Mes enfants ont une LUNII et forcément celle ci est maltraitée, j’ai déjà dû effectuer deux réparations dessus, d’autres parents n’ont jamais eu de problème, donc la qualité de la LUNII n’est probablement pas en cause, mais plutôt la brutalité de mes enfants.
Problème de haut parleur muet alors qu’au casque ça marche encore
La panne a été localisée au niveau du (tout petit) contacteur qui détecte qu’une prise jack 3,5mm est insérée dans le connecteur, son rôle est de couper le haut parleur pour ne laisser que le casque. Ce contacteur ne faisait plus contact, même si la prise jack était retirée, du coup la LUNII restait en « mode casque » en permanence avec le haut parleur muet. Probablement que ce connecteur jack 3,5mm a été tortillé par un enfant tortionnaire…
La solution de réparation, puisque je n’ai pas cherché à racheter un connecteur jack 3,5mm de rechange identique, a été de repiquer deux fils (gris sur les photos) sur les languettes du contacteur de présence prise jack.
Ces fils vont vers un bouton ON/OFF manuel qui permet d’activer manuellement le haut parleur ou le casque. Bouton que j’ai collé au pistolet à colle dans un coin de la LUNII qui était vide.
Cette LUNII possède donc un bouton supplémentaire sur un coté :
Gros bouton jaune sélecteur d’histoires en panne
Ce gros bouton jaune semblait tourner dans le vide, et la fonction de sélection d’histoires ne marchait plus
En démontant l’ensemble, on comprend que le bouton agit sur un sélecteur rotatif monté en surface sur le circuit. Le bouton a dû prendre un mauvais coup, et le choc a été transmis au sélecteur ce qui a dessoudé ce composant et arraché une piste.
Il a suffit de le ressouder, et de repiquer un fil à wrapper pour remplacer la piste disparue.
J’ai été surpris par la conception, j’aurais trouvé la LUNII mieux faite si ce gros bouton proéminent et très exposé avait été solidaire de la coque plastique, sans rendre possible de transmettre des efforts ou des chocs au circuit électronique.
Bug divers de la LUNII
C’est arrivé une fois que la LUNII démarre sans afficher les histoires, avec un affichage erratique. Ça a pu être résolu en débranchant-rebranchant la carte SD qui sert à stocker le firmware (visiblement car rien ne démarre quand on l’enlève), et les histoires.
Le système décrit sur cette page sert à remplacer le coffret de commande entouré ci-dessous. Il sert à piloter une chaudière de production de vapeur utilisée pour extraire de l’huile essentielle de plantes. Le coffret d’origine, en plus d’être encombrant, pilotait les résistances en tout ou rien assez lent et ne donnait pas une vision sur la température de vapeur. La personne qui a demandé ce projet souhaitait en plus que les cycles de production d’huile essentielle soient enregistrés afin d’avoir une meilleure traçabilité, en vue d’une possible réglementation sur ce sujet,
La première étape a consisté à étudier la chaudière elle même pour déterminer sa puissance (4 résistances pour un total de 2010 W), le débit de la pompe à eau qui l’alimente (2 litres / heure) et le type de sonde de température implantée dans l’épaisseur du corps en inox (une PT100) :
Vue ci dessous des essais de mise au point du système électronique, les fonctions finales sont :
Gestion par un Arduino NANO
Mode manuel ou mode tout automatique pour que le cycle d’extraction d’huile essentielle se fasse en toute autonomie.
Pilotage de la puissance des résistances en modulation de largeur d’impulsion, réalisé par un relais statique à une fréquence de 1Hz, ainsi la puissance de chauffe est désormais réglable
Réutilisation de la résistance de corps de chauffe PT100, grâce à une récupération de la mesure par durée de décharge d’un condensateur (voir détail ci dessous)
Mesure de la température de sortie vapeur par un thermocouple type K et un décodeur MAX6675, ça aurait pu être aussi une sonde PT100 mais le thermocouple avait l’air plus résistant à la vapeur avec une gaine en inox.
Pilotage du démarrage automatique de la pompe à eau 230V à l’aide d’un optotriac
Afficheur LCD pour afficher les températures et le pourcentage de chauffe
Enregistrement des réglages dans l’EEPROM de l’Arduino
Enregistrement toutes les 15 secondes dans un fichier texte sur carte SD de toutes les valeurs mesurées.
Réglage de la date et l’heure au démarrage du système pour horodater les enregistrements et repérer les lots de production.
Ci dessous l’extrait du guide Microchip qui explique comment mesurer une résistance grâce à la charge/décharge d’un condensateur.
Vue à l’oscilloscope de la tension sur GP0 du schéma ci dessus, on voit bien la différence entre le temps de charge à travers la résistance Rref et celui à travers la résistance Rsen (la PT100 de la chaudière). La différence de durée permet d’extrapoler Rsen à partir de la valeur connue de Rref.
Schéma électronique du système :
Ci dessous le diagramme de paramétrage de toutes les variables permettant de calibrer le mode auto. Les étapes de fonctionnement dans ce mode sont :
Démarrage de la chauffe des résistances à 100%
A partir de 250°C de T°C de corps chaudière, la pompe à eau démarre
De la vapeur commence donc à sortir, elle est à 100°C ce qui correspond à la température de saturation à pression ambiante.
4 minutes après le démarrage de la pompe, le système passe en mode « régulation », il alterne entre les deux phases suivantes :
Phase « chauffe forte » où la résistance est réglée à 85%, tant que la vapeur de sortie reste saturée, à une température inférieure à 115°C
Dès que la température vapeur passe > 115°C, entrée en Phase « chauffe faible » où la résistance est réglée à 70%, en attendant que la vapeur redescende sous 115°C
Dès le démarrage de la chauffe, le décompte du temps de cycle démarre, il est réglé à 2h30 par défaut pour de la lavande
Pendant tout le fonctionnement, une sécurité de surchauffe coupe tout le système si la température du corps de chauffe dépasse 420°C (possible si panne de pompe ou plus d’eau par exemple)
Dès que la durée de cycle est finie, la pompe à eau s’arrête, la chauffe par la résistance continue pour évaporer le fond d’eau qui peut rester dans la chaudière. Cette chauffe de séchage dure soit au maximum 20 minutes, soit elle s’arrête dès que la température vapeur dépasse 130°C (elle se surchauffe quand il n’y a plus d’eau à bouillir).
