Un temporisateur pour extinction automatique
Temporisateur pour extinction automatique :
temporisateur pour extinction automatique :
CARACTERISTIQUES TECHNIQUES
- Extinction programmée de la charge.
- Intervalle sélectionnable : 1, 2, 4, 8, 24 heures.
- Sélection de l’intervalle : par poussoir
- Signalisation : à LED.
- Etage de sortie : à relais.
- Courant commutable : 10 A @ 230 VAC.
- Alimentation directe : 230 V/50 Hz.
Combien de fois vous est-il arrivé de quitter la maison ou votre poste de travail et, quand vous revenez, de vous apercevoir que vous avez laissé –par étourderie– un appareil inutilement allumé ? Sans doute plusieurs fois car il arrive, même aux personnes les plus “maniaques”, d’oublier d’éteindre la chaîne Hi-Fi, le téléviseur, les instruments de mesure du labo, le chargeur de batterie de l’APN, etc. S’il ne s’agit que de nous faire dépenser quelques sous de plus sur la prochaine facture EDF, ce n’est peut-être pas très grave mais si le fer à repasser ou un chauffage d’appoint risque de flanquer le feu à l’appartement ou à l’atelier, ce n’est plus du même ordre de gravité ! Or ce risque –et d’autres non évoqués ici– dû, rappelons-le, à une simple étourderie (on peut bien sûr vouloir laisser l’ordinateur branché, le téléviseur en veille ou l’oscilloscope sous tension), peut facilement être conjuré si l’on dispose d’un système d’extinction automatique à monter en série dans le cordon secteur de l’appareil à protéger (ou dans le cordon de la prise multiple –par exemple de l’amplificateur Hi-Fi et de tous ses périphériques– si l’on veut en commander plusieurs).
Cet article vous propose de construire un tel “timer” (temporisateur) chargé d’éteindre (“power off”) l’appareil électrique monté en aval au bout d’un délai réglable : il utilise, pour effectuer cette coupure du secteur 230 V, un relais.
En effet, au bout du temps paramétré, le contact du relais s’ouvre (le relais cesse d’être collé) et l’appareil privé de la tension du secteur s’éteint. Le relais a un pouvoir de coupure sous 230 V de 10 A et donc notre temporisateur pourra débrancher du secteur un ou des appareils électriques consommant en 230 V jusqu’à 10 A (ce qui fait plus de 2 kW). Si vous souhaitez débrancher des appareils électriques plus puissants, vous n’aurez qu’à utiliser votre temporisateur pour alimenter l’enroulement d’un relais de puissance.
C’est un microcontrôleur à architecture 8 bits, contenant une petite mémoire “flash” dans laquelle se trouve le programme résident. Ce dernier est fort simple (voir figures 2 et 5) : juste un “timer” programmable par bouton poussoir et un cavalier (avec un seul poussoir on lance et on arrête la temporisation).
Quand on alimente le circuit, le programme résidant dans le PIC initialise tout d’abord les lignes d’E/S : GP1 et GP3 comme entrées et GP0 et GP2 comme sorties (la première lit l’état du cavalier JP1 et avec GP3 on détecte l’état du poussoir, cet état déterminant la fonction de temporisation .
GP0 pilote, au moyen du transistor T1, la LED de signalisation LD1 ; GP2 s’occupe de l’activation du relais. T1 et T2 sont deux NPN montés en interrupteurs statiques ; pour les faire conduire, les lignes d’E/S correspondantes du micro se mettent au niveau logique haut de façon à polariser les bases jusqu’à la saturation.
La LED mérite une attention particulière. En fonction de l’état de fonctionnement du circuit elle s’allume pleinement ou avec une intensité lumineuse réduite : quand le programme résident du microcontrôleur PIC doit l’allumer avec une intensité maximale, il met GP0 à 1, de telle manière que T1 ait sa base polarisée sous l’effet de R8 et conduise entre collecteur et émetteur, ce qui détermine le passage d’un courant dans la diode, courant limité par la valeur de R10 ; pour obtenir une lumière réduite, le micro met GP0 à 0, de telle manière que T1 soit bloqué et que la LED soit traversée par un courant passant cette fois à travers R11, dont la valeur est nettement plus forte que la résistance R10.
