Construction d'une étuve régulée par micro-processeur

[JeanMarie]

Hello les amis,

Avec l’ajout du chip MAX232, ma platine d’expérimentation devenait vraiment étroite. J’ai donc laissé provisoirement l’expérimentation de la liaison série pour passer à la réalisation pratique. En effet, si tout est monté (sans erreur), la mise au point du programme peut être faite « in situ ».

En confrontant mes premières ébauches de schéma avec la réalisation pratique, je me suis rendu compte que certaines parties du montage doivent se situer dans le boitier de commande et que d’autres parties sont à mettre dans le châssis de l’étuve. Par exemple, pour éviter de multiples câble de liaison entre le boitier de commande et l’étuve et pour ne pas mélanger le 220V et le 5V, il y a intérêt à conserver dans l’étuve toute la partie 220 V, avec son switch principal, ainsi que l’optocoupleur et le triac, de même que la source d’alimentation 5V. De cette manière, le câble de liaison ne comporterait que 4 fils : +5V, GND, le signal de la sonde interne de l’étuve et le signal de commande de l’optocoupleur.

J’ai décidé de regrouper ces fils dans un câble Ethernet à 8 brins muni aux extrémités de prises RJ45. Cela laisse encore 4 fils inoccupés pour un éventuel usage ultérieur.

Il fallait donc revoir le schéma en tenant compte des divers connecteurs et de la localisation des éléments.
Le boitier de commande contient l’afficheur LCD, les switch de menu et diverses LED mais ces éléments sont fixés au couvercle alors que la platine du circuit est à fixer dans le fond du boitier. Il fallait donc encore prévoir des connecteurs pour ouvrir confortablement et pouvoir retirer la platine.

Afin d’y voir plus clair, j’ai commencé par munir le boitier de commande des connecteurs extérieurs et des éléments de la face avant (Les LED ne sont pas encore en place).

P1020715.JPG

P1020713.JPG

Le schéma a ensuite été modifié en remplaçant les fils de liaison par des pointeurs, dans l’idée d’utiliser une carte préperforée, d’y positionner les éléments et de les raccorder par des fils.
Voici une vue générale du schéma mais pour le lire en détail, il faut ouvrir le document pdf sous la photo.

schéma des modules.png

Etuve-modules.pdf

Comme alternative, j’ai également dessiné le projet du circuit imprimé du boitier de commande, à graver spécifiquement. Voici le code des couleurs :

Connecteurs : rose
Eléments actifs : bleu
Résistances : jaune
Condensateurs : mauve
Bouton de reset : kaki
Straps (fils passant par la face supérieure) : vert

CI753x600 bis.jpg

Le circuit imprimé spécifique est évidemment moins souple si quelque chose est à modifier après coup.

P.S. Pour réduire la taille de la dernière photo, j'ai réduit la définition des couleurs. Du coup, le jaune des résistances a disparu et les autres couleurs sont "délavées". Sorry.

EDIT 20/05/2009: Une erreur s'est glissée dans le shéma de montage du Triac. Lire plus loin pour correction:
viewtopic.php?p=15969#p15969

[JeanMarie]

Pour ceux qui ne sont pas familiers de la fabrication de circuits imprimés, voici en quelques photos une procédure simple.

Etape 1

Imprimer en grandeur réelle les éléments de schéma de la face supérieure et coller ce dessin sur la platine du côté opposé au cuivre.




Perçage1.jpg (84.56 Kio) Vu 8666 fois

Etape 2

Percer la platine au centre des pastilles du dessin. Ici, il est presque indispensable d'utiliser une mini-foreuse sur pied, d'abord pour la précision du positionnement des trous et ensuite car il faut utiliser une mèche de 0,8mm et qu'à main levée elle casse très vite.




Perçage2.jpg (102.01 Kio) Vu 8656 fois

Etape 3

Commencer par bien décaper le cuivre au tempon Jex à sec, puis ne plus toucher le cuivre avec les doigts pour éviter les traces de graisse. Imprimer (la taille est sans importance) une image en mirroir des pistes de la face inférieure (cuivre) du schéma de platine et se servir de ce modèle pour dessiner les pastilles et les pistes sur le cuivre à l'aide d'un feutre indélébile spécial (vendu en magasin d'électronique). Les trous servent évidemment de repère pour dessiner les pastilles. Les grandes surfaces cuivrées sans pistes peuvent être recouvertes de bandes plastiques autocollantes.