Exemple ci dessous d’un fichier de log au format .csv, enregistré sur la carte SD par l’Arduino, qui a été ouvert avec LibreOffice :
Ci dessous tracé des données acquises lors d’un essai de mise au point :
Ci dessous, monitoring en temps réel des températures lors des essais de développement. Utilisation pour cela du traceur série de l’IDE Arduino :
La construction du circuit ne montre rien de particulier, il a fallu faire attention à ce que le logement de carte SD dépasse suffisamment d’un coté du circuit pour pouvoir être accessible de l’extérieur, à travers la paroi en plastique du boitier de commande :
Les liaisons ont été réalisées avec du fil à wrapper, noter le meulage des pastilles qui entourent les pins qui sont sous un voltage de 230V, afin d’avoir la distance d’isolement suffisante entre pistes :
Vue finale du boitier, intégrant l’écran LCD, les boutons de commande, le relais statique 16A et le moteur de la pompe à eau :
Façade de commande du boitier :
Ci dessous, vue de la chaudière « remise en état », avec la filerie reconnectée dans une boite de dérivation et la chaudière emballée dans de l’isolant thermique :
Voici quelques illustrations de la reprogrammation de télécommandes à code tournant type KeeLoq (circuit intégré HCS300 et HCS301), je les publie ici car c’est relativement difficile de trouver de la documentation sur la manière de s’y prendre.
Ces télécommandes peuvent s’acheter sur AliExpress pour quelques euros, et si on les reprogramme avec un « manufacturer code » à soi, elles sont correctement sécurisées pour un usage domestique.
Sur internet il est publié que l’algorithme de chiffrage Keeloq standard a été cassé dans les années 2000, néanmoins les méthodes utilisées qui permettent de déchiffrer et récupérer le « manufacturer code » et cloner les télécommandes sont assez poussées . Elles mettent en danger des constructeurs automobiles, ou des fabricants type Somfy etc… qui, s’ils se font cracker une clé et récupérer ce code, voient toute une gamme de leurs produits mis en danger d’avoir des clés facilement recopiables. A mon niveau je doute que ces moyens avancés soient mis en œuvre pour déchiffrer mon « manufacturer code » personnel 🙂 C’est franchement plus simple de me dérober mon trousseau de clés !
Cela se passe sous MPLAB X IDE, avec le plugin Keeloq installable à partir du gestionnaire du plugins, après avoir réglé tous les paramètres souhaités (tout est expliqué dans la datasheet HCS300), il faut exporter un fichier SQTP. On peut choisir le nombre de télécommandes qu’on veut, et le fichier généré comporte une ligne par télécommande.
2nd étape : connecter les circuits intégrés au programmateur
Je dispose de deux modèles de télécommandes, le premier ci dessous acheté chez LEXTRONIC, il dispose de 4 plots de connexion de programmation sur lesquels c’est facile de souder 4 fils et de les connecter au pickit 3 :
Le deuxième modèle de chez Aliexpress, franchement moins cher mais dépourvu de ces connexions. En se repiquant directement sur les pattes du circuit intégré, la programmation ne se faisait pas. La solution a été de dessouder les circuits intégrés des télécommandes, pour les programmer « hors circuit » sur une platine de connexion pour boitiers SOIC avec le pickit 3
L’alternative à la programmation avec un programmateur Pickit est d’utiliser un microcontrôleur spécialement programmé pour cela. On lui fait reproduire les cycles des pattes DATA et CLOCK pour injecter les bonnes données et ça fonctionne. Ci dessous un programme pouvant être utilisé sur PIC16F, il est facilement modifiable pour opérer sur Arduino
Téléchargement : Programme de programmation HCS301 via PIC – main.c
Nota : attention il faut une alimentation externe au circuit pour que ça fonctionne : il faut alimenter en +5V le HCS301 par les pattes VDD et VSS (masse), en plus de les connecter aux pattes VDD et VSS du Pickit, ces dernières ne servent qu’à la détection de tension.
3ème étape : injecter les nouvelles données
La manipe se fait par le logiciel MPLAB IPE, configuré comme ci dessous :
Le fichier SQTP qui est en entrée comporte une ligne par télécommande. Cette ligne comporte tous les paramètres précédées du caractère « : », une fois que la ligne a été utilisée, ce caractère est remplacé par le « ; » et le logiciel IPE ne l’utilise plus, pour ne pas produire deux télécommandes avec les mêmes codes.
Test des télécommandes
Voici l’acquisition des émissions des télécommandes à l’aide d’un analyseur logique et d’un récepteur 433 Mhz. Ci dessous deux trames issues de deux appuis différents de la télécommande visualisés sous pulseview. On voit clairement la partie chiffrée qui est différente entre les deux appuis, ce qui fait que si une trame est capturée par quelqu’un de malveillant, elle ne peut pas être réutilisée une seconde fois, elle est ignorée par le récepteur décodeur Keeloq.
Ci dessous l’extrait de la datasheet qui explicite le contenu de la trame capturée :
Le circuit proposé ici vise à alimenter une alarme sans coupure lors d’une perte de tension 230V, avec une protection de la batterie en cas de décharge profonde.
lorsque le secteur est présent, la ligne d’alimentation 12V secourue est assurée par une alimentation secteur 230V>12V à découpage. La borne + de la batterie est commutée par un relais sur un chargeur électronique du commerce qui la maintient en position « floating »
Lorsque que le secteur est coupé (coupure électrique), la borne + de la batterie est immédiatement déconnectée du chargeur et elle est commutée sur la la ligne d’alimentation 12V secourue. L’absence de coupure de la ligne d’alimentation 12V secourue provient du fait qu’il reste toujours entre 500 ms et 1 seconde de tension 12V au secondaire des alimentations à découpage. Cela maintient la ligne d’alimentation 12V secourue sous tension pendant le temps de commutation du relais (100 ms), ainsi il n’y a pas de coupure.
