Dernière mise à jour le 31/05/2014

Présentation


Ce montage électronique permet de mesurer une température et de la réguler en fonction d’un capteur qui est le LM 35 DZ, capteur qui est alimenté sous une tension de 5Vdc. L’affichage de la température se fait sur un écran LCD 2×16 caractères, qui celui-ci nous indique la valeur de la température. La partie puissance sera isolé par l’intermédiaire d’un optocoupleur piloté par le 18F45K22. En fonction de la valeur de consigne qui est réglable avec Bp1 et Bp2 nous augmentons ou diminuons la valeur de la température souhaitée. Pour avoir accès à cette température de consigne il suffit de maintenir enfoncé le bouton de réglage.

Schéma



thermostat-5


Régulateur 7805CV
Il va de soi, qu’il n’est pas possible d’alimenter directement le PIC par une tension supérieur à 5V, puisque celui-ci admet une tension comprise entre
2,3V et 5,5V pour les PICs de type 18FxxK22
1,8V à 3,6V pour les PICs de type 18LFxxK22
Ce régulateur va donc réguler la tension d’alimentation à 5V, ce qui est bon pour notre 18F45K22. D’autre part le régulateur à l’avantage d’être alimenter en entrée par une tension comprise entre 8Vdc et 20Vdc, à vous de faire le nécessaire pour réguler la tension du réseau et d’obtenir ces valeurs correspondante, ou bien d’utiliser un adaptateur.
Nul besoin d’utiliser un radiateur pour ce type de montage puisque pour une température de la jonction (Tjmax=125°C) et avec une température ambiante de 25°C et avec une résistance thermique pour un boîtier type TO-220 (Rth=50°C/W) ce qui donne:


Pour une température de 25°C (paramètre du datasheet)
Pd=(Tjmax-Ta)/Rth=(125-25)/50=2,5W => Pd=(Ue-Us)*Io
tension d’entrée du régulateur pour 8V => Io=Pd/(Ue-Us)=2,5/(8-5)=833mA
tension d’entrée du régulateur pour 8V => Io=Pd/(Ue-Us)=2,5/(9-5)=625mA
tension d’entrée du régulateur pour 8V => Io=Pd/(Ue-Us)=2,5/(10-5)=500mA
tension d’entrée du régulateur pour 8V => Io=Pd/(Ue-Us)=2,5/(15-5)=250mA
tension d’entrée du régulateur pour 8V => Io=Pd/(Ue-Us)=2,5/(20-5)=166mA


Pour une température de 50°C
Pd=(Tjmax-Ta)/Rth=(125-50)/50=1,5W => Pd=(Ue-Us)*Io
tension d’entrée du régulateur pour 8V => Io=Pd/(Ue-Us)=1,5/(8-5)=500mA
tension d’entrée du régulateur pour 8V => Io=Pd/(Ue-Us)=1,5/(9-5)=375mA
tension d’entrée du régulateur pour 8V => Io=Pd/(Ue-Us)=1,5/(10-5)=300mA
tension d’entrée du régulateur pour 8V => Io=Pd/(Ue-Us)=1,5/(15-5)=150mA
tension d’entrée du régulateur pour 8V => Io=Pd/(Ue-Us)=1,5/(20-5)=100mA


Pour un courant de sortie de Io=1A Vi=15V et une température Ta=50°C
Pd=(15-5)*1=10W
Toujours avec une température de Tjmax=125°C et Ta=50°C la résistance thermique Rth sera de :
Rth=(125-50)/10=7,5°C/W, ce qui correspond à la résistance thermique total du régulateur
Hum !! Ce n’est pas terminé, puisque la température Jonction boîtier est de 5°C/W il faut donc retranché.
Rth(radiateur)=7,5-5=2,5°C/W, il faudra donc choisir un radiateur qui à une résistance thermique de 2,5°C/W


Pour un courant de sortie de Io=1A Vi=15V et une température Ta=25°C
Rth=(125-25)/10=10°C/W,
Rth(radiateur)=10-5=5°C/W, il faudra donc choisir un radiateur qui à une résistance thermique de 5°C/W
Je pense qu’avec tous ces calculs, vous avez le choix de faire fonctionner correctement votre PIC 😉
à une autre chose si vous voulez plus de détails sur le choix du radiateur consulter la rubrique Calculs dissipateur thermique radiateur

Partie puissance



partie-puissance-1


Optocoupleur
Le 4N25, est un optocoupleur à sortie transistorisé, l’isolation se fait grâce a un faisceau lumineux. Type phototransistor. Le but de l’optocoupleur va permettre d’isoler la partie commande et la partie puissance.


Input
La tension que peut supporte la diode (interne au boitier 4N25) supporte en directe une tension de 1,5V max et 1,3V typique, c’est d’ailleurs cette valeur que nous reteindrons. En ce qui concerne le courant lui étant de 60mA maxi, pour une tension de 1,3V. En fonction des températures ambiantes d’environ 25°C le courant lui chute pour attendre une valeur en courant de 10mA pour une chute de tension dans la diode d’environ 1,1V.


Output
Regardons d’un peu plus près le transistor, le ratio entre le courant Ic et le courant d’entrée, courant limité par la résistance peut se calculer de la façon suivante R=Ic/Ie, nous avons à quelque chose près une portion rectiligne avec un rapport à peu près égale à 0,7. Si nous désirons d’avoir en sortie un courant Ic de 10mA, il faut un courant qui parcourt la led d’environ Iled=0,010/0.7=14mA.
La résistance R1 limite le courant dans la led, et pour être sur que l’optocoupleur reçoit bien l’information, j’ai décidé de mettre en série une led D1 en série avec une résistance de 200 Ohms.


Vous avez dis relais électromécanique ?
Il est tous à fait possible de remplacer la sortie par relais électromécanique de 5V ainsi le nouveau schéma de sortie est le suivant


partie-puissance

Partie commande


Valeur de consigne
Le réglage de la valeur de consigne se fait par l’intermédiaire du bouton poussoir (réglage °C), lorsque vous maintenez appuyé ce bouton à l’aide des boutons poussoirs Bp1 (inc °C) ou Bp2 (dec °C), vous pouvez augmenter ou diminuer la température de consigne. Lorsque la température de consigne est supérieur à la température ambiante, les leds s’allument , la partie puissance est active, puis dans le cas contraire, lorsque la température de consigne est inférieurà la température ambiante les leds s’éteignent, et la partie puissance est désactivée.

Logiciel du PIC


Aucun

Prototype



proto-001 proto-002 proto-003

proto-004
 

L’ensemble est réalisé sur la platine EasyPic V7, la partie puissance est assuré par un optocoupleur le capteur de température est un LM 35 puis l’afficheur LCD permet d’afficher les variations de températures.

Circuit imprimé


Aucun

Historiques


31/05/14
– Première mise à disposition