Dessin des pistes.jpg (88.22 Kio) Vu 8640 fois

Etape 4

Préparer dans un récipient en verre ou en plastique une solution de persulfate de sodium ou de perchlorure de fer (disponible en magasin d'électronique) à la concentration indiquée sur le flacon. Y plonger la platine et agiter pendant une dizaine de minutes jusqu'à ce que tout le cuivre soit dissout. Laver la platine à l'eau et repasser au tampon Jex pour enlever l'encre indélébile.




Pistes révélées.jpg (83.36 Kio) Vu 8629 fois

Etape 5

Puisque vous disposez probablement d'une loupe binoculaire, c'est l'outil idéal pour la dernière étape qui est la vérification à fort grossissement du bon état des pastilles et pistes. Il faut repérer tous les contacts indésirables et les supprimer à la meule ou au cutter. Il faut également repérer les microcoupures éventuelles et les réparer à la soudure. On peut également repérer celles-ci par une vérification électrique des pistes, à faire impérativement avant l'implantation des éléments.

Bon week-end.

[Christian]

Bonjour Jean-Marie,

Merci pour tout ces détails, ça avance, ça avance !
De mon côté pour les schémas et le routage automatique des pistes j'utilise deux logiciels français assez sympas : Winschem et Wintypon, malheureusement les versions actuelles sont assez chers !
http://www.typonrelais.com/index.htm

J'avais acheté aussi une petite insoleuse très bon marché car les dessins au feutre sont vite limités (en tout cas pour mes doigts), surtout avec les nombreuses sorties des microprocesseurs …
(on peut aussi facilement en bricoler une).

il est presque indispensable d'utiliser une mini-foreuse sur pied, d'abord pour la précision du positionnement des trous et ensuite car il faut utiliser une mèche de 0,8mm et qu'à main levée elle casse très vite

Je confirme !!
En plus, passé la vingtaine de trous, c'est bien plus agréable pour les yeux et les nerfs !

Edit: Insoleuses, suite ici => viewtopic.php?f=60&t=3515

[JeanMarie]

Attention !

Une erreur s'est glissée dans le schéma de montage du Triac proposé ci-dessus. J'ai voulu m'inspirer du schéma du site Sonelec:

MOC3041.jpg

http://www.sonelec-musique.com/electron ... triac.html


Et voici ce que j'en ai fait:

MOC3041bis.jpg

J'ai relié par erreur la patte 4 de l'optocoupleur à A1 du Triac. Je m'en suis rendu compte car j’ai réalisé la platine qui prend place dans l’étuve et j’ai voulu tester le circuit. J’évalue à 1/10ème de seconde le temps qu’il a tenu avant que l’optocoupleur ne saute.

J’ai donc remodifié la platine pour la rendre conforme à ce schéma :

MOC3041ter.jpg

http://www.sonelec-musique.com/electron ... v_001.html

[Hearty]

Bonjour,

Une petite frayeur
pour revigorer le cœur

Travail très méticuleux,
J'ai parcouru l'ensemble du fil,
et je dois reconnaitre que
la rigueur est de mise.

Mes compliments pour ce projet.

Amicalement,

[Christian]

Bonjour Jean-Marie,

Je salue aussi ton travail et ta persévérance !
Si tu ne l'as pas fait (je n'ai pas vérifié), met un petit renvoi dans le message concerné (celui ou il y a une erreur).
A+

* nb: Pour créer un lien directement sur un message, il suffit de cliquer sur le titre du dit message et relever l'URL.
Cela amènera le lecteur directement au bon endroit.

[JeanMarie]

Merci pour vos encouragements.

Le temps d'aller racheter quelques MOC3041 au magasin, question de parer à de nouvelles pétarades, et de modifier la platine, je suis repassé ce soir aux essais.

Et paf...

Feu d'artifice.jpg

ça fonctionne ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! !

Oui, mais alors, comment ça se fait que ça marchait déjà sur la platine d'expérimentation ?
Ben, j'avais eu beaucoup de mal à faire fonctionner le triac et donc j'avais essayé de multiples montages avant de me rendre compte que les deux anodes ne sont pas interchangeables. Le schéma théorique que je vous ai dessiné il y a 1 mois n'existait pas encore au moment des essais.