Lors du retour de la tension secteur 230V, il y a retard de déconnexion de la batterie de la ligne (3 secondes environ), pour laisser le temps à l’alimentation à découpage de démarrer et de se stabiliser à 12V. A ce titre, l’alimentation est protégée des retours de courant de la ligne d’alimentation secourue par une grosse diode schottky. Car en effet elle pourrait recevoir une tension au secondaire supérieure à 12v (jusqu’à 13,8V quand la batterie est bien chargée) et ça perturbe en général le démarrage des alimentations à découpage.
Un ampliop monté en comparateur surveille que la tension de la batterie ne tombe pas en dessous de 10,8V quand la batterie est connectée, si c’est le cas, elle déconnecte l’ensemble et tout s’arrête. Ça permet de protéger la batterie plomb-acide de la décharge profonde.
Cet carte électronique sert à télécommander des volets roulants type VELUX Integra SML qui fonctionnent en 24V, ou tout autre type de volets qui se commandent par inversion de tension.
J’ai finalement conçu ce système après avoir été agacé par le SAV de VELUX, dont la chronologie de l’histoire est ci dessous (passer la lecture, je l’écris juste pour me défouler):
Achat des volets, sur les boites en carton il y a une belle télécommande dessinée, avec clairement suggéré que les volets se commandent avec, c’est exactement ce qu’il me faut 🙂
Lors du déballage, il y a bien les télécommandes et un fil marqué 24V sort des boitiers de volets, j’alimente donc en +24V avec une alimentation que j’ai.
impossible de faire réagir les volets avec les télécommandes fournies, de plus le mode d’emploi est entièrement graphique avec des dessins, donc pas spécialement clair pour mon esprit, je préfère quand les instructions sont limpides et écrites clairement.
Lors de mes échanges avec le SAV, je comprend que les volets ne se commandent pas directement avec la télécommande, mais que celle ci communique avec un boitier d’alimentation/interfaçage que je dois acheter en plus (81€ / boitier en 2022, il m’en faut 3, un par Velux).
Je suis moyen chaud d’acheter ça, il me semble que c’est une pratique commerciale illicite d’obliger à l’achat d’équipements supplémentaires pour que ça fonctionne, alors que rien ne le mentionnait sur les emballages des volets…
J’apprends également que les volet peuvent se commander de manière traditionnelle, c’est à dire +24V sur les fils dans un sens le fait, monter, et +24V dans l’autre sens les fait descendre. Ça c’est bien ! J’apprends aussi que quand on y branche un boitier de commande spécifique VELUX, les volets basculent en mode « fonctionnement propriétaire », le boiter les alimente en +24V simple et les ordres de montée/baisse sont passés en CPL par les fils. Une fois que le volet s’est commuté dans ce mode de fonctionnement, il ne revient pas en arrière, ça c’est moins bien !
Le dernier point est que ces 3 boitiers de commande VELUX ne rentrent pas au niveau taille dans le coffret électrique « pieuvre » de mon étage, du coup la seule possibilité est de les installer au niveau du tableau électrique au sous sol, mais les télécommandes ne porteront pas bien jusque là en bas.
Conclusion : ceci m’a amené à la conception du système objet de cette page qui est beaucoup plus petit et rentre dans ma pieuvre. Les produits VELUX sont de très bonne qualité mécanique mais j’ai l’impression qu’ils sont un peu bandits au niveau de leurs pratiques commerciales.
Nota : J’ai laissé ce avis client, un peu mieux tourné, sur la page produit de LEROY MERLIN où je les ai achetés, il a été modéré 🙂
Principes de conception :
Le principe est basé sur l’utilisation de deux ponts en H type L298N (en rouge sur la photo, qui possèdent chacun 2 voies. Il y a donc 4 sorties.
La carte s’alimente en +24V, et grâce à ces ponts en H, envoie du +24V ou -24V aux volets choisis, pour les faire monter ou descendre.
Ces ponts en H sont commandés par un Arduino Nano, qui est également chargé de décoder les trames reçues par les télécommandes, afin d’exécuter les bons ordres sur les bons volets.
J’ai rajouté un régulateur LM7809 entre l’alim 24V et l’Arduino pour ne pas griller ce dernier
A titre de sureté de fonctionnement :
un Timer coupe l’alimentation au bout de quelques 10aines de secondes, quand le volet est censé avoir terminé de manœuvrer. Ainsi les volets ne restent pas sous tension.
Le Watchdog de l’Arduino est activé, ce qui fait qu’en cas de plantage du microcontrôleur, le système est redémarré automatiquement.
Focus sur les télécommandes radio 433Mhz protocole EV1527
Ces petites télécommandes sont légion sur AliExpress, on les trouve pour quelques euros. Elles sont basées sur le protocole EV1527, et la transmission radio se fait en mode PWM (appelé aussi tribit).
Voici une émission capturée à l’analyseur logique, et visualisée dans PulseView :
Zoom sur une salve, où on peut identifier que c’est le bouton 1 qui a été appuyé (4 bit en partant de la fin) :
Bien sûr ces télécommandes ne sont pas chiffrées donc on peut capturer leur code et pirater le système simplement en faisant une réémission du même code. Mais ce n’est pas critique pour l’application ici, les VELUX étant inatteignables sur le toit.
La réception radio est réalisée par un module récepteur bas de gamme référence HFY-J69B :
Coté Arduino, la gestion est faite par l’excellente librairie RF433ANY, qui possède une version RF433recv.h qui permet de rentrer « en dur » les timings des télécommandes utilisées afin de ne se focaliser que sur la détection de ce type de télécommande. Celle ci permet une détection plus fiable des trames des télécommandes.
Réalisation de cette platine d’expérimentation pour un utilisateur d’Arduino débutant, pour qu’il s’essaye à la programmation et monte sa propre alarme par la suite. Le code est très commenté de ce fait.
Spécifications :
Basée sur Arduino Nano
Fonctionne couplée à une carte à deux relais monostables avec télécommandes 433Mhz qui est déjà existante dans l’installation actuelle
Peut acquérir jusqu’à 9 boucles
Possède 6 sorties
Tout le reste est expliqué dans le code, c’est assez clair
Carte réalisée, entouré en bleu sont deux exemples de câblages, un exemple de pilotage de relais par l’arduino, et un d’acquisition d’une boucle d’alarme 12V avec un filtrage contre les parasites :
Classiquement, tout apiculteur qui achète son extracteur à action manuelle par manivelle finit un jour ou l’autre par chercher à l’électrifier 🙂
Pendant une période, j’ai actionné l’extracteur avec une visseuse, mais ce n’était pas satisfaisant. Voici ci dessous l’électrification qui a été faite de ce matériel.