D1 sert à court-circuiter les surtensions inverses qui se produisent aux bornes de l’enroulement quand T2 est
bloqué : sans la diode D1, la jonction base-collecteur de ce transistor serait endommagée. Toujours en terme de protection, à propos cette fois des contacts du relais alimentant la charge : nous y avons monté un varistor VDR1 ; ce composant a une résistance pratiquement infinie tant que la tension à ses extrémités se maintient en dessous de sa tension de seuil (ici 300 V) et va pratiquement jusqu’au court-circuit lorsque la tension devient supérieure à ce seuil ; son rôle est de protéger les contacts du relais contre les arcs électriques pouvant se former si, au moment de l’ouverture des contacts, la charge est soumise à une tension supérieure à celle que tolèrent les sorties dudit relais (240 à 260 V) ; cela peut se produire quand le relais doit commander des charges fortement inductives lesquelles, au moment de la coupure, engendrent des surtensions inverses causées par le phénomèné d’auto-induction.
Mais voyons un peu ce qui se passe au niveau logiciel. Après initialisation, le micro lit une seule fois GP3, afin de paramétrer les temporisations correspondant aux commandes que l’usager indique à l’aide du poussoir : celui-ci est ensuite lu continûment (par GP1). Tant que P1 reste au repos, le micro signale la condition d’attente (“stand-by”), ou relais au repos, par l’allumage de la LED à demi luminosité. Quand il détecte la fermeture du poussoir (au moyen du pont R6-R7), il compte le temps pendant lequel la ligne
GP1 reste au niveau logique bas ; si le 0 logique dure moins de deux secondes, le “timer” commence la temporisation la plus courte parmi celles définies par la position du cavalier.
A propos de ce dernier, sa condition est établie lorsque le circuit est éteint ; quand on met sous tension, la LED LD1 clignote deux fois lentement si le cavalier est fermé (délai de temporisation long, 2 ou 8 heures) ou bien rapidement si au contraire le cavalier JP1 est ouvert (délai court, 1 ou 4 heures).
Mais revenons à l’activation du “timer” : le relais colle (et l’appareil commandé est alimenté) quand on
presse le poussoir ; une première pression brève (moins de deux secondes) sélectionne la durée la plus courte, soit 1 ou 2 heures selon que JP1 est, respectivement, ouvert ou fermé ; comme signalisation la LED clignote rapidement (elle s’éteint quand le délai est écoulé, soit quand le relais se met en
position de repos, contact ouvert).
Une autre pression sur le poussoir pendant moins de deux secondes et on paramètre le délai de temporisation le plus long (4 heures si JP1 est ouvert, 8 heures s’il est fermé) ; la temporisation longue est signalée par un clignotement lent de la LED jusqu’à l’écoulement du délai ou un changement de programme avec P1. Une nouvelle pression sur P1 pendant moins de deux secondes et c’est à nouveau le délai court qui est paramétré, etc. En fait, toute pression de P1 pendant moins de deux secondes fait passer du délai court (1 ou 2 h) au délai long (4 ou 8 h) et vice-versa.
Mais que se passe-t-il si l’on presse et maintient P1 pressé pendant plus de deux secondes (mettons entre deux et trois secondes) ? Eh bien, si on le fait quand le “timer” est au repos (LED allumée fixe et relais au repos, ouvert), on paramètre la fonction Timer 24 h : le relais colle et ne revient au repos qu’au bout de vingt-quatre heures (oui oui, une journée complète) ; cette option est signalée par l’allumage fixe de la
LED à la luminosité maximale. Durant le fonctionnement en mode 24 h, une autre pression prolongée de P1 provoque l’ouverture du relais (position de repos) et l’annulation de la temporisation paramétrée. En revanche, si P1 est pressé pendant deux à trois secondes au cours des temporisations 1, 2 4 ou 8 heures, le “reset” de la temporisation est alors provoqué et la charge est tout de suite déconnectée (le relais s’ouvre
et se met au repos). Dans tous les cas, l’annulation du comptage du “timer” et le passage au repos du relais sont signalés par l’allumage de la LED en luminosité réduite, ce qui indique l’état de “stand-by” (attente d’un éventuel nouveau paramétrage).
Voilà pour ce qui regarde les fonctions et la commande du temporisateur. Voyons maintenant ce qu’il en est de l’alimentation du circuit : le schéma électrique montre que le circuit tout entier est alimenté par la tension alternative du secteur 230 V 50 Hz et que les contacts du relais lui-même ne sont pas libres mais déjà reliés au secteur afin d’alimenter la charge (la coupure s’effectue sur la phase L, le neutre N n’étant pas interrompu) ; bien sûr le ou les appareils à contrôler doivent fonctionner sur le secteur 230 VAC (ce qui exclut les appareils basse tension –à moins de commander le transformateur dont le secondaire donne cette basse tension, par exemple un transfo 230/12 pour halogène).