Voici comment les choses se présentent actuellement.

P1020931.JPG

J'ai remplacé le timer de la face avant par un interrupteur général. Le thermostat bilame reste en place car je n'ai rien à mettre à la place, mais il est débranché. Par contre, je conserve le voyant rouge qui sert de témoin que l'appareil est sous tension.

P1020928.JPG

Dans le compartiment latéral, j'ai placé dans le bas une prise comme il y a à l'arrière des ordinateurs. C'est plus sympa qu'un cordon d'alimentation qui entre dans l'appareil par un trou.
La platine est montée au-dessus de cette prise et comporte donc essentiellement l'optocoupleur, le triac et les connecteurs. Le connecteur RJ45 servant de liaison avec le boitier de commande est directement soudé sur la platine et est accessible à l'extérieur par un trou carré dans la face arrière.

P1020929.JPG

Pour l'alimentation 5V, je ne me suis pas creusé la cervelle. J'ai simplement utilisé une petite alimentation régulée du commerce. Je suis sûr qu'on en trouve 2 ou 3 dans chaque maison car presque chaque appareil est vendu avec une telle alimentation. Je l'ai ouvert pour remplacer la fiche par des fils. Le circuit étant très dense, avec peu d'espace de fixation, j'ai préféré le remettre dans son boitier et le refermer avec du fil de fer. Le boitier est simplement vissé sur la face postérieure.

Ah oui, j'oubliais, Merci Christian . Ton truc pour connaître l'adresse d'un message est très pratique. J'ai par ailleurs édité le message avec l'erreur de schéma.

[JeanMarie]

Hello tout le monde,

J'ai passé la plus grande partie des 3 derniers jours à traquer les erreurs du circuit imprimé du boîtier de commande. J'ai relevé au moins 4 à 5 erreurs du genre oubli d'une piste ou raccordement à la mauvaise patte du µctrl.

La dernière erreur a été difficile à débusquer. Le µctrl ne fonctionnait pas et refusait toute nouvelle programmation. J'ai été obligé de le remettre sur la platine d'expérimentation (où il a accepté à nouveau la programmation) et d'établir un protocole systématique de tests en faisant intervenir une à une chaque connection du µctrl avec le circuit imprimé. J'ai fini par trouver un court-circuit dans la liaison entre la prise HE10 de programmation et le circuit imprimé.

P1020958.JPG (113.97 Kio) Vu 8084 fois

Heureusement, la prise était fixée à la colle chaude, de sorte que j'ai pu la décoller au décapeur thermique.Finalement, la cause du court-circuit est devenue évidente:

P1020959.JPG (103.63 Kio) Vu 8087 fois

Je suis donc en mesure de vous montrer le boîtier de commande fonctionnel et ses entrailles:

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[JeanMarie]

Hello,

J'ai une bonne et une excellente nouvelle:
La bonne nouvelle, c'est que, suivant les conseils de Christian, j'ai installé une liaison série RS232 entre l'étuve et le PC et que cette liaison fonctionne à merveille avec le programme Hyperterminal.

L'excellente nouvelle, c'est que je vais pouvoir réviser circuits, câbles et connections car je n'arrive pas à entrer en communication avec les sondes de T° et c'est un peu gênant pour une étuve...

[JeanMarie]

je vais pouvoir réviser circuits, câbles et connections

J'ai révisé circuits, câbles et connections. Tout cela est parfait ! Je suis donc passé à l'ultime: enlever les sondes des circuits pour les tester individuellement sur la plaque d'expérimentation. Les 2 sondes sont mortes. Comme je n'ai pas fait d'erreur d'alimentation, je suis à peu près certain que j'ai cramé les sondes, l'une (celle du boitier de commande) en la soudant, l'autre (celle de l'intérieur du four) en y adaptant de la gaine thermorétractable au-dessus du gaz.

J'ai directement racheté 4 nouvelles sondes sur eBay. Cette fois, je les relierai par des connecteurs. C'est la première fois que je détruis des composants par la chaleur . Ces sondes me semblent plus sensibles que des diodes, transistors ou circuits intégrés.