Principe
Vidéo de présentation :
Le panier de l’extracteur est mis en rotation par un motoréducteur de 24 volts 70 watts, qui tourne à 320 tours/min. Il peut être piloté simplement par une alimentation ajustable, mais je voulais que l’extracteur puisse ête programmable et faire des cycles automatiques avec des rampes de montées en vitesse, etc… Le pilotage du moteur a donc été fait par Modulation de Largeur d’Impulsion (PWM) à l’aide d’un transistor Mosfet de puissance et d’un Arduino Nano.
Coté motorisation
Le moteur est monté sur l’extracteur par une chapelle mécano-soudée sur mesure, et l’arbre de rotation est guidé par un palier à roulement du commerce. Dans l’accouplement, il y a une goupille qui a vocation a servir de fusible en cas de blocage inopiné du panier. Néanmoins je pense que le moteur n’aurait pas assez de couple pour rompre la goupille, et il calerait simplement.
Le motoréducteur a coûté 70€, le palier 12€ et l’alimentation 8€ sur AliExpress. Les autres composants électroniques sont de la récupération, néanmoins en neuf il y en aurait pour quelques euros.
La carte de commande a été montée sur une plaque à pastille :
coté face
Coté pile
Dans le boîtier d’intégration, on distingue l’alimentation 24V 4A qui alimente le tout. Le boîtier est en bois car c’est de la récup d’un autre projet avorté, et à l’époque je les faisais comme ça, ils ont un vrai look d’amateur 🙂
Alim 24V 4A
Envers de la façade du boiter, derrière le panneau de commandeVue arrière du boîtier de commandeVue avant du boîtier de commande
Particularités et difficultés
Toute la conception électronique est assez classique avec des leds, des boutons montés sur des entrées Pullup et des potentiomètres lus par la fonction DigitalRead().
Ce qui a été nouveau pour moi sur cette réalisation est le pilotage d’un transistor MOSFET pour le hachage de la tension d’alimentation du moteur. Le driver de Mosfet est de type push-pull, inspiré de ce qui est exposé dans la vidéo ci dessous de l’excellent Philippe Demerliac :
Voici le montage que j’ai réalisé avec les valeurs des composants :
On remarque qu’il y a un transistor supplémentaire (le Q5) par rapport aux schémas-exemples sur ce sujet, c’est simplement pour inverser la sortie de l’Arduino. En effet l’Arduino démarre avec la pin assignée au PWM à l’état LOW, ce qui aurait mis sous 24V directement le moteur, avec un démarrage immédiat plein pot de celui ci à la mise sous tension du système. Ce transistor d’inversion Q5 permet que le MOSFET soit bloqué quand la pin PWM de l’arduino est à LOW, notamment dans sa phase d’initialisation à sa mise sous tension.
La fréquence du PWM est retenue à 32 Khz, ce qui la place au dessus des fréquences audibles et permet de ne pas avoir à entendre un sifflement venant des bobinages du moteur. Dans le code, les paramètres des TIMER1 et TIMER2 pour le PWM sont déterminés par accès direct aux registres du microcontrôleur et non pas en utilisant des bibliothèques plugin de l’IDE Arduino. Cette deuxième méthode est plus simple et plus claire dans le code, mais je découvre petit à petit l’Arduino, j’ai plutôt un passé sur microcontrôleurs PIC qui se programment comme ça.
Le problème de mise au point principal que j’ai rencontré a été une entrée en résonance du MOSFET sur son retour en position bloqué, sur certaines alternances. Ce phénomène est dû à la charge inductive constituée par le moteur. Celui ci émettait beaucoup de bruit de grésillement et le phénomène était bien visible à l’oscilloscope, les créneaux sont censés être bien carrés :
Résonance visible sur le front bas (zéro volt) des 24 V hachés appliqués au moteur
La documentation que j’ai trouvée sur ce phénomène indiquait de monter la valeur de la résistance R12 du schéma, de façon à ce que les créneaux de tension appliqués à la gate du MOSFET soient moins abrupts, avec la contrepartie que celui ci chauffe plus car il passe plus de temps dans cette zone transitoire où il est résistif. Le compromis a abouti à une valeur de 1000 ohms, qui montre encore un peu d’oscillations parasites sur les transitions, mais que j’ai toléré parce que ça marche correctement et que le MOSFET est à peine tiède à pleine charge.
Phénomène corrigé et résultat acceptable
Vue du courant circulant dans le moteur par mesure aux bornes d’une résistance shunt, conforme à l’attendu d’une tension en créneaux appliquée à un bobinage :
Coté programmation, on peut observer dans le code qu’il y a la possibilité d’activer une télémétrie de fonctionnement par la liaison série. Celui ci a permis de régler les valeurs des constantes et des talons électroniques de protection de l’extracteur (accélération max du panier, freinage max…) pendant le développement.
Améliorations si c’était à refaire
J’aurais probablement gagné du temps en mettant un afficheur LCD, mais les simples LEDS sont plus lowtech, et vont bien avec le design vintage de l’ensemble 🙂
J’ai vu ensuite qu’il se vend des drivers de moteur à courant continu tout fait sur aliexpress, type L298N, ça m’aurais évité d’en mettre au point un avec des composants de récup, j’aurais gagné du temps là aussi.
L’ouverture de l’ampli a été laborieux, il y a énormément de vis, et la conception générale est assez moyenne, avec des pattes qui ont l’air d’avoir été rajoutées en supplément pour tenir des éléments à l’intérieur.
1ere observation, c’est un ampli de classe D (à découpage), c’est la première fois que j’en répare un. La carte d’amplification est d’une taille ridicule parmi l’ensemble des composants. Le radiateur est petit ce qui est conforme avec cette technologie d’ampli qui a l’avantage de peu chauffer.
Carte d’alimentation d’origine
La carte d’alimentation présente plusieurs condensateurs gonflés, avec un très mauvais ESR, ils ont été remplacés. Malgré quelques tests, l’alim n’a pas voulu redémarrer, il est probable que les circuits de régulation à découpage aient grillés.
