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Régulation ballon ECS

1 year ago 234
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Description

Spécifications

Le but de ce projet est de contôler la température d'un balon d'eau chaude sanitaire (ECS) grâce à 2 capteurs (un en haut et l'autre en bas du ballon) pour commander une chaudière via un contact sec (normalement ouvert ou normalement fermé).

La commande de la chaudière se déclenche dès que la température de la sonde haute descend en dessous du seuil fixé et s'arrête dès que la température de la sonde basse monte au dessus du seuil fixé. Les 2 seuils (sondes basse et haute) sont réglables. Le seuil de la sonde haute ne peut pas être inférieur au seuil de la sonde basse.

Une alarme est possible en cas de température trop haute ou trop basse comme le risque de gel par exemple.

Fonctionnement

L'activation de la chaudière se fait en fonction de la température donnée par 2 sondes de type LM35, une en haut du balon [P2], l'autre en bas [P3], via un relais sec (NO/NF) en utilisant une platine toute faite

[P1] sert à connecter une alimentaion externe CC avec une tension comprise entre 9V et 24V. Cette entrée est protégée contre l'inversion de polarité mais pas contre les surtensions ou surintensité. Cependant, le régulateur de tension [VR1] apporte une protection (limité à 1A ou par la température si trop de puissance dissipée). Il n'y a cependant aucun fusible pour protéger d'une surintensité ou court-circuit au niveau d'une sonde par exemple.

[H1] et [H2] permettent de connecter le panneau de contrôle composé respectivement d'un écran I²C et d'un encodeur à bouton poussoir intégré. L'écran permet de voir les températures de consigne et mesurées. L'encodeur permet de changer les températures de consigne. [H3] permet de connecter la platine relais pour commander la chaudière. [H4] permet de connecter un buzzer d'alarme par exemple (ou un autre relais pour commander ce qu'on veut).

La [LED1] s'allume lorsque la consigne est donnée à la chaudière de s'allumer. La [LED2] lors d'une alarme. La [LED3] indique que le montage est sous tension.

Note: il n'y a aucune protection au niveau des sondes pour se protéger d'éventuels parasites ou pics de tensions dus à des interférences avec d'autres câbles à proximité ou encore des phénomènes atmosphérique (orages, etc.). Il faut donc éviter d'avoir des câbles trop longs et éviter l'induction en les mettant trop près de sources de parasites (câbles de courant fort, borne WiFi, alimentation à découpage, ampoule fluocompacte, etc.)

Modules à ajouter

Les modules suivants sont à ajouter à la BOM:

Microcontrôleur

Le microcontrôleur utilisé est de la marque Atmel (ATTiny44 ou 84, en fonction de la taille nécessaire pour le programme). C'est donc programable via un Arduino et l'IDE Arduino. Une prise ICSP standard 6 broches est disponible sur le circuit et permet la programmation ArduinoISP.

Remarque: pour programmer le microcontrôleur via le port ICSP, il faut débrancher à minima tout ce qui est connecté au bus I²C (écran). Il est cependant conseillé de déconnecter totalement la carte, y compris l'alimentation et la carte relais, celle-ci se fera via le port ICSP.

Consommation maximale

  • 80 mA par relais (x2 max.)
  • 15 mA par LED (x3)
  • 3 mA pour la référence de température
  • 50 mA pour un écran LCD 16x2 caractères
  • 15 mA pour le microcontrôleur

Total: 300 mA

Programme

Le code source sera bientôt disponible.

Évolutions

Il est possible d'ajouter plus de périphériques sur le bus I²C comme par exemple:

  • une horloge temps-réel ce qui permet de programmer en focntion des jours/heures
  • un lecteur de carte SD pour ajouter une fonctionalité de sauvegarde de données (écriture d'un journal notant les heures d'allumages et d'extinction ainsi que la variation de la température)
  • ajout d'une sonde de température/humidité pour mesurer par rapport à la température de la pièce
  • etc.

Documents

Sheet_1

PCB

BOM

ID Name Designator Footprint Quantity
1 ATTINY84A-PU U1 DIP-14 1
2 100n C3,C4 RAD-0.1 2
3 4.7u C1 CAP-D5.0XF2.0 1
4 0.47u C2 CAP-D5.0XF2.0 1
5 1N4448 D1,D3 DO-35 2
6 WJ2EDGVC-5.08-2P P1 WJ2EDGVC-5.08-2P 1
7 WJ2EDGVC-5.08-3P P2,P3 WJ2EDGVC-5.08-3P 2
8 Header-Female-2.54_1x4 H2 HDR-4X1/2.54 1
9 Header-Female-2.54_1x5 H1 HDR-5X1/2.54 1
10 2k R2 AXIAL-0.3 1
11 1N4148TA D2 DO-35 1
12 330 R10,R3 AXIAL-0.3 2
13 LED-3MM LED2,LED1,LED3 LED-3MM/2.54 3
14 Header-Male-2.54_1x3 H3,H4 HDR-3X1/2.54 2
15 2N2222 Q1,Q2 TO-92(TO-92-3) 2
16 1k R1,R4 AXIAL-0.3 2
17 10k R5,R12,R13,R8 AXIAL-0.3 4
18 18k R6,R7 AXIAL-0.3 2
19 L7805ABV VR1 TO-220(TO-220-3) 1
20 270 R9 AXIAL-0.3 1
21 15k R11 AXIAL-0.3 1
22 Header-Male-2.54_2x3 ICSP HDR-3X2/2.54 1

Attachments

Filename Download
lm35.pdf
1N4448-1296629.pdf
Atmel-ATtiny24-ATtiny44-ATtiny84 Datasheet.pdf
ATTiny84-ATTiny44-pinout.png
Success
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