Puisque nous parlons de transformateur, vous voyez que nous en avons fait l’économie en optant pour une solution plus légère et moins encombrante : nous redressons directement l’alternatif avec le pont de Graetz formé par D2, D3, D4, D5, pont monté en série avec une impédance composée de R1, R2, R3 et C5 ; ce dernier sert à faire chuter la tension en excès et à assurer un fonctionnement correct de la diode zener ZD2. Bref, nous mettons à profit la réactance capacitive de C5 lequel, à la fréquence 50 Hz du réseau électrique, vaut :
Xc = 106 : (6,28 x 50 x 0,47) = 6.775 ohms
pour faire chuter la tension en excès .
A cette chute de tension concourt aussi R3 qui a pour rôle principal de limiter le courant traversant ZD2 si d’aventure le circuit était relié au secteur au moment où la tension sinusoïdale a la valeur maximale.
En effet, dans ce cas, le condensateur étant normalement déchargé, se laisse traverser par le pic de tension.
R1 et R2 servent à décharger C5 quand le circuit est débranché du secteur : on évite ainsi d’encourir le risque de prendre quelques secousses –désagréables pour le moins, mortelles pour le pire– si l’on touchait malencontreusement les pistes du circuit imprimé (sans se méfier puisqu’on voit que le cordon secteur est débranché) !
Du pont redresseur, soit entre les cathodes de D4 et D5 et les anodes de D2 et D3, sortent des impulsions sinusoïdales unidirectionnelles à une fréquence double de celle du secteur (100 Hz) ; ces impulsions sont écrêtées à 24 V par ZD2 et elles vont charger l’électrolytique C3, entre les armatures duquel on trouve la
tension alimentant la bobine du relais.
Une seconde zener, ZD1, avec le concours de deux résistances de ballast, limite à 5 V la tension à ses extrémités ; ce 5 V sert à alimenter le microcontrôleur et la LED.
La réalisation pratique :
Une fois qu’on a réalisé le petit circuit imprimé simple face (dont la figure 3b donne le dessin à l’échelle 1), on monte tous les composants dans un certain ordre en regardant fréquemment les figures 3a et 4, ainsi que la liste des composants.
Leur insertion et leur soudure ne posent pas de problèmes particuliers, elles réclament seulement un peu de soin, mais prenez tout de même bien garde à la polarité (au sens de montage) des composants polarisés (diodes et zeners, LED, transistors, circuit intégré, condensateurs électrolytiques).
Montez d’abord les résistances, les diodes et les petits condensateurs, continuez avec les électrolytiques, le
cavalier J1 (au pas de 2,54 mm) et les transistors et terminez par le relais, l’énorme C5 (en rouge sur la photo), le varistor VDR1, le connecteur mâle à quatre broches et les deux FAST-ON mâles droites pour circuit imprimé. N’enfoncez le PIC dans son support qu’à la toute fin du montage, repèredétrompeur en U orienté vers C2.
Quand la platine est réalisée, installez la dans un boîtier plastique dont le poussoir P1 (normalement ouvert)
sortira en face avant (relié à la platine par une nappe à 4 fils allant au connecteur), tout comme la LED de
signalisation.
Laissez entrer par le panneau arrière les deux fils de commande en 230 VAC de la charge : ils vont aux FAST-ON N et Lout ; rappelons que sur les deux FAST-ON, lorsque le relais colle, la tension du secteur
est présente (c’est seulement quand le relais est au repos, à la fin du délai de temporisation, que la FAST-ON de phase L n’est plus reliée au secteur). Laissez entrer aussi le cordon secteur : les deux fils vont, le bleu à la FAST-ON N restante (n’importe laquelle) et le rouge ou noir à
la FAST-ON L (voir figures 1 et 4). Si vous comptez consommer moins de 5 A des contacts du relais, utilisez du fil de 1,5 mm², au-delà prenez du fil de 2,5 mm² et étamez généreusement les pistes du circuit imprimé allant des contacts de sortie du relais aux FASTON L et Lout et celles des FAST-ON N.
Prenez, bien sûr, des FAST-ON femelles volantes pour monter aux extrémités des fils.
