[CR] Construction d'un Thermomètre d'huile à LED style K2000

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[CR] Construction d'un Thermomètre d'huile à LED style K2000

Message par F600 »

AVERTISSEMENT : le montage que je propose s'adresse à des gens ayant un minimum de connaissances en électricité/électronique, bricolage et quelques outils.
Je suis parti de zéro et le résultat vaut ce qu'il vaut.
Je comprendrais tout à fait qu'on pense qu'acheter un truc tout prêt est bien plus simple et rapide à mettre en oeuvre.
Mais voilà, mon problème était que je voulais du sur mesure et que je n'ai trouvé nul part quelque chose d'équivalent.
A celles et ceux qui se demandent : à quoi ça sert d'avoir un thermomètre sur une brêle ?
Réponse : à rien, ne vous fatiguez pas à lire la suite pour poser cette question, c'est juste pour le plaisir de bricoler.
Si vous êtes motivé(e)s, bonne lecture.
Modifié en dernier par F600 le 14 sept. 2009, 16:32, modifié 2 fois.

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Re: [CR] Construction d'un Thermomètre à LED style K2000

Message par F600 »

Le début de l'histoire :

J'ai acheté chez Conrad un thermomètre à aiguille (réf : 842109-62 chez Conrad) livré avec sa sonde de température.
J'ai aussi acheté l'adaptateur de sonde qui remplace le bouchon de vidange et j'en ai profité pour faire la vidange.

Image

Manque de bol, après plusieurs kilomètres je me rend compte que, moteur chaud, l'aiguille atteint à peine le haut de la zone bleue,
-> Donc affichage pas assez précis à mon goût.

L'idée trouvée sur Motoconnect est de mettre en parallèle de la sonde une résistance pour que l'aiguille monte plus haut.
Solution qui ne me satisfaisait pas beaucoup car ça fausse la température affichée.
Mais bon je n'avais pas le choix et en cherchant des résistances dans mon coin électronique je retrouve deux vieux bar-graphes qui ne servaient à rien (1 rouge et 1 vert).

De là, l'idée est née, j'ai cherché un circuit capable de gérer 10 led et le moyen d'inverser une tension (puisque la tension aux bornes de la sonde diminue quand la température augmente), ce qui se fait facilement avec un ampli-op.
Et je me suis lancé dans des essais.
Modifié en dernier par F600 le 02 sept. 2009, 11:59, modifié 1 fois.

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Re: [CR] Construction d'un Thermomètre à LED style K2000

Message par F600 »

Début des essais

Tout d'abord j'ai mis un ohm-mètre sur la sonde et roulé pendant 1 bonne heure (ville, route et voie rapide) pour déterminer des valeurs typiques de la sonde en fonction de l'utilisation (les caractéristiques de la sonde sont à la fin du CR) :

Ensuite avec une résistance ajustable j'ai fait des essais sur une platine pour simuler ma sonde, déterminer les valeurs de résistances pour les paliers de mes deux bar-graphes (afin qu'il n'y ai pas de recouvrement de valeurs, ni de trou trop grand ente les deux).
Avec la formule du LM3914 : UrHi = 1.25x (1 + RrHi/Rled) et UrLo = (RrLo / (10000 + RrLo)) * UrHi voir schéma du circuit et détail des calculs plus bas.

Image
Modifié en dernier par F600 le 02 sept. 2009, 11:58, modifié 1 fois.

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Re: [CR] Construction d'un Thermomètre à LED style K2000

Message par F600 »

Construction de la partie électronique :

Ensuite j'ai conçu le CI, acheté les composants, assemblé le tout et testé.

