Electronique
> Réalisations
>
Affichage
/
Mesures > Indicateur température 001
Dernière mise à jour : 12/07/2015Présentation
Ce montage n'est ni un thermomètre ni un thermostat, mais un système dont l'indication tient compte des températures extérieure et intérieure.
Il possède deux sondes de température, l'une doit être placée dehors et l'autre à l'intérieur de l'habitat (les deux doivent être à l'ombre). Quand la température intérieure atteint ou dépasse la température extérieure, un indicateur lumineux et/ou sonore s'active pour prévenir qu'il est temps de fermer les fenêtres. J'ai eu l'idée de construire ce montage suite à des périodes de fortes chaleurs, où l'on sait qu'il vaut mieux aérer la nuit les pièces de son logement et fermer en journée. Point besoin de faire un trou pour faire passer le fil de la sonde extérieure, qui pourra n'être mise en position que quand les fenêtres sont ouvertes.
Schéma
Uniquement des composants courants !
Oui, le LM35 peut être considéré comme composant courant et il ne coûte pas trop cher... si vous optez pour une des références LM35CZ ou LM35DZ qui sont les versions "grand public" en boîtier plastique.
+Vs = alim positive, à relier au +alim du montage
Vout = tension de sortie proportionnelle à la température
GND = masse
Comparaison des températures
La comparaison des températures extérieure et intérieure se fait le plus simplement du monde avec un comparateur de tension. Pourquoi ? Parce que le capteur de température LM35 délivre une tension proportionnelle à la température, à raison de 10 mV/°C (tension de 50 mV pour une température de 5°C, 150 mV à 15°C et 1,0 V à 100°C). Sachant cela, on devine qu'il est facile de déterminer laquelle des deux températures extérieure et intérieure est la plus élevée. Le circuit utilisé ici en comparateur de tension est un AOP de type LM358 (en fait la moitié d'un LM358 puisqu'il y a deux AOP dans le même boîtier à 8 broches), mais on peut utiliser d'autres comparateurs de tension ou d'autres AOP. La tension issue du capteur de température INT (U2) arrive sur l'entrée inverseuse de l'AOP U3:A (monté en comparateur). De façon indirecte, car cette tension transite par un petit filtre passe-bas composé de R2 et C2. Ce filtre est optionnel, je l'ai ajouté juste pour le cas où les fils entre sonde et circuit électronique dépassent 1 mètre (valeur arbitraire que j'aime bien, ne me demandez pas la formule qui va avec). La tension issue du capteur de température EXT (U1) arrive quant à elle sur l'entrée non-inverseuse de U3:A (là aussi via un petit filtre R1+C1, pas de jaloux). Le comparateur U3:A agit simplement (j'ai failli dire bêtement) et de manière très rigoureuse :- si tension capteur INT > tension capteur EXT, alors sortie U3:A à l'état bas
- si tension capteur INT < tension capteur EXT, alors sortie U3:A à l'état haut
- si tension capteur INT = tension capteur EXT, alors sortie U3:A dans un état indéfini (qui hésite entre haut et bas)
Quand la sortie de U3:A est à l'état bas, le transistor Q2 est bloqué. Ce même transistor est par contre saturé quand la sortie de U3:A est à l'état haut. La diode D1 n'est là que pour garantir un blocage franc du transistor Q2 si d'aventure vous décidiez d'utiliser un AOP coquin comme le LM741 qui présente à l'état bas une tension de déchet qui serait suffisante pour rendre conducteur le transistor. Nous verrons un peu plus tard l'utilité de ce transistor Q2.
Signal sonore
Le signal sonore pourrait être de type continu, mais je préfère nettement un signal entrecoupé de silences, style BIP-BIP-BIP. C'est la raison pour laquelle j'ai ajouté un oscillateur rectangulaire basé sur l'AOP U3:B dont le symbole contrariant est de forme triangulaire. Cette portion de schéma n'appelle pas de commentaire particulier, le condensateur C3 est régulièrement chargé et déchargé via la résistance R6 selon que la sortie de U3:B est à l'état bas ou haut (charge de C3 si état haut, décharge si état bas). La sortie de U3:B bascule ainsi de manière répétitive (périodique) entre les états haut et bas, et on profite de son astabilité (ou instabilité si vous préférez) pour commander une LED et/ou un petit buzzer. Notez bien que ce dernier doit être de type "auto-oscillant" (électronique ou mécanique, peu importe) car l'oscillateur construit autour de U3:B oscille à très basse fréquence (TBF) et n'est donc pas fait pour produire un son mais pour le hacher. La sortie de U3:B n'est pas apte à commander directement un buzzer et une LED standards, c'est pourquoi le transistor Q1 vient en renfort en tant qu'amplificateur de courant. Ceci étant vu, nous pouvons maintenant revenir sur le rôle de Q2. Ce transistor, nous l'avons vu, est bloqué quand la sortie de U3:A est à l'état bas et il est saturé (rendu passant) quand la sortie de U3:A est à l'état haut. Cela permet simplement de bloquer le transistor Q1 quand la température intérieure est inférieure à la température extérieure. Faisons un petit résumé si vous le voulez bien :- Température INT < température EXT : la sortie de l'AOP U3:A est à l'état haut, le transitor Q2 est saturé (activé) et les signaux issus de l'oscillateur U3:B ne peuvent parvenir à Q1 qui reste bloqué (à cause de Q2 passant qui court-circuite sa base à la masse).
- Température INT > température EXT : la sortie de l'AOP U3:A est à l'état bas, le transitor Q2 est bloqué et les signaux issus de l'oscillateur U3:B peuvent parvenir à Q1 qui s'en donne à coeur-joie (sa base est libérée, Q2 étant vu comme un interrupteur ouvert).
Schéma simplifié
Pour ceux qui veulent expérimenter l'idée de ce comparateur de températures sans s'encombrer des petits "gadgets", voici un schéma simplifié.
Dans ce schéma simplifié, on a retiré les filtres d'entrée et l'oscillateur rectangulaire. Je vous préviens, le son d'un buzzer qui fonctionne en régime permanent est assez crispant. Vous aurez sans doute remarqué que par rapport au schéma précédent, j'ai inversé les capteurs de température INT et EXT, leur sortie ne va plus sur les mêmes entrées de l'AOP U3:A. C'est que, voyez-vous, le transistor Q1 ne doit être passant que quand la température intérieure est égale ou supérieure à la température extérieure, et que cette fois c'est U3:A qui le commande. Je vous laisse réfléchir quelques secondes.
Circuit imprimé
Non réalisé.Historique
12/07/2015- Première mise à disposition.