Liste des composants :
R1 ..... 330 k 1%
R2 ..... 330 k 1%
R3 ..... 220 k 1%
R4 ..... 47 k
R5 ..... 1 k
R6 ..... 1 k
R7 ..... 10 k
R8 ..... 10 k
R9 ..... 10 k
R10 ... 2,2 k
R11 ... 6,8 k
R12 ... 3,9 k
C1...... 100 nF multicouche
C2...... 100 nF multicouche
C3...... 100 μF 35 V électrolytique
C4...... 100 μF 35 V électrolytique
C5...... 470 nF 400 V polyester
LD1 ... LED rouge (lire article)
ZD1 ... zener 5,1 V 500 mW
ZD2 ... zener 24 V 1,3 W
D1 ..... 1N4148
D2 ..... 1N4007
D3 ..... 1N4007
D4 ..... 1N4007
D5 ..... 1N4007
IC1..... PIC10F200-EV8075 déjà programmé en usine
VDR1. 14D471K
T1 ...... BC547
T2 ...... BC547
RY1.... relais 24 VDC 10 A
Divers :
1 support 2 x 4
1 barrette mâle quatre pôles
1 poussoir NO
1 cavalier
1 boîtier plastique
Sauf spécification contraire, toutes les
résistances sont des 1/4 W à 5 %.
Programme PIC10F200-EV8075 :
DEFINE OSC 4
DEFINE OSCCAL_1K 1
@ DEVICE MCLR_OFF
@ DEVICE BOD_OFF
SYMBOL J1=GPIO.3 ‘CAVALIER
SYMBOL LED=GPIO.0 ‘LED
SYMBOL RELE=GPIO.2 ‘RELAIS
SYMBOL PULS=GPIO.1 ‘POUSSOIR
TMP VAR BYTE
TMP1 VAR BYTE
PRESSIONE VAR BYTE
TEMPO VAR BYTE
TIME VAR WORD
OPTION_REG=%10000000
clear
TEMPO=0
MAIN:
PRESSIONE=0
WHILE PULS=0 AND PRESSIONE<21 ‘JUSQU’A ATTEINTE DES 2 SEC OU POUSSOIR RELACHE ON
RESTE DANS LE CYCLE
PRESSIONE=PRESSIONE+1
PAUSE 100
WEND
IF PRESSIONE <>0 THEN
HIGH LED
PAUSE 1000
IF PRESSIONE>=20 THEN ‘SI LE POUSSOIR A ETE PRESSE PENDANT 2 SEC ON VA A 24H
LOW LED
IF TEMPO=0 THEN ‘ SI ON ETAIT DEJA A 24H ON VA AU REPOS
TEMPO=24
ELSE
TEMPO=0
LOW RELE
ENDIF
ELSE
IF J1=0 THEN ‘SI LE CAVALIER est FERME 4H ou 8H
IF TEMPO=4 THEN
TEMPO=8
ELSE
TEMPO=4
ENDIF
ELSE
IF TEMPO=2 THEN ‘SI LE CAVALIER est OUVERT 1H ou 2H
TEMPO=1
ELSE
TEMPO=2
ENDIF
ENDIF
ENDIF
ENDIF
FOR TMP1=1 TO TEMPO
HIGH RELE
GOSUB ORA
IF PULS=0 THEN
GOTO MAIN
ENDIF
NEXT TMP1
LOW RELE
GOTO MAIN
ORA:
TIME=0
WHILE PULS=1 AND TIME<360 ‘SI LE POUSSOIR N’EST PAS PRESSE ET QUE 1 H N’EST PAS
PASSEE RESTE DANS LE CYCLE WHILE
PAUSE 100
TIME=TIME+1
IF TEMPO=24 THEN
HIGH LED
ELSE
IF TEMPO=1 OR TEMPO=4 THEN
TMP=TIME//10 ‘S’IL EST PASSE UNE SECONDE
IF TMP=0 THEN
TOGGLE LED ‘FAIS CLIGNOTER LA LED
ENDIF
ELSE
TMP=TIME//20 ‘S’IL EST PASSE DEUX SECONDES
IF TMP=0 THEN
TOGGLE LED ‘FAIS CLIGNOTER LA LED
ENDIF
ENDIF
ENDIF
WEND
LOW LED
RETURN
temporisateur pour extinction automatique :
CARACTERISTIQUES TECHNIQUES
- Extinction programmée de la charge.
