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Infinity Mirror LED Clock


Open Source Arduino Nano miroir à débordement alimenté horloge LED. bande LED est logé dans un boîtier cnc'd.
MISE À JOUR: Je l'ai mis à jour mon code et fichiers CAO sur Sourceforge pour tous à utiliser et modifier
https://sourceforge.net/projects/riseandshineledclock/

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04:11:00 | 0 commentaires

Un thermomètre avec un transistor 2N2222



Un thermomètre avec un transistor 2N2222

 Un thermomètre un 2N2222 Figure 1 : Schéma électrique du thermomètre utilisant comme sonde (ou capteur de température) un transistor NPN 2N2222. L’appareil est alimenté par une pile de 9 V 6F22.

Ce montage simple a cependant pour intérêt de montrer comment varie une tension aux extrémités d’une résistance R2 quand on chauffe ou refroidit le boîtier d’un transistor NPN 2N2222 utilisé comme sonde de température.
Une telle sonde peut en effet mesurer des températures allant de –30 à environ +120 °C. Le transistor 2N2222 et l’amplificateur opérationnel LS141 ont l’avantage de ne coûter qu’un euro à peine : c’est dire que la construction de ce thermomètre ne vous ruinera pas !

Le schéma électrique du thermomètre
Il est donné figure 3. Si nous appliquons sur la base et le collecteur du transistor-sonde TR1 une tension positive de 5 V, on prélève sur l’émetteur une tension d’environ 0,05 V par degré, tension augmentant proportionnellement avec la température.
Cette tension est appliquée sur la broche inverseuse 2 de l’amplificateur opérationnel IC2 LS141 qui l’amplifie 10 fois. Pour lire la valeur de la température, il suffit de relier aux douilles de sortie un multimètre réglé sur la portée 2 V fond d’échelle.
Le transistor-sonde TR1 2N2222 est à placer dans la zone dont on veut connaître la température et, comme cette zone risque d’être éloignée du multimètre, mieux vaut fabriquer une vraie sonde constituée d’un petit câble blindé à deux conducteurs : la tresse métallique sera reliée au 5 V positif afin d’éviter les perturbations du secteur.
Etant donné que l’échelle d’un multimètre numérique n’est pas réglée en degrés C, il est nécessaire de faire une table de correspondance en multipliant par 0,05 les degrés de température, soit :
10 degrés = 0,5 volt
20 degrés = 1,0 volt
30 degrés = 1,5 volt, etc.

Pour alimenter le circuit, on peut se servir d’une pile de 9 V 6F22 : la tension est ensuite abaissée et stabilisée à 5 V par un régulateur de tension IC1 78L05.

Les réglages
Le trimmer R5 est à régler pour lire avec un multimètre sur son curseur une tension de 2,5 V (multimètre réglé sur Vcc, pointe rouge sur la broche centrale curseur du trimmer et pointe noire à la masse). Le trimmer R9 sert à modifier l’échelle de lecture afin de pouvoir lire aussi les températures négatives (en dessous de 0 °C).

Liste des composants
R1 = 1 kΩ
R2 = 3,9 kΩ
R3 = 3,9 kΩ
R4 = 1 kΩ
R5 = 10 kΩ trimmer
R6 = 47 kΩ
R7 = 10 kΩ
R8 = 3,3 kΩ
R9 = 10 kΩ trimmer
R10 = 10 kΩ
C1 = 100 nF polyester
C2 = 10 μF électr.
C3 = 100 nF polyester
IC1 = MC78L05
IC2 = LS141
SONDE = NPN 2N2222
S1 = Interrupteur


 Un thermomètre avec un 2N2222 Figure 2 : Brochage du LS141 vu de dessus, du MC78L05 et du 2N2222 vu de dessous.
 


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07:00:00 | 0 commentaires

extension pour le contrôleur domotique via l’Internet : Le matériel

Une extension pour le contrôleur domotique via l’Internet "Première partie : Le matériel"


Cet appareil gère des entrées et des sorties, analogiques ou numériques, par l’Internet. Idéal pour des applications de contrôle à distance d’une maison, il est muni d’une sortie alarme et d’un port bus I2C utilisable pour une extension du système à de nouvelles entrées/sorties numériques ou analogiques.

Dans l'article : "Un serveur sériel pour périphériques PC" nous présentions le nouveau module Ethernet Tibbo EM100 : son intérêt tient, entre autres, au fait qu’il est muni de deux ports (un sériel et un Ethernet) et qu’il peut fournir et convertir le format des données entrant par un port en l’autre et vice versa. L’utilisation de ce module permet donc de relier tous les périphériques équipés d’un port sériel RS232 à un réseau LAN joignable par protocole TCP/IP. Le périphérique est donc accessible à partir de chaque poste relié au réseau local et, si le LAN a un accès vers l’extérieur, il est possible de se connecter à partir de n’importe quel ordinateur relié à l’Internet.

