Électronique

Utilisation d'une plateforme de prototypage : l'Arduino
Système anti-buée pour téléscope strock-250 (ou autre télescope) : Fancontrol
Le montage permet de mettre sous tension le ventilateur du miroir primaire d'un télescope strock-250 (ou autre) lorsque la température ambiante est proche du point de rosée. Ceci pour éviter l'apparition de la buée sur le miroir.

Le point de rosée est calculé à partir de l'humidité relative et de la température ambiante.

La température du miroir primaire est comparée à la température de rosée et à la température ambiante. Si la température du miroir primaire s'approche du point de rosée ou si elle est inferieur à la température ambiante, le ventilateur est mise en marche.

Platine d'essai :
Platine d'essai
 
Schéma de principe :
Schéma de principe
 
Typons :
Typon face supérieur
face supérieur
Typon face inférieur
face inférieur
 
Schéma d'implentation :
Schéma d'implentation
 
Liste des composants :
1 Arduino Mini révision 5 ou équivalent.
1 adaptateur Arduino USB2SERIAL LIGHT nécessaire pour programmer l'Arduino Mini (programmation).
2 condensateurs céramique 100 nF.
2 résistances 1 kΩ 1/4 W.
1 résistance 4,7 kΩ 1/4 W.
1 capteur d'humidité de de température RHT22 (température et humidité relative ambiante).
1 capteur de température DS18B20 (température miroir primaire) à fixer au miroir primaire.
1 diode électroluminescente ⌀ 3 mm de rouge (voyant).
1 interrupteur à mettre en serie sur le (9V) de l'alimentation.
2 supports 3 piles R6/AA à connecter sur (GND)/(4.5V) pour l'un et (4.5V)/(9V) pour l'autre.
1 barrette simple rangée droite mâle 1 x 6 pôles pas de 2,54 mm.
fils.
 
Code (à optimiser) : code

Photographies :
  • circuit imprimé
  • vue d'ensemble
  • interrupteur et voyant

Interrupteur lever/coucher du Soleil : Sunswitch version 1.0
Le montage permet de mettre sous / hors tension une camera de détections de météores (ou tout autre appareil).
Un module de géolocalisation (GPS) permet de récupérer l'heure, la latitude et la longitude ou se trouve le montage.
Les heures de lever et du coucher du Soleil sont calculées à partir des données transmis par ce module.

Platine d'essai :
Platine d'essai
 
Schéma de principe :
Schéma de principe
 
Liste des composants :
1 Arduino Uno révision 3.
1 platine Shield GPS.
1 récepteur GPS OEM EM-406A.
3 interrupteurs 2 positions.
6 résistances 330 Ω 1/4 W.
1 résistance 4,7 kΩ 1/4 W.
1 résistance 6,8 kΩ 1/4 W.
1 diode de redressement 1N4001.
2 diodes électroluminescente ⌀ 3 mm de rouge.
1 diode électroluminescente ⌀ 3 mm de orange.
1 diode électroluminescente ⌀ 3 mm de jaune.
1 diode électroluminescente ⌀ 3 mm de verte.
1 diode électroluminescente ⌀ 3 mm de bleu.
1 transistor bipolaire NPN 2N2222.
1 relais de puissance 5V 1RT 5A HF140FF.
1 Cordon USB A mâle / B mâle (alimentation 5V).
fils.
 
Code : code

Mode d'emploi :
Niveau du signal de géolocalisation :
Les 4 diodes électroluminescente indiquent le nombre de satellites détectés par le récepteur GPS OEM EM-406A.

Aucune diodes électroluminescente allumées : lecture du nombre de satellites impossible.
Diode électroluminescente rouge allumée : nombre de satellites détectés inférieur à 2.
Diode électroluminescente orange allumée : nombre de satellites détectés entre 2 et 3.
Diode électroluminescente jaune allumée : nombre de satellites détectés entre 4 et 5.
Diode électroluminescente vert allumée : réception optimale.

Témoin de réception du signal de géolocalisation :
L'état de la diodes électroluminescente rouge indique l'état de réception des données provenant du récepteur GPS OEM EM-406A.
Diode électroluminescente couleur fixe : acquisition des données impossible. État normal à la mise sous tension du montage pouvant durée 3 minutes.
Si au bout de ce temps la diodes électroluminescente reste toujours allumé de façon permanente, changer le montage d'endroit pour une meilleure réception du signal de géolocalisation.
Diode électroluminescente clignotante : indique la lecture, toutes les 0,5 seconde des données provenant du récepteur, correspondant au bon fonctionnement du montage.