- Intervalle sélectionnable : 1, 2, 4, 8, 24 heures.
- Sélection de l’intervalle : par poussoir
- Signalisation : à LED.
- Etage de sortie : à relais.
- Courant commutable : 10 A @ 230 VAC.
- Alimentation directe : 230 V/50 Hz.
Combien de fois vous est-il arrivé de quitter la maison ou votre poste de travail et, quand vous revenez, de vous apercevoir que vous avez laissé –par étourderie– un appareil inutilement allumé ? Sans doute plusieurs fois car il arrive, même aux personnes les plus “maniaques”, d’oublier d’éteindre la chaîne Hi-Fi, le téléviseur, les instruments de mesure du labo, le chargeur de batterie de l’APN, etc. S’il ne s’agit que de nous faire dépenser quelques sous de plus sur la prochaine facture EDF, ce n’est peut-être pas très grave mais si le fer à repasser ou un chauffage d’appoint risque de flanquer le feu à l’appartement ou à l’atelier, ce n’est plus du même ordre de gravité ! Or ce risque –et d’autres non évoqués ici– dû, rappelons-le, à une simple étourderie (on peut bien sûr vouloir laisser l’ordinateur branché, le téléviseur en veille ou l’oscilloscope sous tension), peut facilement être conjuré si l’on dispose d’un système d’extinction automatique à monter en série dans le cordon secteur de l’appareil à protéger (ou dans le cordon de la prise multiple –par exemple de l’amplificateur Hi-Fi et de tous ses périphériques– si l’on veut en commander plusieurs).
Cet article vous propose de construire un tel “timer” (temporisateur) chargé d’éteindre (“power off”) l’appareil électrique monté en aval au bout d’un délai réglable : il utilise, pour effectuer cette coupure du secteur 230 V, un relais.
En effet, au bout du temps paramétré, le contact du relais s’ouvre (le relais cesse d’être collé) et l’appareil privé de la tension du secteur s’éteint. Le relais a un pouvoir de coupure sous 230 V de 10 A et donc notre temporisateur pourra débrancher du secteur un ou des appareils électriques consommant en 230 V jusqu’à 10 A (ce qui fait plus de 2 kW). Si vous souhaitez débrancher des appareils électriques plus puissants, vous n’aurez qu’à utiliser votre temporisateur pour alimenter l’enroulement d’un relais de puissance.
Figure 1 : Schéma électrique du temporisateur pour extinction automatique.
A partir du moment où l’on active le relais jusqu’à l’écoulement complet du délai paramétré, la LED clignote : rapidement
pour des délais brefs, lentement pour des durées plus longues ; elle reste allumée fixe si l’on sélectionne la fonction
temporisation 24 heures.
Le schéma électrique :
Mais voyons de plus près de quoi il retourne au juste, en jetant un coup d’oeil au schéma électrique de la figure 1 : on voit tout de suite que la fonction (extinction au bout d’un délai réglable) est obtenue avec très peu de composants architecturés autour du microcontrôleur IC1 PIC10F200 de Microchip .C’est un microcontrôleur à architecture 8 bits, contenant une petite mémoire “flash” dans laquelle se trouve le programme résident. Ce dernier est fort simple (voir figures 2 et 5) : juste un “timer” programmable par bouton poussoir et un cavalier (avec un seul poussoir on lance et on arrête la temporisation).
Quand on alimente le circuit, le programme résidant dans le PIC initialise tout d’abord les lignes d’E/S : GP1 et GP3 comme entrées et GP0 et GP2 comme sorties (la première lit l’état du cavalier JP1 et avec GP3 on détecte l’état du poussoir, cet état déterminant la fonction de temporisation .
GP0 pilote, au moyen du transistor T1, la LED de signalisation LD1 ; GP2 s’occupe de l’activation du relais. T1 et T2 sont deux NPN montés en interrupteurs statiques ; pour les faire conduire, les lignes d’E/S correspondantes du micro se mettent au niveau logique haut de façon à polariser les bases jusqu’à la saturation.