Notre réalisation
Dans l'article : "Un accès à distance à un ordinateur par l’Internet" nous vous proposions un premier montage basé sur l’utilisation du module Ethernet Tibbo EM100 : il s’agissait d’une commande à distance de deux relais utilisés, en l’occurrence, pour allumer, éteindre ou redémarrer un PC. Le montage proposé ici est plus complexe et d’un emploi plus universel : le nouveau système permet de rendre disponibles une série d’entrées/sorties numériques et analogiques, lesquelles, si l’on utilise le module Ethernet EM100, peuvent être atteintes par n’importe quel ordinateur relié à l’Internet. Le circuit comprend huit entrées numériques, huit sorties numériques, huit entrées analogiques et huit sorties analogiques plus une sortie d’alarme. Un jack permettant, nous le verrons, d’ajouter à l’appareil de nouvelles entrées/sorties, numériques et analogiques, est également disponible.
Pour pouvoir être atteint par l’Internet, il est nécessaire que le dispositif lui soit relié ! Soit directement (par exemple au moyen d’un routeur ADSL), soit par l’intermédiaire d’un LAN muni d’une connexion Internet. Les utilisations finales du système sont variées et applicables à toute situation dans lesquelles il est nécessaire de contrôler des entrées ou des sorties. La seconde illustration du début de l’article vous fournit des exemples d’applications domotiques (contrôle du chauffage d’une habitation). On voit qu’un capteur de température y est relié à une entrée analogique du circuit, tandis qu’une sortie numérique est en revanche connectée à un système permettant d’allumer/éteindre une chaudière.
Ainsi l’usager, en se connectant de manière logicielle à un PC distant par l’Internet, est en mesure de lire la température mesurée par le capteur et éventuellement de commander l’allumage ou l’extinction de la chaudière. Un dispositif de vérification de l’état de la chaudière (relié à une entrée numérique du circuit) est également présent, ce qui permet à l’usager, après avoir commandé l’allumage ou l’extinction de la chaudière, de contrôler (toujours à distance) que la commande a été effectivement exécutée. On a aussi parlé d’une sortie d’alarme : en effet, le circuit dispose d’une fonction particulière permettant d’activer cette sortie lorsque certaines conditions sont vérifiées (on peut les spécifier par voie logicielle) sur certaines entrées (par exemple si une entrée numérique devient haute ou basse ou bien si une entrée analogique n’est plus comprise à l’intérieur d’une fenêtre de valeurs). Dans notre exemple, cette sortie est reliée à un GSM Alarm System (déjà présentée dans nos colonnes) : ainsi, si la température détectée par le capteur dépasse un certain seuil, la sortie d’alarme est activée et l’usager est averti par SMS. Enfin notre exemple montre une extension des entrées ou des sorties : en effet, si les entrées/sorties existantes ne sont pas suffisantes, on peut en ajouter car l’appareil est doté d’un port bus I2C pouvant en recevoir huit autres (entrées ou sorties numériques, mais huit au total).
Voir l'article : "Une extension bus I2C à 8 relais". Sur cette même ligne, on peut aussi relier une extension à huit sorties analogiques : la seconde partie de l’article vous les présentera.
Cet exemple n’est qu’un schéma d’application domotique parmi d’autres possibles : l’appareil est en effet muni de plusieurs entrées/sorties avec lesquelles, en utilisant la même logique, on peut commander et contrôler la chaudière, certes, mais aussi bien d’autres systèmes comme une climatisation, un arrosage intégré, l’éclairage extérieur ou intérieur, des capteurs d’humidité, etc.
Jusqu’ici, nous avons sans cesse fait référence à une transmission par l’Internet.
Cependant l’appareil peut également être utilisé avec une liaison RS232 allant au port sériel d’un ordinateur (dans ce cas il est nécessaire de se munir d’un convertisseur de formats TTL/RS232, comme l’interface déjà proposée précédemment, voir figure 11).
La sélection de l’un ou l’autre mode se fait par les quatre micro-interrupteurs d’un dip-switch inséré dans le circuit (DS1). Cependant, si l’on sélectionne le mode Sériel, il est absolument nécessaire de déconnecter physiquement le module EM100 du circuit et de débrancher ce dernier du LAN, comme le montre la figure 11.
Vous devez l’avoir compris, le montage se compose de deux parties : une section électronique (matérielle) dont le schéma électrique et le schéma d’implantation des composants sont analysés dans cette première partie de l’article et une section logicielle (constituée par le protocole dont se sert le circuit pour communiquer et d’un programme Contrôle Maison constituant une application domotique complète pour une habitation) présentée dans la seconde partie, conjointement à l’extension bus I2C pour sorties analogiques (prochainement).


Figure 1 : Les interfaces du dispositif.

Le dispositif se caractérise par une double interface vers l’extérieur. En face avant se trouvent les LED de signalisation de l’alimentation, de l’état du microcontrôleur et de celui de la ligne Ethernet (ces derniers, on le voit sur le schéma électrique, sont gérés directement par le module Ethernet Tibbo EM100). Sur le panneau arrière en revanche sont situés les borniers à deux ou trois pôles des entrées et sorties (analogiques ou numériques) de l’appareil. En outre on trouve le jack d’alimentation (+12 V continu), le connecteur d’extension bus I2C et les deux jacks (en parallèle entre eux) utilisables pour relier l’appareil au réseau local (Ethernet) ou à un PC directement par le port sériel (la sélection du réseau LAN ou de la liaison sérielle se fait par DS1).