Liste de matériel :

- 1 sonde de température (livrée avec le thermomètre EQUUS réf : 842109-62 à 19.90 € chez CONRAD)
- 2 bar-graphes 10 LED (1 vert et un rouge) CONRAD : 2 x 2.59 = 5.18 € réf : 184837-62 (rouge) réf : 184845-62 (vert)
- 1 ampli-op type TL081CP (CMOS) CONRAD : 0.70 € réf : 175331-62
- 1 adaptateur pour pas de vis 1/8 -> M14 CONRAD : 3.00 € réf : 842184-62
- 2 circuits LM3914N (circuit de commande des bar-graphes) 2 x 2.50 = 5.00 € (5.20 l'unité chez CONRAD réf 176451-62 !!!)
- 1 porte fusible pour CI 0.92 €
- 1 fusible 630 mA 0.34 €
- 1 régulateur de tension 5 V L7805 (1A) 0.71 €
- 1 régulateur de tension 10 V L7810 (1A) 1.25 €
- 1 condensateur polarisé 100 µF 0.23 €
- 1 condensateur polarisé 4700 µF 2.35 €
- 1 résistance 1/4W 100 ohms 0.05 €
- 3 résistances 1/4W 330 ohms 3 x 0.05 = 0.15 €
- 8 résistances 1/4W 1000 ohms 8 x 0.05 = 0.40 €
- 3 résistances 1/4W 47000 ohms 3 x 0.05 = 0.15 €
- 3 résistances 1/4W 2200 ohms 3 x 0.05 = 0.15 €
- 1 résistance 1/4W 27000 ohms 0.05 €
- 1 Bornier à 3 pôles : 0.70 €
- 1 boîtier en plastique (dimensions : 40 hauteur 55 largeur 85 longueur) : CONRAD : 1.40 € réf : 065015-62

Liste de matériel en commun pouvant servir à mon autre montage électronique (voir construction d'un IRE "maison")

- du fil électrique de récup (1.5 mm² pour l'alim, plus petit pour le reste)
- 1 plaque d'essais en bakélite avec bande cuivrée au pas de 2.54 mm 100x100mm CONRAD : 3.60 € réf : 065189-62
- 3 Barrettes tulipe 32 points à souder pour CI 3 x 1.55 = 4.65 €
- 1 plaque de plexi 2.5 mm épaisseur 25*50 cm 3.20 €

Lien vers mon autre montage : http://motoconnect.com/fazermen/phpBB3/ ... =1&t=69145


Image

Image

J'ai choisi de faire mon CI sur une plaque à bandes de cuivre car je n'ai pas de logiciel pour faire un typon et cela est à la portée de tout le monde.

Seul petit couac : sur le bureau ça marchait nickel mais sur la moto, moteur tournant, ça déconnait. J'ai donc mis un gros condo entre le + et le - pour filtrer l'alim (pas sur les photos) et là ça marche bien.

Le montage tient dans un boîtier en plastique, dimension intérieures en mm : 40 hauteur, 55 largeur et 85 longueur, que l'on fixe sous le cache de TDF.

Image
Modifié en dernier par F600 le 02 sept. 2009, 11:57, modifié 1 fois.

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Re: [CR] Construction d'un Thermomètre à LED style K2000

Message par F600 »

Création du support pour le tableau de bord

Découpe d'un gabarit en carton pour l'enjoliveur d'afficheur

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Puis découpe du plexi au DREMEL des morceaux qui composeront l'enjoliveur, collage au pistolet à colle.

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Ca ne fait pas très propre comme ça mais ce n'est pas grave. On peut apprêter et peindre en noir

Ensuite perçage, découpe et pliage dans de la tôle de récup de la patte de fixation.

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Puis un petit morceau de film teinté

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Fixation dans la TDF et le tour est joué !

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Pour l'alimentation, je préconise de faire comme sur le CR qu'a fait Djé@Work de dériver un + APC au niveau de la boîte à fusibles. Néanmoins, il vaut mieux souder et mettre un peu de gaine thermo rétractable qu'un domino. Voir son topic : viewtopic.php?t=39182

On peut enfin apprécier le fruit de tout ce travail (après avoir fait chauffer le moteur évidemment) .

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Attention la hauteur de l'enjoliveur ne doit pas dépasser 20 mm à l'endroit que j'ai choisi sinon le guidon va buter dedans ! Rien n'empêche de mettre l'afficheur ailleurs, c'est vous qui voyez...