Figure 3a : Schéma d’implantation des composants de la platine du temporisateur
pour extinction automatique
Figure 3b : Dessin, à l’échelle 1, du circuit imprimé de la platine du temporisateur
pour extinction automatique
D1 sert à court-circuiter les surtensions inverses qui se produisent aux bornes de l’enroulement quand T2 est
bloqué : sans la diode D1, la jonction base-collecteur de ce transistor serait endommagée. Toujours en terme de protection, à propos cette fois des contacts du relais alimentant la charge : nous y avons monté un varistor VDR1 ; ce composant a une résistance pratiquement infinie tant que la tension à ses extrémités se maintient en dessous de sa tension de seuil (ici 300 V) et va pratiquement jusqu’au court-circuit lorsque la tension devient supérieure à ce seuil ; son rôle est de protéger les contacts du relais contre les arcs électriques pouvant se former si, au moment de l’ouverture des contacts, la charge est soumise à une tension supérieure à celle que tolèrent les sorties dudit relais (240 à 260 V) ; cela peut se produire quand le relais doit commander des charges fortement inductives lesquelles, au moment de la coupure, engendrent des surtensions inverses causées par le phénomèné d’auto-induction.
Figure 4 : Photo d’un des prototypes de la platine du temporisateur pour extinction
automatique.
Mais voyons un peu ce qui se passe au niveau logiciel. Après initialisation, le micro lit une seule fois GP3, afin de paramétrer les temporisations correspondant aux commandes que l’usager indique à l’aide du poussoir : celui-ci est ensuite lu continûment (par GP1). Tant que P1 reste au repos, le micro signale la condition d’attente (“stand-by”), ou relais au repos, par l’allumage de la LED à demi luminosité. Quand il détecte la fermeture du poussoir (au moyen du pont R6-R7), il compte le temps pendant lequel la ligne
GP1 reste au niveau logique bas ; si le 0 logique dure moins de deux secondes, le “timer” commence la temporisation la plus courte parmi celles définies par la position du cavalier.
A propos de ce dernier, sa condition est établie lorsque le circuit est éteint ; quand on met sous tension, la LED LD1 clignote deux fois lentement si le cavalier est fermé (délai de temporisation long, 2 ou 8 heures) ou bien rapidement si au contraire le cavalier JP1 est ouvert (délai court, 1 ou 4 heures).
Mais revenons à l’activation du “timer” : le relais colle (et l’appareil commandé est alimenté) quand on
presse le poussoir ; une première pression brève (moins de deux secondes) sélectionne la durée la plus courte, soit 1 ou 2 heures selon que JP1 est, respectivement, ouvert ou fermé ; comme signalisation la LED clignote rapidement (elle s’éteint quand le délai est écoulé, soit quand le relais se met en
position de repos, contact ouvert).
Une autre pression sur le poussoir pendant moins de deux secondes et on paramètre le délai de temporisation le plus long (4 heures si JP1 est ouvert, 8 heures s’il est fermé) ; la temporisation longue est signalée par un clignotement lent de la LED jusqu’à l’écoulement du délai ou un changement de programme avec P1. Une nouvelle pression sur P1 pendant moins de deux secondes et c’est à nouveau le délai court qui est paramétré, etc. En fait, toute pression de P1 pendant moins de deux secondes fait passer du délai court (1 ou 2 h) au délai long (4 ou 8 h) et vice-versa.
Mais que se passe-t-il si l’on presse et maintient P1 pressé pendant plus de deux secondes (mettons entre deux et trois secondes) ? Eh bien, si on le fait quand le “timer” est au repos (LED allumée fixe et relais au repos, ouvert), on paramètre la fonction Timer 24 h : le relais colle et ne revient au repos qu’au bout de vingt-quatre heures (oui oui, une journée complète) ; cette option est signalée par l’allumage fixe de la
LED à la luminosité maximale. Durant le fonctionnement en mode 24 h, une autre pression prolongée de P1 provoque l’ouverture du relais (position de repos) et l’annulation de la temporisation paramétrée. En revanche, si P1 est pressé pendant deux à trois secondes au cours des temporisations 1, 2 4 ou 8 heures, le “reset” de la temporisation est alors provoqué et la charge est tout de suite déconnectée (le relais s’ouvre
et se met au repos). Dans tous les cas, l’annulation du comptage du “timer” et le passage au repos du relais sont signalés par l’allumage de la LED en luminosité réduite, ce qui indique l’état de “stand-by” (attente d’un éventuel nouveau paramétrage).