Le schéma électrique
Les figures 2 et 3 donnent les schémas électriques des cinq sections constituant le circuit complet. Le premier, figure 2 en haut, est le schéma général : le coeur en est le microcontrôleur PIC16F877-EF493 déjà programmé en usine (U3). En effet, il s’interface d’un côté (à travers ses broches 25 à 28) directement au module Ethernet EM100 (U2), de l’autre il s’interface (broches 2 à 10 et 16 à 19) avec les sections restantes constituant les futures entrées/sorties analogiques ou numériques. En outre, à travers son port RC5 (broche 24), il commande le relais RL9 constituant la sortie d’alarme.
Notez à ce propos qu’avec le cavalier J1 il est possible de sélectionner si l’on veut amener sur le bornier de sortie le connecteur normalement fermé NC ou normalement ouvert N0 de RL9. Enfin, à travers les ports RB0 à RB5 (broches 33 à 38) du microcontrôleur, est réalisée la connexion bus I2C utilisée, nous l’avons dit, pour étendre le circuit par de nouvelles entrées/sorties numériques et analogiques.
Le module Tibbo EM100 (U2), quant à lui, s’interface directement d’un côté au port Ethernet RJ45 et de l’autre au microcontrôleur.
La sélection, par DS1, de l’entrée Ethernet ou Sérielle, se fait ainsi : tous les micro-interrupteurs sur ON, U2 est évité et les broches 2 et 4 du port RJ45 (transportant les données) arrivent directement aux ports RC7 et RC6 du PIC. Si l’on sélectionne le mode sériel, il faut couper le EM100 (U2) du circuit et débrancher ce dernier du LAN.
En effet, par DS1, le +12 V de l’alimentation est conduit à la broche 1 du connecteur RJ45 : ce niveau de tension pourrait endommager le module et les périphériques reliés au réseau local.
Analysons maintenant les sections Input/Output analogiques, figure 2 en bas : la première se compose d’un simple pont (plus une zener de protection) prélevant la tension d’entrée (devant être comprise entre environ 0 V et environ +5 V) et la reportant, pratiquement identique, aux broches 2 à 10 du microcontrôleur lequel, ensuite, la convertit en numérique par un ANC interne.
Les deux sorties analogiques sont en revanche constituées d’un convertisseur d’ondes PWM en niveaux de tensions.
En effet, le microcontrôleur, par voie logicielle, produit sur ses broches 16 et 17 une onde PWM dont le rapport cyclique est proportionnel au niveau de tension de sortie désiré. Les MOSFET, les condensateurs et les résistances (T2, C10 et R17 pour la sortie O) convertissent l’onde carrée en un niveau de tension (la valeur de la tension produite en sortie peut être comprise entre environ 0 V et environ +12 V).
Analysons maintenant les sections Input/Output numériques, figure 3 en haut : les deux sont gérées par le microcontrôleur au moyen d’une ligne bus I2C (broches RD0 et RC3). La liaison bus I2C a déjà été amplement analysée, mais rappelons tout de même qu’elle permet de gérer la communication entre divers périphériques en n’utilisant que deux broches (SCL constitue l’horloge et SDA transporte les données).
L’adressage des différents dispositifs se fait par une adresse à trois bits (A0, A1, A2). Dans notre circuit, pour la section des entrées numériques on a sélectionné l’adresse 111, pour celle des sorties 000. On le voit sur le schéma, pour les huit Inputs numériques on a choisi d’utiliser autant d’opto-coupleurs de façon à isoler galvaniquement les entrées du reste du circuit. En outre, on a inséré les résistances R37 à R44 (dont la valeur sera sélectionnée en fonction du niveau de tension que l’on veut appliquer en entrée : voyez la liste des composants) et les diodes D3 à D10 comme protection des opto-coupleurs par rapport aux tensions inverses.
En ce qui concerne les sorties numériques, figure 3 en bas, elles commandent l’état des huit relais : on a utilisé un circuit intégré U5 ULN2803 de façon à convertir les niveaux TTL fournis par U4 en niveaux +12 V nécessaires à la commande des relais. En outre, afin d’éviter qu’U5 ne se désactive avant U4 (et plus généralement avant le reste du circuit), on a inséré la section constituée par T1 et C9 dans l’alimentation de U5. Ainsi, après la mise sous tension du circuit, il faut un certain temps pour que C9 se charge et donc que le circuit intégré ULN2803 soit alimenté. Ce mécanisme de retard de l’activation a été monté afin d’éviter qu’à la mise sous tension les entrées de U5 ne prennent des valeurs aléatoires pouvant activer les relais par erreur. En revanche, une fois que les transitoires de mise sous tension du circuit sont passées, les entrées de U5 sont définies par le microcontrôleur et par conséquent les relais sont activés correctement.

Figure 2 : Schéma électrique général du circuit (en haut), de la section d’Input analogique (en bas à gauche, par commodité, seules les deux entrées E et N sont montrées, les autres étant semblables) et de la section d’output analogique (en bas à droite, on n’a représenté qu’une seule sortie, la O).

Liste des composants
R1 = 4,7 kΩ
R2 = 470 Ω
R3 = 470 Ω
R4 = 470 Ω
R5 = 470 Ω
R6 = 470 Ω
R7 = 470 Ω
R8 = 470 Ω
R9 = 4,7 kΩ
R10 = 4,7 kΩ
R11 = 47 kΩ
R12 = 10 kΩ
R13 = 5,6 kΩ
R14 = 5,6 kΩ
R15 = 100 kΩ
R16 = 100 kΩ
R17 = 470 Ω 1W
R18 = 470 Ω 1W
C1 = 100 nF multicouche
C2 = 470 μF 25 V électro.
C3 = 100 nF multicouche
C4 = 470 μF 25 V électro.
C5 = 100 nF multicouche
C6 = 100 nF multicouche
C7 = 10 pF céramique
C8 = 10 pF céramique
C9 = 220 μF 35 V électro.
C10 = 220 μF 35 V électro.
C11 = 220 μF 35 V électro.
D1 = 1N4007
LD1 = LED 3 mm jaune
LD2 = LED 3 mm verte
LD3 = LED 3 mm rouge
LD4 = LED 3 mm rouge
LD5 = LED 3 mm verte
LD6 = LED 3 mm verte
LD7 = LED 3 mm rouge
U1 = régulateur 7805
U2 = module Tibbo EM100
U3 = PIC16F877 programmé en usine
U4 = PCF8574A
U5 = ULN2803
T1 = BUZ11
T2 = BUZ11
T3 = BUZ11
RL1 = relais12V
RL2 = relais12V
RL3 = relais12V
RL4 = relais12V
RL5 = relais12V
RL6 = relais12V
RL7 = relais12V
RL8 = relais12V
Q1 = quartz 20 MHz
DS1 = dip-switch à 4 micro-interrupteurs
FUS1 = fusible 1A