On remarque que cette alimentation est sous tension 100% du temps, je n’ai pas observé de petite alim de standby qui est capable de démarrer avec un relais tout l’ensemble. Ce mode de fonctionnement peut expliquer pourquoi l’alimentation a rendu l’âme après quelques années de fonctionnement.
Test de l’étage audio de l’ampli
Toutes les tensions fournies par l’alim d’origine :
+ / – 35 Vdc
+ / – 15 Vdc
+ 5 Vdc
Ont été recréées avec une panoplie d’alims de récup, cela a permis de vérifier le fonctionnement de l’aval de la circuiterie de l’équipement.
Cela a permis également de vérifier la consommation pour chaque tension.
Test concluant
Reconfection de l’alimentation avec des modules séparés
Les tensions citées plus haut fournies par l’alimentation d’origine ont été recréées avec des modules individuels, capables de fournir les courants mentionnés dans la spec de l’ampli. Le + / – 35V mentionné dans ce document a été transformé en + /- 36V, sans que ça ne dysfonctionne. Car des modules de 35 V sont introuvables dans le commerce.
Tous les modules d’alimentation individuels ont été testés 24h sur banc de charge à 100% de leur capacité, ce qui n’est pas un luxe pour du matériel AliExpress. D’ailleurs sur une des alims 36V, cela a permis de détecter que l’une des deux émettait un sifflement audible, car un condensateurs de découplage avait été oublié sur la carte (!).
Installation de 2 x alims 36v 4A
Sur la partie + / – 15 Vdc, j’avais 2h à tuer alors je me suis fait plaisir en réalisant l’alim avec des composants de récupération à dispo, c’est une alimentation linéaire symétrique de 350 mA, avec un excellent filtrage jusqu’à cette charge.
Alim +-15v 350mADétail alim + / – 15 V
Alimentation de 5 Vdc pour les afficheurs etc…
Alim 5v 2,5A
Un rail de filtrage comprenant une capacité de condensateurs colossale était présent sur la carte d’alimentation d’origine, elle a été conservée en la découpant à la Dremel de l’ancienne carte et en la réimplantant dans l’ampli. Elle offre une réserve d’énergie appréciable pour la carte d’ampli audio classe D qui est directement en aval.
Rail filtrage récupéré carte alim grillée
Par chance et avec un peu de patience, tout le matériel de substitution qui remplace l’alim d’origine rentre dans le boîtier de l’ampli :
Un fois le montage terminé, l’ampli subit un dernier test avec le son à fond pendant une après midi, concluant :
Test d’endurance validé !
Améliorations si c’était à refaire
Il se trouve que le bouton de volume est rétroéclairé sur cet ampli, et qu’il est alimenté à l’origine par le 5V qui se coupe quand on met l’ampli en standby. Avec la réparation effectuée, ce bouton rétroéclairé reste allumé en permanence car le 5V est fourni en permanence avec le nouveau montage. Je n’avais pas le courage de redémonter pour résoudre cet aspect. J’aurais pu débrancher le rétroéclairage du bouton mais ça n’aurait pas été très élégant.
Ça a été résolu en conseillant à l’utilisateur d’utiliser une multiprise avec interrupteur pour couper complètement le courant de la chaîne lorsqu’elle n’est pas utilisée, ce qui est toujours une bonne chose de toutes façons pour faire durer les appareils électroniques.
Coût
Les alimentations achetées, 2 x 36Vdc 4A et 1 x 5Vdc 2,5A sont revenues en tout à 27 €, le reste est de la récup’ et de la patience.
Pour réaliser le suivi de consommation d’énergie de ma maison, il m’a fallu à un moment un système capable de logger la date et l’heure d’événements tels que des fermetures de contacts, des relais, etc… Cela entre dans la réalisation des courbes de consommations annuelles visibles ici.
A ce moment, je n’avais sous la main qu’un vieux laptop Toshiba 480 CDX, Pentium 233mhz, 32mo de ram (!). Il fonctionne sous un vieux Linux Debian en ligne de commande, et il me sert principalement comme console série quand j’en ai besoin.
J’ai utilisé certaines pins « entrée » du port parallèle, 4 sont disponibles avec un état pullup à 5 V :
Le programme scrute l’état des 4 entrées toutes les secondes, et il inscrit une ligne supplémentaire dans le fichier record.log dès qu’une des 4 entrées change d’état sous la forme :
Installation sur une résistance de chaudière électrique :
Pour lutter contre les frelons asiatiques, j’ai fabriqué cette harpe électrique. Elle a fonctionné deux ans, mais je l’ai finalement retirée car le résultat n’était pas très probant. De plus j’étais inquiet de ce système électrique qui peut créer des arcs, livré à lui même dans une clairière qui peut prendre feu en été.
Partie harpe :
La partie Harpe est faite en tubes PVC diam 32 mm, j’en avais fait une précédente version en tubes IRL (pour passer les fils électriques) diam. 20 mm, mais ils étaient trop souples. Les pôles + et – sont constitués de tubes en cuivre. Les fils sont en inox pour filer les cadres de ruche. L’isolation alternative des fils pairs et impairs est faite par attachement d’une extrémité d’un fil inox à l’aide d’un collier Colson isolant à l’un ou l’autre des tubes en cuivre. L’espacement entre les fils est de 25 mm comme les autres harpes de ce type, le tensionnement des fils est fait à la roulette zig-zag pour les cadres de ruches.
J’avais mis un bac de récupération de frelons en dessous, rempli d’eau avec un film d’huile végétale en surface pour éviter l’évaporation. Sur la photo ci dessus, on voit quelques frelons grillés après une journée d’installation.