Voilà pour ce qui regarde les fonctions et la commande du temporisateur. Voyons maintenant ce qu’il en est de l’alimentation du circuit : le schéma électrique montre que le circuit tout entier est alimenté par la tension alternative du secteur 230 V 50 Hz et que les contacts du relais lui-même ne sont pas libres mais déjà reliés au secteur afin d’alimenter la charge (la coupure s’effectue sur la phase L, le neutre N n’étant pas interrompu) ; bien sûr le ou les appareils à contrôler doivent fonctionner sur le secteur 230 VAC (ce qui exclut les appareils basse tension –à moins de commander le transformateur dont le secondaire donne cette basse tension, par exemple un transfo 230/12 pour halogène).
Puisque nous parlons de transformateur, vous voyez que nous en avons fait l’économie en optant pour une solution plus légère et moins encombrante : nous redressons directement l’alternatif avec le pont de Graetz formé par D2, D3, D4, D5, pont monté en série avec une impédance composée de R1, R2, R3 et C5 ; ce dernier sert à faire chuter la tension en excès et à assurer un fonctionnement correct de la diode zener ZD2. Bref, nous mettons à profit la réactance capacitive de C5 lequel, à la fréquence 50 Hz du réseau électrique, vaut :
Xc = 106 : (6,28 x 50 x 0,47) = 6.775 ohms
pour faire chuter la tension en excès .
A cette chute de tension concourt aussi R3 qui a pour rôle principal de limiter le courant traversant ZD2 si d’aventure le circuit était relié au secteur au moment où la tension sinusoïdale a la valeur maximale.
En effet, dans ce cas, le condensateur étant normalement déchargé, se laisse traverser par le pic de tension.
R1 et R2 servent à décharger C5 quand le circuit est débranché du secteur : on évite ainsi d’encourir le risque de prendre quelques secousses –désagréables pour le moins, mortelles pour le pire– si l’on touchait malencontreusement les pistes du circuit imprimé (sans se méfier puisqu’on voit que le cordon secteur est débranché) !
Du pont redresseur, soit entre les cathodes de D4 et D5 et les anodes de D2 et D3, sortent des impulsions sinusoïdales unidirectionnelles à une fréquence double de celle du secteur (100 Hz) ; ces impulsions sont écrêtées à 24 V par ZD2 et elles vont charger l’électrolytique C3, entre les armatures duquel on trouve la
tension alimentant la bobine du relais.
Une seconde zener, ZD1, avec le concours de deux résistances de ballast, limite à 5 V la tension à ses extrémités ; ce 5 V sert à alimenter le microcontrôleur et la LED.
La réalisation pratique :
Une fois qu’on a réalisé le petit circuit imprimé simple face (dont la figure 3b donne le dessin à l’échelle 1), on monte tous les composants dans un certain ordre en regardant fréquemment les figures 3a et 4, ainsi que la liste des composants.
Leur insertion et leur soudure ne posent pas de problèmes particuliers, elles réclament seulement un peu de soin, mais prenez tout de même bien garde à la polarité (au sens de montage) des composants polarisés (diodes et zeners, LED, transistors, circuit intégré, condensateurs électrolytiques).
Montez d’abord les résistances, les diodes et les petits condensateurs, continuez avec les électrolytiques, le
cavalier J1 (au pas de 2,54 mm) et les transistors et terminez par le relais, l’énorme C5 (en rouge sur la photo), le varistor VDR1, le connecteur mâle à quatre broches et les deux FAST-ON mâles droites pour circuit imprimé. N’enfoncez le PIC dans son support qu’à la toute fin du montage, repèredétrompeur en U orienté vers C2.
Quand la platine est réalisée, installez la dans un boîtier plastique dont le poussoir P1 (normalement ouvert)
sortira en face avant (relié à la platine par une nappe à 4 fils allant au connecteur), tout comme la LED de
signalisation.
Laissez entrer par le panneau arrière les deux fils de commande en 230 VAC de la charge : ils vont aux FAST-ON N et Lout ; rappelons que sur les deux FAST-ON, lorsque le relais colle, la tension du secteur
est présente (c’est seulement quand le relais est au repos, à la fin du délai de temporisation, que la FAST-ON de phase L n’est plus reliée au secteur). Laissez entrer aussi le cordon secteur : les deux fils vont, le bleu à la FAST-ON N restante (n’importe laquelle) et le rouge ou noir à
la FAST-ON L (voir figures 1 et 4). Si vous comptez consommer moins de 5 A des contacts du relais, utilisez du fil de 1,5 mm², au-delà prenez du fil de 2,5 mm² et étamez généreusement les pistes du circuit imprimé allant des contacts de sortie du relais aux FASTON L et Lout et celles des FAST-ON N.