Divers :
2 borniers 2 pôles
8 borniers 3 pôles
2 connecteurs RJ45
1 porte-fusible pour circuit imprimé
1 support 2 x 20
1 support 2 x 9
1 support 2 x 8
2 barrettes à 10 pôles femelles au pas de 2 mm
1 barrette à 10 pôles femelle
1 barrette à 12 pôles femelle
1 prise d’alimentation
4 boulons à têtes fraisées 3MA 10 mm


Figure 3 : Schéma électrique de la section d’Input numérique (en haut, gère les entrées numériques, pour chaque entrée on a utilisé un photocoupleur, la valeur de R37 à R44 doit être déterminée en fonction de la tension maximale que l’on veut appliquer sur les borniers) et de la section d’Output numériques (en bas, gère les huit relais commandant les sorties numériques).
Les deux sections utilisent un circuit intégré PCF8574A (U4 et U6) pour gérer les huit IN/OUT directement par ligne bus I2C.



Liste des composants
R19 = 4,7 kΩ
R20 = 47 kΩ
R21 = 1 kΩ
R22 = 1 kΩ
R23 = 1 kΩ
R24 = 1 kΩ
R25 = 1 kΩ
R26 = 1 kΩ
R27 = 1 kΩ
R28 = 1 kΩ
R29 = 1 MΩ
R30 = 1 MΩ
R31 = 1 MΩ
R32 = 1 MΩ
R33 = 1 MΩ
R34 = 1 MΩ
R35 = 1 MΩ
R36 = 1 MΩ
R37 = 150 kΩ (230 Vca)
R38 = 150 kΩ (230 Vca)
R39 = 150 kΩ (230 Vca)
R40 = 150 kΩ (230 Vca)
R41 = 150 kΩ (230 Vca)
R42 = 150 kΩ (230 Vca)
R43 = 150 kΩ (230 Vca)
R44 = 150 kΩ (230 Vca)
R37’ = 6,8 kΩ (12 Vcc)
R38’ = 6,8 kΩ (12 Vcc)
R39’ = 6,8 kΩ (12 Vcc)
R40’ = 6,8 kΩ (12 Vcc)
R41’ = 6,8 kΩ (12 Vcc)
R42’ = 6,8 kΩ (12 Vcc)
R43’ = 6,8 kΩ (12 Vcc)
R44’ = 6,8 kΩ (12 Vcc)
R37” = 2,2 kΩ (5 Vcc)
R38” = 2,2 kΩ (5 Vcc)
R39” = 2,2 kΩ (5 Vcc)
R40” = 2,2 kΩ (5 Vcc)
R41” = 2,2 kΩ (5 Vcc)
R42” = 2,2 kΩ (5 Vcc)
R43” = 2,2 kΩ (5 Vcc)
R44” = 2,2 kΩ (5 Vcc)
R45 = réseau résistif 100 kΩ
C12 = 4,7 μF 100 V électro.
C13 = 4,7 μF 100 V électro.
C14 = 4,7 μF 100 V électro.
C15 = 4,7 μF 100 V électro.
C16 = 4,7 μF 100 V électro.
C17 = 4,7 μF 100 V électro.
C18 = 4,7 μF 100 V électro.
C19 = 4,7 μF 100 V électro.
D2 = 1N4007
D3 = 1N4007
D4 = 1N4007
D5 = 1N4007
D6 = 1N4007
D7 = 1N4007
D8 = 1N4007
D9 = 1N4007
D10 = 1N4007
ZD1 = zener 5,1 V
ZD2 = zener 5,1 V
ZD3 = zener 5,1 V
ZD4 = zener 5,1 V
ZD5 = zener 5,1 V
ZD6 = zener 5,1 V
ZD7 = zener 5,1 V
ZD8 = zener 5,1 V
U6 = PCF8574A
FC1 = 4N25
FC2 = 4N25
FC3 = 4N25
FC4 = 4N25
FC5 = 4N25
FC6 = 4N25
FC7 = 4N25
FC8 = 4N25
T4 = BC547
RL9 = relais 12 V

Divers :
17 borniers 2 pôles
1 connecteur RJ45
1 support 2 x 8
8 supports 2 x 3
1 barrette 3 pôles mâle
1 cavalier
1 barrette 10 pôles mâle longue
1 barrette 12 pôles mâle longue
4 entretoises 20 mm
4 vis à tête fraisée 3 MA 10 mm avec écrous

La valeur des résitances R37 à R44 dépend de la tension maximale qui sera appliqué sur les entrées numériques.