Témoin d'état du relais :
La diode électroluminescente bleu indique l'état du relais.
Si celle-ci est éclairée, le relais est enclenché.
À la mise sous tension du montage, le relais est enclenché jusqu’à ce qu'un signal de géolocalisation valide soit reçu (témoin de réception du signal de géolocalisation clignotant).

Programmation délai :
Permet d'ajouter et de soustraire un durée sur l'heure du coucher et du lever du Soleil.
Interrupteur n° 1 Interrupteur n° 2 État du relais
Interrupteur position base Interrupteur position base Enclenchement au coucher du Soleil
Déclenchement au lever de Soleil
Interrupteur position base Interrupteur position haute Enclenchement 15 minutes avant le coucher du Soleil.
Déclenchement 15 minutes après le lever de Soleil.
Interrupteur position haute Interrupteur position base Enclenchement 30 minutes avant le coucher du Soleil.
Déclenchement 30 minutes après le lever de Soleil.
Interrupteur position haute Interrupteur position haute Enclenchement 45 minutes avant le coucher du Soleil.
Déclenchement 45 minutes après le lever de Soleil.
Nota : Ceci est valable uniquement si l'interrupteur inversion relais est dans la position du schéma de principe.

Inversion relais :
Permet d'inverser l’état du relais.

Photographies :
  • platine d'expérimentation
  • montage fini dans un boîtier

Interrupteur lever/coucher du Soleil : Sunswitch version 2.0
Version évoluée du montage «Sunswitch version 1.0» :
  • remplacement des diodes électroluminescente et des interrupteurs par un afficheur et un manette afin d'avoir des options étendues ;
  • ajout d'une carte Ethernet afin d'allumer un ordinateur à distance.

Platine d'essai :
Platine d'essai
 
Schéma de principe :
Schéma de principe
 
Liste des composants :
1 Arduino Uno révision 3.
1 platine Shield Ethernet révision 3.
1 afficheur OLED couleur µOLED128-G1 (SGC).
1 manette X/Y.
1 récepteur GPS OEM EM-406A.
1 interrupteurs 2 positions (programmation).
1 résistances 330 Ω 1/4 W.
1 résistance 1 kΩ 1/4 W.
1 résistance 4,7 kΩ 1/4 W.
1 résistance 6,8 kΩ 1/4 W.
1 diode de redressement 1N4001.
1 diodes électroluminescente ⌀ 3 mm de rouge.
1 transistor bipolaire NPN 2N2222.
1 relais de puissance 5V 1RT 5A HF140FF.
1 Cordon USB A mâle / B mâle (alimentation 5V).
fils.
 
Code :
Programme :  code
Fichier de l'afficheur :  code

Mode d'emploi :
Programmation :
Lors de la programmation de l'Arduino, l'interrupteur doit être ouvert. En fonctionnement normal, celui-ci doit être fermé.

Témoin d'état du relais :
La diode électroluminescente rouge indique l'état du relais.
Si celle-ci est éclairée, le relais est enclenché.
À la mise sous tension du montage, le relais est enclenché jusqu’à ce qu'un signal de géolocalisation valide soit reçu.

Afficheur :
Écran principal :
Écran principal
Heure du lever du Soleil Heure du lever du Soleil.
Cette heure est modifiée si un délai a été ajouté ou retranché à l'heure du lever du Soleil.
Heure du coucher du Soleil Heure du coucher du Soleil.
Cette heure est modifiée si un délai a été ajouté ou retranché à l'heure du coucher du Soleil.
Date Date récupérée par le récepteur de géolocalisation.
Heure Heure récupérée par le récepteur de géolocalisation.
Latitude/longitude Latitude/longitude récupérée par le récepteur de géolocalisation.
Trame Réception des données provenant du récepteur de géolocalisation. Clignote en fonctionnement normal.
Niveau de réception Indicateur du nombre de satellite capté par le récepteur de géologalisation (ici 3 sur une échelle de 12).
État du relais Indicateur de l'état du relais (ici arrêté). L'indicateur est bleu quand le relais est enclenché.
Commande de déclenchement Commande de déclenchement du relais (ici il est associé à l'heure du lever du Soleil). Le relais se déclenchera à l'heure affiché.
Commande d'enclenchement Commande d'enclenchement du relais (ici est associé à l'heure du coucher du Soleil). Le relais s'enclenchera à l'heure affiché.
Pour inversé la commande de déclenchement et d'enclenchement, c'est à dire associé l'enclenchement à l'heure du lever du Soleil et le déclenchement à l'heure du coucher du Soleil, appuyer sur la manette à sa position de repos.

