Dernière mise à jour :
15/04/2018
Présentation
Ce thermomètre a été conçu pour un usage domestique. Il
dispose de 16 points et peut afficher la température par pas de
1°C ou
par pas de 0,5°C, avec une valeur centrale de 19°C dans les deux
cas.
Il peut travailler avec un capteur de température analogique
LM35 ou avec un capteur de température numérique DS1820, au
choix.
L'affichage est réalisé par des LED intelligentes WS2812B,
qui permettent ici de choisir différentes couleurs pour les
divers
points de
l'affichage, tout en tenant compte de l'échelle sélectionnée.
Schéma
Le PIC 18F26K22 est bien sûr le coeur du montage.
Mode d'affichage
L'affichage peut se faire en mode point (dot) ou ruban (bar). Le choix s'effectue avec le cavalier JP1 :
- JP1 côté masse (RA5 = 0) : mode point (dot)
- JP1 côté +5 V (RA5 = 1) : mode ruban (bar)
Bien
que les deux modes soient implémentés, je recommande le mode point.
D'une part pour l'aspect visuel, et d'autre part pour réduire la
consommation globale au strict minimum. A noter que l'allumage des LED,
dans tous les cas, ne se fait qu'à 20% de la luminosité maximale, et
cela suffit amplement.
Choix de l'échelle
Actuellement, il est possible de choisir entre deux échelles, grâce au cavalier JP2 :
- JP2 côté masse (RA4 = 0) : échelle 15.5°C -> 23.0°C, 0,5°C entre chaque point
- JP2 côté +5 V (RA4 = 1) : échelle 12.0°C -> 27.0°C, 1°C entre chaque point
Bien entendu, toute modification du programme est envisageable pour disposer d'une autre plage d'affichage.
Choix du capteur de température
Ce thermomètre peut travailler avec un capteur de
température analogique LM35 ou avec un capteur de température
numérique DS1820 (ou DS18S20). A la mise sous tension, le logiciel
recherche la présence du capteur numérique. Si celui-ci est détecté, il
est utilisé. Dans le cas contraire, c'est le capteur analogique LM35
qui est utilisé. Des infos sont envoyées sur la ligne Tx du port UART1,
lors de cette recherche, pour informer des résultats de cette analyse.
Si les
deux capteurs sont installés, alors le logiciel utilise le capteur
numérique.
Lecture de la température avec capteur analogique
LM35
Le LM35 délivre une
tension de sortie Vout qui dépend de sa
température, de façon linéaire et à raison de 10 mV par degré
Celcius.
Ainsi :
A 10 °C, Vout (Ain) = 100 mV
A 25 °C, Vout (Ain) = 250 mV
A 40 °C, Vout (Ain) = 400 mV
A 55 °C, Vout (Ain) = 550 mV
etc.
Afin de bénéficier d'une bonne résolution de mesure même dans les
valeurs de température les plus faibles, le CAN du PIC est configuré
avec une tension de référence haute (Vref+) de +500 mV et non de
+5 V. Cela permet de diviser par 10 l'erreur de mesure faite sur
la tension analogique délivrée par le LM35. La tension de référence de
500 mV est obtenue grâce à un régulateur shunt ajustable TL431
câblé pour délivrer 2,5 V, tension qui est ensuite abaissée
par un pont diviseur constitué de R2 et RV1.
Remarque : le TL431 peut être omis (il peut ne pas être câblé) si la précision de la mesure avec le LM35 n'est pas primordiale.
Le brochage du LM35 est le suivant - attention, composant vu de
dessous
!
+Vs = alim positive (par raport à la masse)
Vout = tension de sortie proportionnelle à la
température
GND = masse.
Il existe plusieurs modèles de LM35. Pour la
présente application, je conseille le modèle
LM35CZ ou
LM35DZ.
Lecture de température avec capteur numérique DS1820 ou
DS18S20
La lecture de la température avec ce capteur s'effectue "en
direct" avec une liaison
"1 fil" (
OneWire).
Les données acquises par le DS1820 (ou DS18S20) sont déjà numérisées, il ne
reste qu'à les récupérer et les interpréter.
Attention : il faut utiliser ici un DS1820 ou DS18
S20. Le DS18
B20 n'est actuellement pas supporté.
Indication de dépassement de capacité
Si
la température est inférieure à la valeur minimale de l'échelle
actuellement sélectionnée, alors la LED #1 (la plus basse)
clignote. Et
si la température est supérieure à la valeur maximale de l'échelle
sélectionnée, alors la LED #16 (la plus haute) clignote.
Procédure de réglage
Un réglage est nécessaire uniquement en cas d'utilisation du
capteur
analogique LM35. Il consiste à ajuster RV1 pour avoir
500 mV sur la broche RA3/VREF+ du PIC (tension de référence
haute
du PIC). Un simple multimètre suffit pour cette opération, et cela est valable, que le TL431 soit ou non en place.
Logiciel du PIC
Le
logiciel complet permet de modifier de façon individuelle chaque point
de l'affichage. La version allégée livrée ici (LE) ne le permet pas.
Thermomètre
006 - PIC 18F26K22 - LE (15/04/2018)
Si vous souhaitez recevoir par la poste un PIC
préprogrammé et prêt à utiliser, merci de
consulter la page
PIC
- Sources.
Circuit imprimé (PCB)
Non finalisé.
Historique
15/04/2018
- Première mise à disposition.