La réalisation pratique
L’appareil se compose de deux cartes, la platine A et la platine B. Une fois que l’on a réalisé les deux circuits imprimés double face à trous métallisés (la figure 4b-1 et 2 et la figure 6b-1 et 2 en donnent les dessins, mais pas à l’échelle 1 : en effet, il faut en faire une photocopie avec un taux d’agrandissement de 141 %), ou qu’on se les est procurés, on monte tous les composants dans un certain ordre en regardant fréquemment les figures 4a, 6a, 5 et 7 et les listes des composants associées.
Sur la platine A, tous les composants sont soudés côté composants.
Le module EM100 se monte sur un support constitué de deux barrettes femelles de dix pôles chacune. Sur la platine B en revanche les barrettes mâles à dix et douze pôles se montent côté soudures. Sur la platine A, les sept LED sont à monter en laissant les pattes assez longues pour qu’elles affleurent derrière la face avant du boîtier (certaines devront même être rallongées), comme le montre la figure 8.
Cette face avant est à percer de sept trous de 3 mm de diamètre pour le passage de ces sept LED.
Montez tout d’abord les douze supports des circuits intégrés sans les confondre : U3 (PIC16F877-EF493 déjà programmé en usine), U4, U5, FC1 à FC8 et U6. Ensuite, vérifiez bien les soudures (ni court-circuit entre pistes et pastilles, ni soudure froide collée).
Montez toutes les résistances sans les intervertir (classez-les au préalable par valeurs et par puissance, R17 et R18 sont des 2 W, R37 à R44 sont à choisir en fonction de la valeur des tensions sur les borniers souhaités, lire plus haut) et le réseau résistif R45.
Montez ensuite, platine A, la diode 1N4007 (D1), bague blanche orientée vers U5 et, platine B, les diodes 1N4007 (D2 à D10), bagues blanches vers le haut, comme le montrent les figures 4a et 6a. Montez, platine B, les zeners ZD1 à ZD8, bagues noires vers le haut. Montez, platine A, les sept LED de 3 mm rouges/vertes/jaunes en respectant bien la polarité de leurs pattes (la plus longue est l’anode +).
Montez tous les condensateurs en respectant bien la polarité des électrolytiques (la patte la plus longue est le +).
Montez (platine A) le quartz Q1 de 20 MHz couché et pattes repliées à 90°. Montez le régulateur U1 (7805) et les trois transistors T1 à T3, en boîtier TO220, couchés, sans dissipateurs, semelles fixées au circuit imprimé par de petits boulons 3MA.
Montez T4 méplat repère-détrompeur tourné vers l’extérieur. Montez le dipswitch à quatre micro-interrupteurs DS1, chiffres vers le bas. Montez le porte-fusible avec son fusible 1 A.
Montez (platine A) les relais RL1 à RL8 et (platine B) RL9 de 12 V.
Montez tous les borniers à trois et deux pôles des IN/OUT numériques et analogiques et alarme, le socle jack pour l’entrée alimentation et les trois prises RJ45. Montez enfin les deux barrettes femelles de la platine A et les deux mâles de la platine B.
Vous pouvez alors enfoncer (platine A) délicatement le circuit intégré PIC dans son support en orientant bien son repère-détrompeur en U vers les LED de la face avant. Enfoncez U4 repère-détrompeur en U vers le bas, U5 repère-détrompeur en U vers la gauche. Platine B : U6 repère-détrompeur en U vers le haut et les huit optocoupleurs repèredétrompeurs vers la droite. Insérez alors (platine A) délicatement le module EM100 dans son support à barrettes, comme le montre la figure 5.

Figure 4a : Schéma d’implantation des composants de la platine A du contrôleur domotique par l’Internet.

Figure 4b-1 : Dessin, à l’échelle 1, du circuit imprimé de la platine A du contrôleur domotique par l’Internet, côté soudures.

Figure 4b-2 : Dessin, à l’échelle 1, du circuit imprimé de la platine A du contrôleur domotique par l’Internet, côté composants.

Figure 5 : Photo d’un des prototypes de la platine A du contrôleur domotique par l’Internet.

Figure 6a : Schéma d’implantation des composants de la platine B du contrôleur domotique par l’Internet.

Figure 6b-1 : Dessin, à l’échelle 1, du circuit imprimé de la platine B du contrôleur domotique par l’Internet, côté soudures.

Figure 6b-2 : Dessin, à l’échelle 1, du circuit imprimé de la platine B du contrôleur domotique par l’Internet, Côté composants.

Figure 7 : Photo d’un des prototypes de la platine B du contrôleur domotique par l’Internet.

Le montage dans le boîtier
La figure 8 montre comment installer les platines une fois terminées dans un boîtier plastique adéquat et comment les interconnecter : les deux platines A et B se superposent et se connectent entre elles grâce aux barrettes à 10 et 12 pôles. Elles se fixent au boîtier avec des vis. La face avant reçoit les sept LED dont les pattes ont dû être rallongées, sauf pour les vertes.
Si vous pensez utiliser l’appareil au sein d’un LAN, l’opération suivante consiste à programmer le module EM100 : reliez le circuit au réseau local (avant vérifiez que les quatre micro-interrupteurs du dip-switch DS1 ont bien été placés sur OFF) et en utilisant le logiciel Connection Wizard (chargeable sur le site www.tibbo.com), spécifiez l’adresse IP que le dispositif devra prendre à l’intérieur du LAN, le type de protocole à utiliser (TCP/IP), le port TCP que vous voulez utiliser pour la communication, le paramétrage du port sériel (vitesse de transmission 38 400 bits/s, aucune parité, huit bits de données et aucun contrôle de flux) et le mode de fonctionnement Esclave.
Essayez alors de vous connecter au circuit, en utilisant le logiciel Contrôle Maison et vérifiez qu’il envoie bien les données lues ou qu’il modifie ses sorties en fonction des commandes envoyées.
Si tout fonctionne correctement, vous pouvez connecter les I/O du circuit aux systèmes externes.
Si en revanche vous voulez utiliser le dispositif directement avec le port sériel, enlevez le EM100 de la platine A, mettez les quatre micro-interrupteurs du dip-switch DS1 sur ON et reliez le circuit au port sériel du PC par l’intermédiaire d’un convertisseur TTL/RS232. Le logiciel Contrôle Maison fonctionne même avec la connexion sérielle RS232.

