées s'est imposée.
Aujourd'hui j'ai la tête remplie d'idées pour cultiver de façon orginale ces plantes sublimes.
Demain la réalisation d'une serre d'orchidées pilotée par ordinateur pourrait permettre à mes rêves de devenir réalité.
Le pilotage de la serre consisterait en la surveillance et la régulation des paramètres vitaux des plantes : température, lumière, humidité, milieu de culture.

Voici quelques ouvrages qui m'ont permis de rentrer de plein pied dans la pratique de l'électronique.

Commençons par ce bouquin qui est le plus ancien (1992 !), le moins approprié, le plus dépassé ... mais c'est le 1er livre que j'ai eu traitant de PC / électronique !! Il m'aura surtout permis de découvrir la précieuse collection ETSF (Editions Techniques et Scientifiques Françaises) L'ouvrage suivant traitant de la communication série RS232, m'a permis de rentrer dans le vif du sujet. A l'époque on me disait déjà que c'était dépassé par l'USB. C'est vrai, mais historiquement c'est incontournable. C'est avec les montages de ce bouquin que j'ai fait mes 1ers essais de programmation en Python. En commençant à me plonger dans le volume sur l'interface parallèle, j'ai vite laissé tomber car ce port est lui aussi abandonné au profit de l'USB. Et puis c'est compliqué ! Avec l'ouvrage suivant, du même auteur, on reste sur de l'électronique proche de la machine, avec des cartes d'interfaçage à brancher sur la carte mère. Un peu compliqué car il faut réaliser des circuits doubles faces. Je ne me servirai que des infos sur les capteurs. Alors, ce livre, c'est un de ceux que je prends dans mes bagages pour les vacances. Vu le titre et les chapitres, ça m'a l'air plutôt très bien. Et pour finir, LE bouquin (hélas pas la dernière édition) sur lequel j'ai commencé à bosser. Passionnant, accessible, bref : adopté !

Electronique (1) : généralités & bibliothèque

Tiens, pendant que mon circuit barbote dans la solution d'étamage à froid, une petite séquence nostalgie !

Voici retracé en quelques lignes l'itinéraire d'un apprenti électronicien improbable !
Avec quelques pensées vers ceux qui m'ont initié (souvent sans le savoir) à ce domaine.

Les début, remontent à mes 7-8 ans, avec les premiers compteurs électriques démontés, venant du travail de mon père, et le premier fer à souder, offert par son père (mon grand-père).

Puis ont suivi les coffrets Electronique 2000, mais aussi celui de chimie et d'électricité amenés par le Père Noël dans les années 80 !
Celui-là il a été bien inspiré !

Et puis j'ai remis ça il y a 4 / 5 ans, et vraiment sérieusement il y a un peu moins de 4 ans avec ça (petit hommage à GPB au passage !) : La suite de la présentation de ma bibliothèque d'électronique la prochaine fois !

dimanche 5 avril 2009

Ventilation (1) : Alimentation électronique

Lors des essais de l'alimentation électronique avec un ou plusieurs ventilateurs ... ça ne marchait pas trop, voire pas du tout !!! Déception !!

En fait lors des essais avec PSpice j'ai commis l'erreur de ne pas simuler la présence de ventilateur ... ou plutôt j'ai considéré qu'un ventilo 90mA = une résistance !
Or c'est au moins équivalent à une résistance + une self.
Bon .. Résultat : je n'avais pas pensé qu'il y a un pic de courant lors du branchement du ventilateur.
Cette consommation de courant est due à l'amorçage du mouvement des pales.

 Voyant ça, j'ai essayé l'ajout de condensateurs, résistances (pour le courant), mise en série / parallèle des ventilos, transfo de plus forte puissance ... rien de bien convainquant.