La plupart des explications nécessaires figurent sur le schéma. Le point principal de la conception est l’utilisation d’une bobine d’allumage de voiture (Peugeot 106) que j’avais sous la main. Un NE555 pilote un transistor PNP monté en darlington avec un second haute tension NPN récupéré dans une télé (cathodique) et envoie des pulses à 10 Hz en 12V de durée 1ms aux bornes du primaire de la bobine. Cette durée de 1ms a été définie expérimentalement à l’oscilloscope pour charger à 80% la bobine que j’avais (temps de Dwell). Il y a une résistance d’entrée sur l’alimentation pour ne pas que la génération de la pulse tire trop de courant dans l’alimentation. En effet ce système est alimenté par un petit panneau solaire 12V 5W, et les panneau solaires n’aiment pas trop être mis en quasi court circuit comme cela. Un gros condensation de 6000µF sert donc de réserve d’énergie. Comme il n’y a pas de batterie, le système ne fonctionne que pendant la journée, mais il n’y a pas de frelons la nuit autour des ruches 🙂
Vue du circuit sur plaque à pastillesSystème intégré dans un boîtier étanche, avec la bobine haute tension
L’appareil a été pris en charge avec une voie en panne. L’avantage des amplis stéréos est qu’il est constitué de deux amplis identiques à l’intérieur. On peut donc facilement injecter un signal en entrée, et pister sa forme sur les circuits de chacune des voies, jusqu’à arriver à l’endroit où c’est en panne.
Sur cet ampli, c’était un condensateur sur une carte de préamplification qui était en court circuit.
J’ai également remplacé les 4 gros condensateurs de filtrage de l’alimentation qui commençaient à gonfler, bombe contact partout et re-réglage des courants de repos de l’étage de puissance. L’ébénisterie a été reponcée et cirée, il a été rendu comme neuf !
Cet ampli, fabriqué en 1972, est entièrement réalisé en composants discrets, sans circuits intégrés, sur des bonnes enceintes le sont est excellent, rien à envier à du matériel récent, à part le poids 🙂
Façade de l’ampliInjection d’un signal et traçage dans les étages d’amplificationIsolement et test en particulier des cartes de pré-amplification car c’est là que le traçage gauche/droite a divergéCartes de pré-amplification dont l’une est fautive, à cause du condensateur rectangulaire rouge tout en bas à droite sur l’une d’elleVue des 4 condensateurs de filtrage d’alimentation, qui ont été remplacés par précaution
Cet ampli de marque Bang et Olusfsen de 1976 a été récupéré aux encombrants (!). Tous les potentiomètres craquaient et une entrée ligne avait un son très distordu coté droit. Le bouton marche était cassé, de plus la fréquence du tuner était un peu désalignée par rapport à la réglette.
A l’ouverture, il est magnifique ! Entièrement réalisé en composants discrets, y compris le tuner FM stéréo. En cadeau, une enveloppe collée sous l’ébénisterie qui contient les plans que j’ai scannés et mis au lien ci dessous. A cette époque cette marque avait vraiment envisagé que ce soit un matériel qui dure et qui soit réparable.
Une fois passé l’émerveillement, en fin de compte la marque Bang et Olufsen, bien qu’irréprochable au niveau qualité audio, était surtout connue à cette époque pour son design avant-gardiste. Sur cet ampli, ils se sont distingués en proposant un appareil ultracompact pour ses 250W de puissance de sortie, qui s’avère du coup être infernal à démonter !
Il s’ouvre par le dessous, et on voit immédiatement l’absence de place.
Voici la vue de dessus une fois l’ébénisterie enlevée. A l’époque ils ont probablement voulu garantir une excellente fiabilité en utilisant zéro connecteurs, toute la filerie est soudée de bout en bout, encore un écueil pour le démontage !
Sur la photo ci dessus, on voit une partie des anciens condensateurs orange, et les 3 gros condensateurs blancs (1 pour le filtrage de l’alim, et deux pour la liaison aux enceintes). Ils ont tous été remplacés.
Vue des condensateurs neufs à la place des oranges
Ci dessous vue de la carte de régulation +15 V, avec le transistor de régulation que j’ai grillé en faisant une fausse manipe :-/
Transistor remplacé par un aux performances équivalentes que j’avais sous la main
Gros condensateurs neufs installés à la place des anciens:
Les potentiomètres ont été passés à la bombe KF Contact, avec un résultat très amélioré, sans être totalement parfait. Des potentiomètres de remplacement à ce format là sont évidemment introuvables, donc il faudra s’en contenter.
L’entrée auxiliaire line-in était défaillante coté droit à cause du 1er transistor de pré-amplification qui avait une réponse erratique, c’est la première fois que je vois ça, je pensais que les transistors était plutôt 100% fonctionnels ou alors grillés. Je sais maintenant qu’ils peuvent dériver sérieusement de leur spec d’origine sans être grillés.
Le tuner a été réaligné au wobulateur, mais je n’ai pas poussé le perfectionnement à recaler la plage de fréquence jusqu’à 108 Mhz. En effet ce vieux tuner FM a été construit à l’époque ou la bande allait de 88 à 104 Mhz, il manque donc un bout de 104 à 108 Mhz avec quelques bonnes stations qui émettent sur ces fréquences en région parisienne ! Ça m’aurait demandé un peu plus de temps et de compétences, et il aurait fallu que je trouve le moyen de refabriquer une réglette 88-108 Mhz qui ne défigure pas la façade de l’appareil.
Voici une alarme conçue autour d’un microcontrôleur PIC 18F4580 et d’un réseau CAN. Elle n’a jamais été mise en service faute de temps pour terminer le projet et d’obsolescence. Les enseignements tirés sont expliqués à la fin de cet article. Les sous ensembles et les choix techniques sont expliqués ci dessous.
Vue générale de la réalisation, la carte est au format A4 :
Ensemble microcontrôleur
Le PIC 18F4585 a été choisi pour son nombre d’entrées sorties et sa capacité mémoire. Il est cadencé à 40 Mhz. Sur la photo ci dessous on voit en bas à gauche le condensateur ajustable qui permet de régler finement le quartz « horloger » de 32 768 hz qui sert au PIC a décompter l’heure.
Ci dessous l’interface SPI du PIC avec la carte SD, l’ensemble sert à faire l’interface entre les 5V du PIC, qui sont ramenés à 3,3v par 3 ponts diviseurs sur les entrées SCK SDO et SEL_SD. La sortie SDI de la carte SD est reliée directement au PIC, étant donné que les +3.3V que cette sortie fournit sont suffisants pour trigger l’entrée du PIC, dont la bascule est autour de 2,5V.