Figure 8 : L’installation des deux platines dans le boîtier. On voit comment placer les sept LED en face avant et comment les deux platines se superposent (les interconnexions se font par barrettes à 10 et 12 pôles dont les parties mâle et femelle sont respectivement montées sur la platine supérieure B et la platine inférieure A).

Figure 9 : Le logiciel, que nous présenterons ultérieurement avec le protocole de communication et l’extension des sorties analogiques, permet de réaliser, au moyen du contrôleur I/O LAN, un système de gestion domotique complet pour une maison. Le logiciel est en mesure de gérer des liaisons par l’Internet basées sur le protocole TCP/IP et sérielles par PC.

Figure 10 : Cas classique d’utilisation d’un routeur ADSL.

Pour que l’on puisse toujours atteindre l’appareil, il est nécessaire qu’il soit toujours relié à l’Internet. La figure illustre le cas classique d’utilisation d’un routeur ADSL. Afin de protéger l’éventuel réseau LAN, les routeurs ADSL utilisent deux techniques : la première prévoit que, par défaut, le routeur n’accepte les demandes de connexions extérieures sur aucun port TCP. Au moyen de programmes de configuration fournis avec les routeurs il est possible “d’ouvrir” des ports déterminés de telle façon que le routeur accepte et sache comment aiguiller sur le LAN certaines connexions externes (pour plus d’informations voyez le manuel de votre routeur ADSL). La seconde, la NAT (Network Address Translation), permet de “cacher” pour l’extérieur la configuration du réseau local. Ce qui signifie que pour accéder à distance aux dispositifs reliés au LAN, il n’est pas nécessaire d’adresser l’IP local (192.168.0.3 dans notre exemple) mais bien l’IP externe du routeur (81.120.32.21, donné par le fournisseur ADSL). C’est ensuite le routeur qui, en fonction de ses propres tables de routage, sait comment atteindre l’appareil.

Figure 11 : La sélection liaison Ethernet ou sérielle.

Le circuit peut être relié à un PC par une liaison Ethernet au protocole TCP/IP ou par une connexion sérielle RS232. Dans les deux cas, on utilise le jack Ethernet/Sérielle au format RJ45 du circuit : donc si l’on utilise une connexion LAN, le câble provenant du réseau est à connecter directement au connecteur RJ45, si en revanche l’on choisit la connexion sérielle il faut utiliser un convertisseur RJ45/RS232 (par exemple l’interface sérielle présentée dans l'article : "Un traqueur GPS automatique avec mémoire et interface de transfert sur PC". La sélection de l’un ou l’autre mode se fait par les quatre microinterrupteurs du dip-switch DS1 : tous sur OFF c’est la liaison par le réseau Ethernet qui est sélectionnée (le module Tibbo EM100 est mis en service), tous sur ON c’est la connexion par ligne sérielle qui est sélectionnée (les données entrantes sont aiguillées directement vers le microcontrôleur). Il est capital qu’en cas de sélection du mode sériel le module EM100 soit physiquement coupé du circuit et que l’appareil ne soit, sous aucun prétexte, relié au LAN : dans le cas contraire on risque d’endommager le EM100 ou les périphériques reliés au LAN. Nous vous conseillons donc, lors du passage d’un mode à l’autre, d’éteindre le circuit, d’insérer ou d’éteindre le EM100, de paramétrer les quatre micro-interrupteurs du dip-switch DS1, de relier correctement le dispositif au LAN ou au port sériel, puis de rallumer l’appareil.

À suivre
Dans la seconde partie, nous nous occuperons du logiciel et de l’extension bus I2C.

source : schema-electronique.net

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apprendre l'arduino en français


apprendre l'arduino en français avec le  grande livre d'arduino 


 22 montages à réaliser avec Arduino

Avec son petit microcontrôleur hautement performant et facilement programmable, la plate-forme libre Arduino a révolutionné le mouvement Do It Yourself. Se couplant aisément avec d'autres composants (écrans LCD, capteurs, moteurs...), elle est devenue aujourd'hui un élément indispensable dans de nombreux dispositifs électroniques. Sa simplicité d'utilisation, l'étendue de ses applications et son prix modique ont conquis un large public d'amateurs et de professionnels : passionnés d'électronique, designers, ingénieurs, musiciens...

Remarquable par son approche pédagogique, cet ouvrage de référence vous fera découvrir le formidable potentiel d'Arduino, en vous délivrant un peu de théorie et surtout beaucoup de pratique avec ses 22 montages à réaliser. Mise à jour avec les dernières évolutions d'Arduino, cette deuxième édition s'est enrichie de deux nouveaux chapitres et de projets à monter avec un Raspberry Pi ou une carte Yùn.
À qui s’adresse ce livre ?

Aux électroniciens, bricoleurs, bidouilleurs, hobbyistes, ingénieurs, designers, artistes…
Dans ce livre, vous apprendrez à :
  •     créer un séquenceur de lumière
  •     fabriquer un afficheur LCD
  •     commander un moteur pas-à-pas
  •     réaliser un shield
lire le livre






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L’Electronique en pratique de charles platt



charles platt

Dans L’Electronique en pratique, j’avais emis quelques suggestions a propos de l’espace de travail, des composants et des outils, entre autres choses. Certains de ces conseils doivent maintenant etre revus, tandis que d’autres vont etre repetes ou developpes.