En y regardant de plus prêt, que se passe-t-il ? Voyons voir du côté du banc d'expérimentation : 
A vide, l'alimentation fournit 14,77 V, à partir du transfo 2x 15V, 16VA : 
Au branchement d'un ventilo (qui se met à tourner tranquillement), la tension tombe à 2,83V ! d'où le problème en branchant les suivants :
Côté courant, avec 42,9 mA on est loin des 90 mA nécessaires au ventilo :
Seule solution pour avancer : repenser le circuit électronique. Et le meilleur moyen est encore d'approfondir la question des moteurs à courant continu.
Allez, je me remets à la lecture de mon livre de chevet et je vous en reparle !
NB : En lisant 2 - 3 trucs sur le net, je me demande si ça ne vient pas juste de mon régulateur LM317. Dans ce cas, l'erreur a été de ne pas regarder ce qui se passait au niveau du courant avec PSpice !

jeudi 19 mars 2009

Circuits imprimés (4) : Implantation des composants

De nouveaux clichés pour donner un aperçu de l'implantation des composants :
Le PERCAGE au Dremel


Le plan de travail


Le circuit finalisé


Etape suivante : la boîte de protection du montage, car il y a tout de même le courant du secteur qui passe dedans.

Circuits imprimés (3) : Gravure

Quittons quelques temps la CAO pour un peu de travail manuel : la gravure du circuit imprimé (CI) de l'alim des ventilateurs.

Voici en quelques clichés les étapes de fabrication.

L'INSOLATION : Après impression du typon sur 2 papiers calque, insolation aux UV du pré-sensibilisé : la couche de résine exposée aux UV va être détruite.  La REVELATION : La soude a pour rôle l'élimination de la résine détruite par les UV. La couche de cuivre mise à nu va être éliminée à l'étape suivante.  La GRAVURE : Le cuivre non protégé par la résine est éliminé par un mélange eau oxygénée (H2O2) / acide chlorhrydrique (HCl).
La méthode classique utilise du perchlorure de fer. Personnellement je n'aime pas car c'est très contraignant : ça tâche, il faut chauffer, faire mousser, c'est assez long, et ... je ne maîtrise pas la réaction !!
Donc, après recherche sur le net, j'ai testé et adopté la méthode au péroxyde d'hydrogène.
Enfin, seulement après avoir déterminé les conditions optimales (proportions, temps de réaction) car ce qu'on trouve sur le net n'est ni très fiable ni très précis. Petite remarque technique : on trouve dans les forums concernant cette méthode de gravure qu'elle ne serait pas fiable (difficile à reproduire d'une fois à l'autre).
 En effet, c'est une méthode peu reproductible si on ne conserve pas l'H2O2 au froid. Car l'eau oxygénée se dégrade dans le temps, et encore plus à température ambiante :
H2O2 -> H2O + O2
Ca sert l'expérience de R&D en labo ! L'ELIMINATION DE LA RESINE : Nettoyage du circuit à l'acétone.  L'ETAMAGE A FROID : Trempage du circuit dans une solution de sels d'argent. Par oxydo-réduction, les sels d'argent se fixent sur les pistes de cuivre.

dimanche 15 mars 2009

Circuits imprimés (2) : OrCAD-Layout

En direct de l'atelier d'électronique !!

Ca y est, j'ai enfin pu générer les premières ébauches du circuit électronique d'alimentation des ventilateurs !!
C'est tout de même l'aboutissement de 6 mois d'apprentissage des logiciels MicroSim-PSpice, puis OrCAD-PSpice. Un plaisir d'aller jusqu'au bout des projets entrepris.
Empreinte du circuit générée avant ajustement des pistes

Après routage !

Le typon !! CQFD !

La suite c'est la fabrication du circuit. Pour cette étape, ça roule ! On n'est pas loin du but du tout.

dimanche 8 mars 2009

Circuits imprimés (1) : OrCAD-PSpice

Afin de faire fonctionner les ventilateurs de la serre, un circuit d'alimentation électrique spécifique doit être réalisé.

La conception de ce module passe par la réalisation d'un circuit électronique.
Le logiciel OrCAD-PPpice a été retenu pour sa mise au point.

Voici une présentation rapide de ce logiciel :
> Création d'un circuit virtuel (module OrCAD Capture) composé de l'agencement de composants électroniques (créés ou existants dans les librairies du module OrCAD Parts) :


 > Simulation de la réaction du circuit à des courants électriques continus, alternatifs (module OrCAD PSpice) :


 > Réalisation de l'empreinte ou typon du futur circuit électronique (module OrCAD Layout) :


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