Sous ensemble monitoring d’alimentation
Cette alarme est alimentée par deux alimentations 19V 4A. L’objectif est d’avoir une redondance si l’une d’elle grille et s’arrête spontanément. étant donné qu’elles sont raccordées en parallèle, cet arrêt d’une des alims serait invisible vu de l’alarme qui continuerait à être alimentée sans coupure.
Afin de monitorer la consommation de l’ensemble, les résistances R38 et R39 forment un shunt sur lequel est monté un ampli opérationnel câblé en ampli différentiel. Sa sortie est calibrée entre 0 et 5V proportionnels aux 0 à 4A d’alimentation. Une entrée analogique du PIC sert à surveiller cette donnée.
Pour détecter une faiblesse ou une interruption d’une des alimentations, le courant délivré par celles ci est surveillé individuellement. Pour cela les résistances R59 et R60 sont montées en shunt, avec le même schéma d’ampli différentiel branché sur deux entrées analogiques du PIC.
Ce système permet de monitorer la chaine d’alimentation, et de logger et de prévenir s’il y a une défaillance matérielle.
Ce système de double alimentation est également secouru par une batterie plomb-acide de 12V. La connexion de la batterie au système en cas de coupure secteur est assurée par le relais RLY1. En cas de coupure secteur, ce relais est alimenté et fait la jonction de la batterie. Il peut également être piloté par le PIC pour faire des essais de décharge, ou manuellement par le bouton BUT1.
Les essais en réel, sous une charge de 4A, montrent que dès la détection de perte secteur, la mise en liaison de la batterie par le relais se fait en moins de 250 mS. Ces 250 mS sont comblés par le reste d’énergie présent dans les condensateurs des alimentations. Ainsi le système d’alarme ne subit aucune coupure de basculement lors d’une perte secteur, même sous charge maximale de 4A.
Sous ensemble chargeur de batterie plomb-acide
Par rapport au système d’alimentation et de secours par une batterie plomb-acide 12V décrit ci dessus, en fonctionnement normal, alimenté par le secteur, la batterie est maintenue en charge.
Cette fonction de charge et maintien en charge est assurée par un circuit analogique dédié, le UC3906. Il a la capacité de maintenir la batterie en « floating » à 13,8V, et ainsi éviter sa dégradation dans le temps. Les schémas ci dessous montrent le câblage de ce composant et l’ensemble des résistances nécessaires pour l’ajustement des tensions et intensités de charge.
Sous ensemble coupure volontaire secteur
L’intégration de cette fonction a été décidée pour avoir la possibilité de faire des tests de décharge batterie automatique. Le système à la capacité de couper le secteur fourni aux deux alimentations, de suivre la tension batterie et l’intensité d’alimentation, afin d’en déduire l’énergie fournie totale lorsqu’elle atteint le seuil minimal de 10,8V. Une fois à ce seuil, l’alimentation est rétablie, et la batterie est rebasculée vers le chargeur qui la remet en charge. L’idée était de faire par exemple un essai de ce type tous les ans, afin de suivre la dégradation de la batterie et avertir de la nécessité de son remplacement.
Cette fonction est assurée par l’usage d’un optotriac piloté par le PIC, qui active un triac, qui alimente les alimentations 19V. Le transformateur TR1 sert à la détection de présence secteur.
Sous ensemble réseau CAN
L’alarme devait être reliée à diverse cartes filles via un bus CAN, qui elles auraient comporté les entrées de détection (détecteurs de mouvements, contacts des portes, etc…). Ceci aurait permis de monitorer plusieurs dizaines d’entrées, sans avoir des liasses de fileries à gérer, simplement deux fils de bus CAN, et deux fils d’alimentation 12V.
Cette liaison CAN utilise le module présent intrinsèquement dans le PIC 18F4585, et le driver le ligne CAN est un MCP2551.
Sous ensemble interface modules additionnels
Ce sous ensemble vise à étendre le bus SPI sur des cartes filles:
Une servant pour le GSM, piloté grâce à des commandes AT envoyées par le PIC. L’objectif était d’envoyer des SMS d’alarme, indépendamment du réseau téléphonique filaire.
Une servant pour un modem RTC, afin de passer des appels téléphoniques par le téléphone filaire de la box internet et de diffuser des messages vocaux d’alerte.
Une servant pour connecter une étendeur de ports MCP23S18
Une enfin servant de carte de puissance pour activer les signaux d’alarme (sirène, flashs lumineux…)
Sous ensemble clavier-écran
Classiques et nécessaires pour paramétrer l’alarme. A noter que le clavier donne sur une unique entrée analogique du PIC. C’est la combinaison des résistances grâce aux touches qui permet de savoir quelle touche est appuyée, en fonction de la tension mesurée par le PIC.
Enseignements tirés de cette réalisation
Les enseignements tirés de cette réalisation jamais mise en service sont nombreux. Moins sur l’aspect électronique que sur l’aspect cahier des charges, modularité et gestion de projet.
Déjà, quand on regarde cette réalisation, on se rend compte que j’ai quasiment recréé un raspberry PI, qui aurait pu faire l’affaire en direct si je m’étais renseigné et découvert son existence 🙂
De plus, certaines fonctions auraient dû être développées dans un seconde temps, après la mise en service de la partie principale de l’alarme. C’est le cas par exemple du principe d’essais de décharge batterie. De même, certaines fonctions sont « trop riches » et n’étaient pas nécessaires sur un prototype, par exemple le monitoring individuel des alimentations.
Au niveau modularité, l’intégration sur la même carte d’un système de chargeur de batterie était une mauvaise idée. Ça aurait été plus simple d’externaliser cette fonction en dehors de la carte principale, et d’ailleurs la réalisation sur un UC3906 a été une perte de temps. Utiliser directement un chargeur du commerce à 15€ aurait fait gagner du temps.
Fabrication d’une insoleuse à UV pour la réalisation de circuit imprimés. Elle est faite à partir d’un scanner qui ne fonctionnait plus.
Les tubes à UV ont été achetés, ils sont allumés par des ballast électroniques récupérés dans des lampes fluocompactes, la plupart du temps dans ces lampes c’est le serpentin qui grille ou est cassé, et l’électronique fonctionne encore, un relais met sous tension tous ces tubes en même temps.