Le prix est en gros de 30/40 euros auxquels il faut ajouter la sonde.
Je n'ai pas le prix détaillé de ma sonde car elle était livrée avec le thermomètre CONRAD.

Précision importante : pour ceux qui voudraient (et je les comprend, j'aurais fais pareil) récupérer une sonde sur un autre véhicule, il faut déterminer les valeurs typiques de la sonde en fonction de l'utilisation (route/ville etc.) mais aussi en fonction de ce que vous voulez afficher. Par exemple la mettre dans de l'eau avec un thermomètre et chauffer en relevant régulièrement les valeurs de la résistance jusqu'à ce que l'eau soit bouillante (attention ça brûle). Ensuite il suffira de déterminer les résistances de réglage RrLo et RrHi avec la formule du CI voir ma partie "Un peu d'électronique".

Voici les caractéristiques d'affichage

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Modifié en dernier par F600 le 04 sept. 2009, 07:37, modifié 7 fois.

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Re: [CR] Construction d'un Thermomètre à LED style K2000

Message par F600 »

Un peu d'électronique

Sachant qu'un LM3914N et un ampli-op alimentés entre 0 et 5V, ont une réponse qui ne descend pas en dessous de 1.2 V et ne monte pas au dessus de 3.8 V j'ai alimenté ces circuits en 10V et la sonde en 5V afin de m'affranchir de la limite haute à 3.8 V.

Ensuite j'ai déterminé RPrim (qui fait un pont diviseur avec la sonde) de façon à m'affranchir de la limite basse c'est-à-dire que dans la limite de ce que je veux afficher, la tension en sortie d'ampli-op ne descendra pas en dessous de 1.2 V.

Les résistances RAOP3 et 4 servent à centrer la réponse de l'ampli-op autour de 2.5 V donc une réponse entre 0 et 5 V.
Les résistances RAOP1 et 2 servent à ce que la réponse de l'ampli-op ait une pente proportionnelle à son entrée.
RLed 1 et 2 limitent le courant des DEL à 12.5 mA (cela donne une bonne luminosité).
Les résistances Rflash 1, 2,3 et le condensateur Cflash servent à faire clignoter le bar-graphe rouge quand la dernière led s'allume, c'est un petit plus qu'on peut enlever, il suffit de ne pas mettre ces résistances ni le condensateur ni les liaisons en rouge sur le schéma électrique.

Enfin les résistances RrLo1, RrHi1, RrLo2 et RrHi2 servent respectivement à déterminer :
La tension d'allumage de la première led verte : UrLo1,
La tension d'allumage de la dernière led verte : UrHi1,
La tension d'allumage de la première led rouge : UrLo2,
La tension d'allumage de la dernière led rouge : UrHi2.

Comment déterminer les résistances Rprim, RrLo1, RrHi1, RrLo2 et RrHi2 si on a une sonde différente de la mienne ?

Tout d'abord il faut trouver les valeurs typiques de la sonde dans les conditions réelles d'utilisation.

Ensuite déterminer le seuil bas (1ère led verte) et le seuil haut (dernière led rouge). J'ai choisi de commencer vers 40°C et de finir vers 110°C.
Enfin déterminer les valeurs entre les deux bar-graphes (dernière led verte et 1ère led rouge). J'ai choisi d'arrêter le 1er vers 80°C et de commencer le rouge vers 90°C.
D'après mes mesures et les caractéristiques de la sonde cela donnait :
1056 ohms à 40°C , 252 ohms à 80°C , 185 ohms à 90 °C et 104.2 ohms à 110°C.

Sachant que : 1) en cas de court circuit sur la sonde je ne voulais pas cramer mon montage
2) la tension minimum pour le LM3914N doit être de 1.2 V
=> J'ai pris Rprim à 2200 ohms, avec le pont diviseur cela donne en cas de court circuit 5V dans Rprim soit un courant de 5/2200 = 2.27 mA donc une puissance de 0.00227 * 5 = 11.36 mW, une résistance ¼ de W supporte sans problème.

