PROJET de DOMOTIQUE
"LES
CAPTEURS"
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Capteurs
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INTRODUCTION
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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 ....
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LES CAPTEURS
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ADAPTATEUR
ANALOGIQUE
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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 |
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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 |
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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
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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.
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MESURER
DU DEBIT |
ou
Q = débit en M3/h, l/h …
K = constante dépendant des caractéristiques
du fluide
DeltaP = différence de pression P1-P2
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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.
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DETECTEUR
DE FUMEE |
En cours de réalisation |
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DETECTEUR
DE GAZ |
En cours de réalisation |
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LA DOCUMENTATION
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La documentation des éléments utilisés pour la
réalisation que l'on retrouve pour la plupart chez les fournisseurs
CONTACT
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Pour tous intérêts ou suggestions sur ce site vous pouvez me
contacter.
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