Source d’alimentation

La plupart des circuits de ce livre peuvent etre alimentes par une pile de 9 volts, qui a l’avantage d’etre non seulement economique mais aussi une source de tension stable sans parasite ni bruit. Cependant, la tension d’une pile diminue notablement au cours de son utilisation et peut varier, d’un instant a l’autre, selon l’intensite qu’elle doit fournir. Disposer d’une alimentation variable, capable de delivrer une tension de 0 V a 20 V en courant continu (20 V DC), voire plus, est un reel avantage mais pourrait couter plus que vous ne souhaitez depenser. Un compromis raisonnable pourrait etre l’achat d’un bloc alimentation secteur delivrant une tension unique de 12 V, facilement transformable en 9 V DC ou 5 V DC a l’aide d’un regulateur de tension, afin d’alimenter la plupart des experiences de ce livre.

Un regulateur de tension coute moins d’1 € et un bloc alimentation capable de fournir un courant continu de 1 A (1000 mA), environ 10 €, le tout restant economique. Vous pourriez etre tente de choisir un chargeur de telephone portable, particulierement si vous en avez un

inutilise, le telephone etant hors d’usage. La plupart de ces chargeurs delivrent une tension de 5 V DC ce qui ne conviendrait pas pour les projets necessitant 9 V DC.De plus, etant destines a la charge des batteries, leur tension de sortie est parfois reduite quand leur charge absorbee augmente.

En definitive, si vous avez un budget reduit et n’envisagez pas de construire des versions permanentes de certains projets, une pile de 9 V fera l’affaire. Dans le cas contraire, investissez dans un bloc secteur economique delivrant une tension de 12 V.



Régulation

De nombreuses experiences necessitent une tension continue regulee de 5 V DC. Pour cela, vous aurez besoin des composants suivants :

• regulateur de tension LM7805 ;

• condensateurs en ceramique de 0,33 μF et 0,1 μF ;

• resistance de 2K2 ;

• interrupteur de type SPST ou SPDT de type traversant,

pour circuit imprime, dont les broches

pourront s’inserer dans les trous de la plaque de

montage ;

• diode LED ordinaire.

La fig. I-1 page suivante montre comment ces composants peuvent etre inseres dans la partie haute d’une platine de montage, creant un bus positif a gauche et un bus negatif a droite de la platine, ce qui correspond a la configuration que j’utiliserai dans la plupart des projets.

La pile de 9 V utilisee ici peut bien evidemment etre remplacee par un bloc secteur. Assurez-vous que ce bloc delivre une tension continue de 7 V DC minimum.

Afin d’eviter de generer des pertes calorifiques excessives,

il ne devrait pas dispenser une tension superieure a 12 V DC.



 



Figure I-1. Placement des composants permettant de générer

une tension continue régulée de 5 V.



La fig. I-2 presente le schema de ce circuit. Les condensateurs devront etre utilises meme si une pile alimente le montage, ils garantissent un fonctionnement correct du regulateur de tension.







Figure I-2. Schéma de l’alimentation régulée 5 V continu.



Je suggere que vous ajoutiez un interrupteur et une diode LED ce qui est plus pratique. Si votre circuit ne fonctionne pas, il est interessant de verifier l’allumage de la LED, confirmant ainsi que le montage est bien alimente. De plus, lorsque vous devrez modifier le circuit d’un projet, vous apprecierez de pouvoir couper puis remettre l’alimentation sans difficulte. J’ai place une resistance de valeur relativement elevee en serie avec la diode LED afin d’economiser la pile dans le cas ou vous en utiliseriez une.



Prototypage

Dans L’Electronique en pratique, j’utilisais des plaques de montage ayant un bus d’alimentation sur chacun des ses cotes les plus longs, vous aviez ainsi les lignes alimentation negatives et positives des deux cotes de la plaque.

Dans ce livre, j’ai decide d’utiliser un modele de platine plus simple, presentant une seule ligne d’alimentatio de chaque cote tel que montre sur la fig. I-3.







Figure I-3. Apparence extérieure d’une platine ne possédant

qu’une seule ligne d’alimentation de chaque côté.



Tous les circuits de ce livre seront définis pour ce type de plaque.

Plusieurs raisons justifient ce changement.

• Les platines de ce type sont beaucoup plus economiques, particulierement si vous les achetez directement en Asie via eBay. Ne soyez pas deconcerte par les noms de ces vendeurs, tels que « hero fengstore » ou « kunkunh ». A l’heure de parution de ce livre, vous pouvez vous procurer ces plaques pour quelques euros seulement, si vous n’etes pas decourage par la duree d’acheminement, parfois de plusieurs semaines. Pour plus de conseils en ce qui concerne l’approvisionnement de composants, reportez-vous a l’annexe de l’ouvrage.
Si vous achetez plusieurs platines de montage, vous pourrez conserver les circuits precedents

sur leurs plaques alors que vous en utiliserez une neuve pour chaque nouveau circuit.

• Si vous souhaitez realiser une version permanente d’un circuit en soudant ses composants sur un circuit imprime, le plus simple serait d’utiliser des plaques d’essai a souder en epoxy ou bakelite ayant des pistes de meme configuration que celle des plaques de montage sans soudures.

Ces types de plaques ont la plupart du temps une seule ligne de bus de chaque cote (la reference SYB-120 60x12 est une plaque d’essais a une seule ligne d’alimentation comportant 600 points, correspondant a celle utilisee dans les experiences de cet ouvrage. Elle peut etre commandee en ligne pour quelques euros).

Ainsi, si la configuration est identique, le transfert des composants a partir de la platine de montage sans soudure sera facilite.

• Les retours d’experience des lecteurs m’ont appris qu’ils avaient tendance a commettre plus d’erreurs en utilisant des plaques de montage avec double bus d’alimentation sur chaque cote. Ces erreurs peuvent etre couteuses et genantes, certains composants n’ayant pas une grande tolerance a l’inversion de polarite.
 Il est important que vous ayez en tete une image des connexions internes de la platine utilisee, c’est pourquoi je presente a nouveau une image du precedent livre. La fig. I-4 est une vue en ecorche de la plaque d’essai.

