PROJET de DOMOTIQUE


"LES CAPTEURS"

 

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INTRODUCTION

Il manquait au projet DOMOTIQUE un chapitre analogique. Sur la carte CPU du 68HC11F1 est prévu un connecteur analogique (J8) pour la connexion de capteurs. Ce connecteur est directement en liaison avec le port E du 68HC11F1. Le programme contenu en EEPROM est prévu de base pour la lecture de ce port à la condition que les straps d'adresses des entrées programment l'adresse à une valeur supérieure à 7. A ce moment, dans la trame de communication on retrouvera les 8 mots du port E variants entre 0-255 points correspondant à une tension de 0-5V.

Les capteurs présentés ci-dessous font appel à des composants classiques et permettent des mesures de :

                 - Températures, lumière, Humidité, courant ~ ou =, de débit, de pression, fumée, gaz ....

 

 

LES CAPTEURS


ADAPTATEUR ANALOGIQUE


L'adaptateur analogique permet l'interface entre le port analogique du 68HC11F1 et les capteurs qui lui seront connectés. Il permet aussi d'assurer la protection des voies analogiques et une distribution des tensions. Cette carte est compacte et pourra se loger facilement.

Voici un descriptif des différentes parties :

  • A gauche le connecteur analogique vers le 68HC11F1
  • en haut les diodes zéner 5V pour la protection des voies
  • à droite le connecteur d'alimentation +12/-12V
  • en bas les staps de choix de la tension +5/+12V d'alimentation du capteur
  • au centre les connecteurs vers les modules capteurs.

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MESURER la TEMPERATURE

Le capteur utilisé est le célèbre LM335DZ qui possède une plage de mesure de -40°C à 110°C. Ce capteur fait varier sa sortie de 10mV/°C sur une plage linéaire. Pour pouvoir lire cette température sur une plage de 0-5V une platine convertisseur a été développée. Elle utilise le LM358 qui est un double ampli-opérationnel avec quelques composants passifs. Le réglage est simple, 2 potentiomètres le permettent:
  • VR2 set au réglage de l'OFFSET de décalage, ajuster VR2 de manière à avoir 0.3V sur 1 de R6
  • VR1 sert au gain de sortie, mettre le capteur en place avec sa longueur de câble raccorder le blindage du câble à la masse, mesurer la tension en 3 de U1 la multiplier par 3. Ajuster VR1 de manière à avoir cette tension sur la voie correspondante de l'adaptateur analogique. Pour obtenir une plus grande précision dans le réglage, l'idéal c'est de faire un réglage avec un thermomètre que l'on positionnera à proximité de notre capteur.

Pour une isolation parfaite des pattes du capteurs les 3 pattes de raccordement ont été soudées à une nappe de 3 conducteurs et isolé avec de la gaine thermo-rétractable.

Coté cuivre du convertisseur un tube en cuivre (Bonne conductibilité thermique, facile à trouver, peut être courbé facilement) de 4/6 est soudé sur la plaque pour une meilleure rigidité qu'il faudra repercer à 5mm sur un longueur de 2cm coté capteur. L'ensemble capteur/nappe sera ajusté dans le tube cuivre avec une étanchéité au silicone.

Pour protéger la platine convertisseur celle-ci est glissée dans un bout de tube plastique de type électricien que l'on trouvera dans tous les magasins de bricolage.

 

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MESURER LA LUMIERE
Le but de ce montage n'est pas d'avoir une valeur en lux mais de récupérer une valeur analogique représentant une intensité lumineuse. Le montage est des plus simple Le potentiomètre sert à avoir 5V en entrée de l'adaptateur analogique lorsque l'intensité lumineuse est la plus forte. Il est possible ensuite avec le programme DOMOEXEL de convertir cette valeur en lux à condition de posséder un luxmètre.

Le capteur utilisé est une photo-résistance. Sa résistance interne varie avec l'intensité lumineuse. Elle est élevée lorsqu'il fait nuit de l'ordre de 50K à 100K ohm et faible lorsqu'il fait jour.

L'ensemble est monté dans un boîtier plastique auxquels une fenêtre a été percée pour l'entrée de la lumière. Une feuille de plexiglas a été collé pour retrouver une étanchéité parfaite. 

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MESURER LE COURANT

Le capteur de courant LA55-P de la société LEM  permet de mesurer des courant ~ ou = jusqu'à 50A. Il possède une sortie mesure directement proportionnelle au courant d'entrée avec un facteur de 1000 (0-50mA).

Le montage proposé permet une mesure en courant ~. La diode D2 permet le redressement en simple alternance du courant ~ venant du capteur. C'est aux bornes de la résistance R3 de précision que l'on va récupérer la tension proportionnelle au courant. Une fois de plus c'est un LM358 qui permet l'amplification pour une conversion en 0-5V.

Le réglage consistera à régler un gain d'amplification pour obtenir une tension de 5V lorsque 50A sera présent au niveau du capteur.

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MESURER L'HUMIDITE

Il existe dans le commerce de nombreux type de capteur d'hygrométrie. La précision restant un donnée importante pour la viabilité du montage, je me suis tourné plutôt vers ces montages tout fait car de nombreux composants sont nécessaires pour la fabrication et en font un montage au coût élevé. 

Donc je vous propose un capteur d'humidité acheté chez SELECTRONIC. Au vue des caractéristiques: alimentation 5V=, sortie analogique 0-3V pour une rangeabilité de 10-90%RH, compact. C'est un modules qui a toutes les caractéristiques pour être utilisé en domotique.

Comme vous pouvez le constater la sortie n'est pas de 5V mais de 3V à 90%RH mais la fonction DOMOEXEL "mise à l'échelle" se chargera de cette conversion

 

 

 

MESURER DE LA PRESSION
Les fournisseurs de composants ont en catalogue les modules MPX pour la mesure de pression absolue ou différentielle. Avec l'aide du Web je suis tombé sur deux Application Note pouvant être intéressante pour de la domotique. 

L'AN1315[1] donne une idée d'interface et de programmation pour la mesure d'une pression différentielle et L' AN1326[2] montre comment faire un baromètre. Pour l'interface avec DOMOEXEL il suffit de récupérer la partie interface analogique.

 

MESURER DU DEBIT

  

                                         ou

Q = débit en M3/h, l/h …

K = constante dépendant des caractéristiques du fluide

DeltaP = différence de pression P1-P2

                        
La mesure de débit étant un vaste domaine, je me suis contenté de réaliser un capteur basé sur le principe de mesure de la delta-P, ou pression différentielle sur un circuit d'eau de la ville. Le débit maxi est de 10m3/h.

Pour cela j'ai utilisé un capteur de pression différentielle type MPX2200.

Dans le dossier TELECHARGER TOUT LE DOSSIER vous trouverez un fichier .pdf pour les calculs de l'orifice et les fichier .jpg pour typon et autre.

DETECTEUR DE FUMEE
En cours de réalisation
DETECTEUR DE GAZ
En cours de réalisation

 


 

LA DOCUMENTATION

La documentation des éléments utilisés pour la réalisation que l'on retrouve pour la plupart chez les fournisseurs

CONTACT  

Pour tous intérêts ou suggestions sur ce site vous pouvez me contacter.

 

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