Prenez, bien sûr, des FAST-ON femelles volantes pour monter aux extrémités des fils.
Liste des composants :
R1 ..... 330 k 1%
R2 ..... 330 k 1%
R3 ..... 220 k 1%
R4 ..... 47 k
R5 ..... 1 k
R6 ..... 1 k
R7 ..... 10 k
R8 ..... 10 k
R9 ..... 10 k
R10 ... 2,2 k
R11 ... 6,8 k
R12 ... 3,9 k
C1...... 100 nF multicouche
C2...... 100 nF multicouche
C3...... 100 μF 35 V électrolytique
C4...... 100 μF 35 V électrolytique
C5...... 470 nF 400 V polyester
LD1 ... LED rouge (lire article)
ZD1 ... zener 5,1 V 500 mW
ZD2 ... zener 24 V 1,3 W
D1 ..... 1N4148
D2 ..... 1N4007
D3 ..... 1N4007
D4 ..... 1N4007
D5 ..... 1N4007
IC1..... PIC10F200-EV8075 déjà programmé en usine
VDR1. 14D471K
T1 ...... BC547
T2 ...... BC547
RY1.... relais 24 VDC 10 A
Divers :
1 support 2 x 4
1 barrette mâle quatre pôles
1 poussoir NO
1 cavalier
1 boîtier plastique
Sauf spécification contraire, toutes les
résistances sont des 1/4 W à 5 %.
Programme PIC10F200-EV8075 :
DEFINE OSC 4
DEFINE OSCCAL_1K 1
@ DEVICE MCLR_OFF
@ DEVICE BOD_OFF
SYMBOL J1=GPIO.3 ‘CAVALIER
SYMBOL LED=GPIO.0 ‘LED
SYMBOL RELE=GPIO.2 ‘RELAIS
SYMBOL PULS=GPIO.1 ‘POUSSOIR
TMP VAR BYTE
TMP1 VAR BYTE
PRESSIONE VAR BYTE
TEMPO VAR BYTE
TIME VAR WORD
OPTION_REG=%10000000
clear
TEMPO=0
MAIN:
PRESSIONE=0
WHILE PULS=0 AND PRESSIONE<21 ‘JUSQU’A ATTEINTE DES 2 SEC OU POUSSOIR RELACHE ON
RESTE DANS LE CYCLE
PRESSIONE=PRESSIONE+1
PAUSE 100
WEND
IF PRESSIONE <>0 THEN
HIGH LED
PAUSE 1000
IF PRESSIONE>=20 THEN ‘SI LE POUSSOIR A ETE PRESSE PENDANT 2 SEC ON VA A 24H
LOW LED
IF TEMPO=0 THEN ‘ SI ON ETAIT DEJA A 24H ON VA AU REPOS
TEMPO=24
ELSE
TEMPO=0
LOW RELE
ENDIF
ELSE
IF J1=0 THEN ‘SI LE CAVALIER est FERME 4H ou 8H
IF TEMPO=4 THEN
TEMPO=8
ELSE
TEMPO=4
ENDIF
ELSE
IF TEMPO=2 THEN ‘SI LE CAVALIER est OUVERT 1H ou 2H
TEMPO=1
ELSE
TEMPO=2
ENDIF
ENDIF
ENDIF
ENDIF
FOR TMP1=1 TO TEMPO
HIGH RELE
GOSUB ORA
IF PULS=0 THEN
GOTO MAIN
ENDIF
NEXT TMP1
LOW RELE
GOTO MAIN
ORA:
TIME=0
WHILE PULS=1 AND TIME<360 ‘SI LE POUSSOIR N’EST PAS PRESSE ET QUE 1 H N’EST PAS
PASSEE RESTE DANS LE CYCLE WHILE
PAUSE 100
TIME=TIME+1
IF TEMPO=24 THEN
HIGH LED
ELSE
IF TEMPO=1 OR TEMPO=4 THEN
TMP=TIME//10 ‘S’IL EST PASSE UNE SECONDE
IF TMP=0 THEN
TOGGLE LED ‘FAIS CLIGNOTER LA LED
ENDIF
ELSE
TMP=TIME//20 ‘S’IL EST PASSE DEUX SECONDES
IF TMP=0 THEN
TOGGLE LED ‘FAIS CLIGNOTER LA LED
ENDIF
ENDIF
ENDIF
WEND
LOW LED
RETURN
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