ENREGISTREUR DE TEMPERATURE Jean-Pierre MANDON 2005 www.pictec.org Cet enregistreur de température a été réalisé dans le cadre de la construction d'un chauffe eau solaire. Il me permet d'enregistrer les températures d'entrée et de sortie capteur et, par intégration, de calculer la puissance récupérée sur le capteur le débit actuel étant constant. La version actuelle 1.0.0 ne gère que deux sondes bien que le circuit soit dessiné pour 4 sondes, une évolution est prévue pour la gestion des 4 sondes et l'asservissement du débit de la pompe au delta de température enregistré sur les sondes. Les 4 sondes permettront de tracer les mesures suivantes: température air extérieure, température eau entrée capteur, température eau sortie capteur, température air dans le capteur. L'enregistreur est composé de: une platine l'électronique à placer dans un boîtier étanche, un programme sur PC réalisé avec delphi 4 pour l'enregistrement. Les fichiers produits par le programme sont des fichiers texte avec séparateur du type CSV. Ils peuvent être récupérés avec n'importe quel tableur pour tracer des courbes. Principe Le principe retenu est celui d'utiliser des sondes électroniques de type DS1820 de DALLAS. Ces sondes sont des sondes numériques dialoguant en protocole IBUTTON et permettant de mesurer des températures comprises entre -127 et +127 degrés avec une précision de ½ degré sans utiliser l'algorithme de correction. Les sondes sont pilotées par un processeur PIC16F88 qui assure également le dialogue avec le PC avec un échantillonnage toutes les deux secondes. L'échantillonnage pour l'enregistrement quand à lui est fixé dans le PC et réglable par pas de 1 minute. Compte tenu de du faible débit utilisé pour les tests, de l'inertie de la sonde et des phénomènes analysés il semble que ces périodes soient suffisantes. Le programme sur PC assure le dialogue avec la carte de mesure et la sauvegarde des données dans un fichier au format texte permettant d'exploiter les données avec n'importe quel tableur. L'ensemble du montage peut être réalisé pour environ 40 (version avec deux sondes). Je commande les sondes aux US (les prix sont bien plus bas). Si vous êtes intéressés par un achat groupé, me contacter. Un peu d'électronique Les sondes dallas DS1820 se présentent sous la forme d'un boîtier TO92. Elles nécessitent le câblage de 3 fils, +Vdd, Masse ou GND et DQ qui est la ligne data.
Le protocole de communication avec la sonde est spécifique à DALLAS et il a été implémenté dans le 16F88 pour assurer le dialogue. Notre sonde a été intégrée dans un morceau de gaine thermo ré tractable et munie d'un bout de câble plat d'environ 2 mètres. Le 16F88 assure le dialogue avec la sonde et fonctionne à une fréquence d'horloge de 8 Mhz. Ce processeur disposant d'un oscillateur interne, il n'est donc nul besoin d'un quartz. Le programme a été écrit en langage C avec CC5X, le fichier HEX est disponible sur www.pictec.org. Pour programmer le 16F88, vous aurez besoin d'un programmateur de PIC. Je ne saurai trop vous conseiller mon programmateur JDM!! Les entrées de données des sondes sont équipées sur le circuit imprimé de résistances de pull up de 4,7 k comme indiqué dans la documentation constructeur. En dehors de ces résistances, le circuit imprimé ne comporte que peu de composants passifs à l'exception des condensateurs du MAX232. Ce dernier assure la conversion des signaux pour adapter les niveaux de la sortie du 16F88 et les amener aux niveaux de tension nécessaires à une liaison RS232. Il y a peu à dire sur l'électronique, tout est dans le programme!! Le montage pourra être alimenté par n'importe quel bloc secteur de récupération fournissant au moins 9 Volts avec une intensité de 500 ma. La carte est équipée d'un régulateur 5 Volts. Le circuit imprimé Le circuit imprimé a été réalisé avec PROTEUS. Après avoir insolé et révélé le circuit, on percera l'ensemble avec un forêt de 0,8 mm sauf les trous des borniers et du régulateur qui
seront percés à 0,9 mm ou à 1 mm. Le 16F88 sera monté sur support tulipe pour permettre le montage du condensateur de découplage situé sous le 16F88. Un câble à bout de fils avec une fiche DB9 femelle permettra de raccorder le montage au PC. Veillez à choisir les valeurs des condensateurs situés autour du MAX232 en fonction du circuit que vous allez installer, en effet, suivants les constructeurs ces valeurs ne sont pas toujours les mêmes, reportez vous à la documentation constructeur. Le programme Le programme est on ne peut plus simple. Après l'avoir décompressé, installer le dans le dossier dans lequel vous voulez travailler. Le fichier de données sera sauvegardé au même endroit. Ce fichier porte le nom du jour et de l'heure ou les données ont commencé à être enregistrées.
Ne vous affolez pas, lorsque j'ai créé ce document le montage n'était pas branché ce qui explique que les sondes sont en erreur!! et soyez indulgents, il s'agit de la version 1.0.0... Le seul paramétrage possible sur le programme est la cadence de récupération des valeurs. Mais je suis bien sur à l'écoute de toutes les suggestions. Voici un aperçu d'un fichier d'enregistrement: Ce fichier pourra être facilement exploité avec Excel, les séparateurs sont des point virgule. Le montage mécanique Le montage a été placé dans une boite plexo de marque SAREL référence 02500. Cette boite 100x100x50 est idéale pour y placer le circuit imprimé et est équipée de 6 sorties type PRESSNIL (caoutchouc) que l'on découpera au cutter pour conserver la meilleure étanchéité possible. Les sondes plongeant dans l'eau ont été équipées de 'doigt de gant' maison constitué d'un bout de tube cuivre 10x12 pincé et étamé d'un coté et siliconé de l'autre coté. Le coté pincé a été équipé d'un raccord rapide et monté sur un T en sortie du capteur. Ce principe permet de régler la plongée du tube dans la conduite de sortie et ainsi, d'avoir une sonde bien irriguée. On veillera à ce que la tête de la sonde dallas soit bien en contact avec le tube de cuivre afin d'avoir une meilleure transmission de la température du fluide. Ne pas hesiter à rajouter un peu de graisse thermo conductrice du type de celle utilisée pour les radiateurs de transistors.
Le câble de laison RS232 vers le PC sera constitué de 3 fils avec une DB9 femelle. Le raccordement est le suivant: RX de la platine sur la broche 3 de la DB9, TX de la platine sur la broche 2 de la DB9, Masse de la platine sur la broche 5 de la DB9. Evolution, A suivre Ce montage réalisé 'en vitesse' pour faire des mesures sur mon capteur et trouver le meilleur compromis est appelé à évoluer. En vrac voici les quelques idées que j'ai: pilotage de la vitesse de la pompe du circuit primaire en fonction de la différence de température entrée/sortie capteur et de la température extèrieure, Pilotage d'un vanne 3 voies pour orienter le circuit primaire vers mon circuit de chauffage central lorsque le ballon ECS a atteint la consigne de température, Pilotage d'une vanne de décharge en été lorsque la température monte trop dans les capteurs, Pilotage de la vitesse d'une ventilateur et de l'ouverture de volets pour réaliser un système de free-cooling en été.