Je préconise de prendre une résistance Rprim supérieure à la résistance maxi à mesurer (c'est-à-dire la résistance de la sonde à la température d'allumage de la 1ère led).
Sur ma plaque d'essais avec une Rsonde env.= 1500 ohms (33°C) j'obtiens en sortie d'ampli-op une tension de 2.62V donc bien au dessus des 1.2V.

Une fois Rprim déterminé on commence les paliers, cela se fait sans problème avec les formules du LM3914N.

On détermine d'abord la tension de la dernière led verte : UrHi1. R sonde = 252 ohms
Sur la plaque d'essais, en sortie d'ampli-op avec Rsonde = 264 ohms on obtient 4.01 V
Avec la formule du LM3914N on sait que UrHi = 1.25* (1+ RrHi / Rled)
D'où -> 4.01 = 1.25 * (1 + RrHi / 1000) => RrHi1 env = 2200 ohms.
La valeur théorique de UrHi1 = 1.25 * (1+ 2200/1000) = 4.00 V

Ensuite pour déterminer RrLO1 : on a sur la plaque d'essais avec Rsonde = 1044 ohms, U en sortie d'ampli-op env. = 2.94 V
Donc UrLo = (RrLo / (10000 + RrLo)) * UrHi => 2.94 = (RrLo / (10000 + RrLo)) * 4.00 => RrLo = 27735 ohms. J'ai pris une résistance de 27000 et une de 1000 soit 28000 ohms ce qui donne un résultat tout aussi satisfaisant.
La valeur de UrLo1 = (28000 / (10000 + 28000)) * 4.00 = 2.947 V

On fait de même pour le bar-graphe rouge : RrLo2 et RrHi2 et le tour est joué !
UrHi2 = 1.25 * (1 + 2530 / 1000) = 4.412 V et UrLo2 = (141000 / (10000 + 151000)) * 4.412 = 4.12 V

On a : UrLo1=2.94 V < UrHi1=4.00 V < UrLo2=4.12 V < UrHi2=4.41 V.
L'important quand vous déterminerez la valeur de UrLo2 est qu'elle soit légèrement supérieure à celle de UrHi1 sinon vous risquez d'avoir la première led rouge qui s'allume en même temps que la dernière led verte.
Ou pire avant cette dernière !

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Schéma électrique du circuit complet

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Plan des pistes du CI côté cuivre

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Plan des pistes du CI côté composants

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Caractéristiques de la sonde ECUUS

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Et les gabarits pour la découpe des enjoliveurs de mes 2 petits montages :

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Je souhaite une bonne réussite à celle ou celui qui tentera l'aventure.
C'est long, je sais, mais quand on aime on ne compte pas.
Modifié en dernier par F600 le 02 sept. 2009, 11:56, modifié 2 fois.

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Kbra6
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Re: [CR] Construction d'un Thermomètre à LED style K2000

Message par Kbra6 »

wouuuahhhh le bel indicateur !!!! lps_bravo lps_bravo lps_bravo
dommage que je sois trop une bille en électronique pour réussir ce genre de truc (même avec ton superbe CR, désolé).
ptite question (si c'est pas trop indiscret biensur) tu fait quoi comme métier pour connaitre toutes ces formules et tout ces montages ?

Bon sinon Génial ton CR !! encore une fois bravo !! lps_bravo lps_bravo lps_bravo
A fond, A balle, A donf, GaaaAAZZZZ !!!

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Re: [CR] Construction d'un Thermomètre à LED style K2000

Message par nath29 »

Un CR bien ficelé et bien imagé ! Bravo ! lps_bravo :D
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julienc40
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Re: [CR] Construction d'un Thermomètre à LED style K2000

Message par julienc40 »

toujours aussi fort ce F600 lps_bravo
superbe Cr encore

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fabmoto62
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Re: [CR] Construction d'un Thermomètre à LED style K2000

Message par fabmoto62 »

Chapeau bas Môssieur :P
De plus la barre de LEDs s'intègre super bien au tableau de bord et sa lecture a le mérite d'être précise.
Encore bravo ;)
Rien ne sert de courir, il faut pourrir à point !
Grand V à tous!

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