Écran de réglage des delais :
Écran de réglage des delais
Un délai, de -55 à +55 minutes, peut-être ajouté à l'heure du lever et du coucher du Soleil. En appuyant une fois sur la manette, la valeur en dessous de «sunrise» (lever du Soleil) change de couleur et le réglage devient possible.
Pour ajouter un délai, mettre la manette en position verticale haute.
Pour retirer un délai, mettre le manette en position verticale basse.
La valeur est prise en compte uniquement quand la manette retrouve sa position de repos.
Une fois la valeur choisie, appuyer sur la manette. La valeur en dessous de «sunset» (coucher du Soleil) change de couleur à son tour.
Effectuer la même opération que pour le lever du soleil.
A la fin, appuyer sur la manette pour pouvoir naviguer dans le menu général.
Les valeurs des délais sont enregistrées dans la mémoire de l'Arduino et survivrons à une coupure d'alimentation.

Écran de mise en route à distance d'un ordinateur :
Écran de mise en route à distance
La mise en route utilise la commande «Magic Packet». S'assurer que l'ordinateur distant permet de recevoir ce type de commande.
Pour modifier l'adresse MAC, utiliser le même principe que pour le réglage des délais.
L'adresse MAC est enregistrée dans la mémoire de l'Arduino et survivra à une coupure d'alimentation.

Écran «à propos» :
Écran «à propos»

Photographie :
  • platine d'expérimentation
Carte d'extension pour nano-ordinateur : Raspberry Pi
Ventilateur de refroidissement : PiFan
Le montage permet de commander un ventilateur pour refroidir le processeur ARM du Raspberry Pi 2 ou Pi 3.
Platine d'essai :
Platine d'essai
 
Schéma de principe :
Schéma de principe
 
Typons :
Typon face supérieur
face supérieur
Typon face inférieur
face inférieur
 
Schéma d'implentation :
Schéma d'implentation
 
Liste des composants :
1 connecteur femelle 2x6 : Connecteur 2x6 0,66 € (10 pièces)
1 résistances 2,2 kΩ 1/4 W : Résistances 2,2 k&Omega 1,47 € (100 pièces)
1 diode 1N4148 : 2x6 0,57 € (30 pièces)
1 transistor bipolaire NPN, par exemple KSP2222ABU : 2x6 0,94 € (25 pièces)
1 ventilateur MC30060V1-000U-A99 ou équivalent : 2x6 5,08 €
Total : 8,72 €

Installation :
Après avoir installé le montage sur le connecteur GPIO du raspberrry Pi, tapez :

sudo apt-get update
sudo apt-get upgrade
sudo apt-get install git-core
git clone git://git.drogon.net/wiringPi
cd wiringPi
./build

Pour vérifier si l'installation c'est bien déroulée, tapez :

gpio -v
gpio readall

Pour se retrouver dans le réperoire /home/pi, tapez :

cd ..

Puis, tapez :

sudo nano pifan-init.sh
#! /bin/bash
gpio mode 1 pwm
gpio pwm 1 700

Pour sauvegarder le fichier, faite «Ctrl+X» puis «O».
Pour lancer le programme, tapez :

/home/pi/pifan-init.sh

Le ventilateur doit se mettre en marche.
Pour lancer le programme au démarrage du nano-ordinateur, tapez :

sudo chmod +x pifan-init.sh
sudo nano /etc/rc.local

Ajoutez la ligne juste au dessus de «exit 0» :

bash /home/pi/pifan-init.sh &

Pour sauvegarder les modifications, faite «Ctrl+X» puis «O».
Redémarrer le Raspberry Pi pour vérifier le bon fonctionnement en tapant :

sudo reboot

Pour modifier la vitesse du ventilateur, changer la valeur «700» de la ligne «gpio pwm 1 700» du fichier «pifan-init.sh» par la valeur souhaitée (de 0 à 1023).

astuce  Testé sur les Raspberry Pi2 et Pi3 modèle B avec la distribution Rasbian Jessie.

Photographies :
  • circuit imprimé
  • carte assemblée
  • montage sur un Raspberry Pi 3