Rappelez-vous que de nombreuses platines de montage ont des bus d’alimentation interrompus en plusieurs points autorisant ainsi l’utilisation de sources de tension differentes selon les endroits de la plaque. Je n’ai pas l’intention de recourir a cette possibilite, et

je vous conseille, lorsque vous utilisez une nouvelle plaque, de verifier avec un multimetre si les lignes d’alimentation ne sont pas interrompues. Dans le cas contraire, vous devrez recourir a un fil pour ponter chaque coupure. Si vous oubliez cette precaution, votre circuit pourrait ne pas fonctionner





Figure I-4. Vue écorchée montrant les conducteurs internes

d’une plaque de montage.



Câblage

De temps en temps, je recois un e-mail d’un lecteur, accompagne d’une photo montrant un circuit concu sur une plaque de montage, ne fonctionnant pas, et me demandant pourquoi. Si le lecteur a utilise des fils souples possedant un petit embout a chaque extremite, ma reponse est toujours la meme : je ne peux pas vous aider car, meme si j’avais le circuit face a moi,

je ne serais toujours pas en mesure de proposer une autre recommandation que de retirer tous les fils et de realiser a nouveau le cablage. 
 Les fils d’interconnexion pour les plaques d’essai sont faciles et rapides a connecter, j’ai souvent succombe a leur attrait mais je l’ai souvent regrette car, si vous faites une seule erreur, vous aurez beaucoup de difficulte a la reperer au milieu de cet enchevetrement de fils.



Dans la plupart des photos de ce livre, vous remarquerez que j’utilise des fils de liaison flexibles avec embouts pour realiser les connexions avec l’exterieur de la platine utilisee. En revanche, sur la plaque, j’utilise des petits fils rigides, denudes a chaque extremite. Il est

infiniment plus aise de trouver une erreur en utilisant ce type de fils.
Si vous achetez des kits de fils rigides predecoupes, vous verrez qu’ils sont colores en fonction de leur longueur. 
 Or, ce n’est pas tres pratique ; il serait preferable d’utiliser une couleur de fil en rapport avec sa fonction. Par exemple, une connexion aboutissant a la ligne d’alimentation positive du bus doit etre rouge, peu importe sa longueur. Deux fils places paralleles seront de couleurs differentes et contrastees afin de ne pas les confondre. 
 Et ainsi de suite. De cette facon, je peux observer une plaque, rapidement determiner son fonctionnement et trouver une erreur de cablage plus aisement.
Peut-etre pensez-vous que predecouper vous-meme vos fils est trop fastidieux. En ce cas, j’ai une suggestion a vous faire. La fig. I-5 montre la methode que j’utilise pour preparer mes fils de liaison.







Figure I-5. Une façon simple de créer des fils de liaison pour une

plaque de montage.



Commencez par retirer une petite longueur d’isolant (environ 5 cm) et jetez-la. Ensuite, estimez la distance que votre fil doit couvrir sur la plaque. Appelons « X » cette distance. Reportez cette longueur sur l’isolant du fil comme a l’etape 2 et placez votre pince a denuder a l’endroi du pointille. Poussez ensuite la gaine isolante du fil vers l’extremite du fil a environ 1 cm de cette extremite. Coupez ensuite le fil au niveau de la ligne noire continue. Pliez les extremites pour terminer.
Afin de trier et ranger les fils ainsi predecoupes, vous pouvez realiser un calibre de longueur de fil. Cet outillage sera egalement utile pour plier les fils a la longueur desiree. Il s’agit simplement d’un morceau de plastique ou de contreplaque de forme triangulaire avec des

decoupes en escalier le long de la diagonale, commindique sur les fig. I-6 et I-7.







Figure I-6. Calibre fait maison pour plier et trier les fils utilisés

sur les plaques d’essai (gradué en pas de 2,54 mm).







Figure I-7. Vérification d’un fil de longueur 28 mm

(1,1”, soit 11 pas) à l’aide du calibre.



Notez que pour prendre en compte l’epaisseur du fil lors du pliage, les creneaux du calibre devront etre decoupes en reduisant leur longueur d’1,6 mm environ.

Une autre methode pour verifier la longueur des fils plies consiste a utiliser une plaque de circuit imprime perfore au pas de 2,54 mm (0,1”).

Rappelez-vous que les trous d’une plaque d’essai sont espaces de 2,54 mm (0,1“ ou un pas elementaire), verticalement et horizontalement, l’espace plein au centre de la platine ayant une largeur de 3 pas soit 7,62 mm. En ce qui concerne le diametre des fils a utiliser, la section

de 0,2 mm² (calibre USA AWG24) est de loin le meilleur choix. Un diametre inferieur (calibre USA AWG26) n’assurerait pas de bons contacts alors qu’un diametre superieur (calibre USA AWG22) serait difficile a inserer. 
 Vous pourrez trouver des lots de fils sur eBay. Personnellement, j’utilise des fils de dix couleurs differentes : rouge, orange, jaune, vert, bleu (plusieurs teintes bleues), noir, marron, violet, gris et blanc. Si vous etes

rigoureux et affectez une couleur a chaque connexion sur la platine en fonction de sa fonction, vous simplifierez beaucoup votre travail.

Jetez a nouveau un oeil a la fig. 2 page 2, pour vous rememorer les deux causes d’erreurs de cablage les plus frequentes. Vous pensez peut-etre que vous ne ferez jamais de telles erreurs de cablage, mais je les ai moi-meme commises lorsque j’etais fatigue ou quan j’avais travaille au-dela du raisonnable.


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