La carte de contrôle est basée sur un microcontrôleur PIC 16F874A au format SOIC. L’afficheur à segments a été récupéré sur un magnétoscope, les boutons du scanner ont été réutilisés pour le nouvel usage.
A la mise sous tension, on règle le temps d’insolation par les boutons +/-, et on appuie sur OK pour démarrer le cycle. La dernière durée d’insolation utilisée reste mémorisée dans l’EEPROM du PIC.
Schéma de cablageImplantation des composantsTyponMontage sur platine de testBallasts électroniques de récup pour allumer les tubes UVCircuit imprimé gravé et percéCarte de commande Vue complète sans le capot ni la vitre, avec boutons, leds et afficheur
J’ai réalisé cette télécommande pour pouvoir allumer ma télévision et la Freebox à une heure donnée, et faire zapper sur la chaine n°15 pour me réveiller avec BFM TV. Après 2 ans comme ça j’ai finalement arrêté de regarder cette chaine, pour raisons de santé mentale 🙂 .
Le fonctionnement est assez simple, avec les points principaux ci dessous :
L’architecture est basée sur un PIC 16F684, qui permet de générer une interruption toutes les secondes grâce à un oscillateur externe à 32768 hz qui fait incrémenter le TIMER1. Pendant le temps où le compteur s’incrémente, le PIC peut être passé en mode SLEEP et consommer très peu de courant, il est réveillé toutes les secondes par l’interruption.
L’envoi des commandes au téléviseur et à la Freebox se fait par une led infrarouge (j’en ai mis deux par la suite pour avoir une meilleure portée). Le PIC reproduit les protocoles infrarouge SONY (SIRSC), Phillips (RC5), et les touches de la Freebox que j’ai dû enregistrer à l’analyseur logique.
Le PIC génère également la porteuse Infrarouge à 36 Khz en plus des trames d’émissions des protocoles ci dessus, pour ne pas avoir d’oscillateur externe 36khz en plus, type NE555.
Il y a une interface pour régler l’heure, la chaine désirée et le protocole d’émission infrarouge nécessaire
Pour le fun, j’ai fait le nécessaire pour créer des caractères spéciaux avec l’afficheur LCD, pour montrer une silhouette de télé et des ondes, celles ci indiquent quand le réveil est armé et enverra les commandes infrarouges dès que ce sera l’heure de la « sonnerie »
Le bouton « lumière » active le rétroéclairage de l’écran, pour lire l’heure dans la nuit.
Améliorations si c’était à refaire :
Je le ferai branché sur le secteur, car ça consomme une pile 9V tous les ans, ce qui n’est pas très économique
L’heure a une dérive de 15 min par an à peu près, car le quartz de 32768 hz n’est pas idéalement précis. Il faudrait programmer un système d’étalonnage software, ou alors utiliser une horloge RTC i2c type DS3231 qui sont étalonnées et corrigées en T°C.
Pour aider mon club de tir à l’arc dans l’organisation des compétitions de tir à l’arc, j’ai proposé de réaliser un système de feux de tir à l’arc, afin de cadencer les compétitions d’une manière semi automatisée. L’événement se déroule généralement sur un stade de foot sur lequel les cibles sont alignées. Si on met un feu tricolore de tir à chaque angle, à coté des cibles, ça permet à l’arbitre de gérer la compétition facilement, plutôt qu’avec un sifflet.
Nota : le projet a été poussé jusqu’à l’avancement visible sur cet article, mais n’a jamais été déployé en vrai. C’est toute la partie « ébénisterie » de construction des feux qui n’a pas été réalisée, malgré que la partie électronique fonctionnait « à peu près ».
Principe de conception :
Le système est composé d’un pupitre central, qui communique avec deux feux de signalisation par radio 869 Mhz. Les modules utilisés sont des RADIOMETRIX TX3H et RX3A. L’étude a montré que le coût du système sans fil est bien moindre que l’achat de 200 mètres de câbles multifils permettant d’allumer les segments individuels des afficheurs 7 segments dans les feux.
La transmission radio se fait par codage Manchester, la puissance d’émission de 500mW a été jugée suffisamment fiable et sans trop de risque de parasite pour que les récepteurs affichent en direct ce que l’émetteur transmet, en ce sens les récepteurs ne sont pas autonomes en cas de perte de l’émetteur, ils se figent dès que le flux radio est coupé.
Le pupitre ainsi que les récepteurs sont basés sur des microcontrôleurs PIC16F870 au format SOIC.
Le pupitre émetteur est constitué de gros boutons et voyants « télémécanique » de récupération, avec un afficheur 7 segments pour la durée de tir
Les récepteurs commandent les feux tricolores, le klaxon de cadencement des tireurs, et l’afficheur 7 segments qui décompte le temps restant pour le tir. Tous ces affichages se font en allumant des ampoules 230V à filament, via des opto triacs et des triacs.
Raisons de l’abandon du projet
La première raison est que le projet est un de mes premiers, et que je ne suis pas assez expérimenté en électronique pour faire fonctionner le système de manière robuste. Par exemple les cartes comportent des grosses erreurs de conception, sur lesquelles des pistes transportent du 230V sans aucun respect des distances d’isolement par rapport au plan de masse ou des autres composants. En cela il ne faut surtout pas s’en servir comme modèle 🙂 Autre exemple est l’absence d’autonomie des récepteurs en cas de perte du flux radio, ce n’est pas très sécurisant.
En imaginant l’usage, on se rend compte que ça fonctionne en 230V, sur un stade de foot où il n’y a pas forcément d’alimentation électrique. En plus l’ensemble d’ampoules à incandescence consomme énormément et est plutôt fragile. Et juste après, ces ampoules ont été remplacées par des fluocompactes dans les magasins, donc a l’avenir il n’y aura possiblement plus de lampes de rechange disponibles.
Le pupitre de commande est statique et immobilise une personne sous une tente de directeur de tir, le plus simple aurait été que ce soit une télécommande transportable par le chef des arbitres.
Ce système a été développé quasi en même temps qu’un système « professionnel », le Chronotir (voir ici c’est un très bon équipement bien plus réfléchi que celui de cette page). Les systèmes Chronotir ont été achetés au niveau des départements, et c’est devenu inutile pour un club d’avoir son propre système, puisque le département pouvait prêter les Chronotir aux clubs qui en avaient besoin.
