Mis à jour: 7 mars 2025 Nous avons vérifié de nouveaux codes! Si vous préférez que votre transport ait deux roues, je vous verrai dans le projet Roblox Roblox Drag! Choisissez votre vélo et appuyez sur l’autoroute dans ce simulateur de moto en monde ouvert. Il y a beaucoup de vélos classiques à choisir, tandis […]
Petit retour sur notre projet de carte contrôleur MyDin en cours de développement.
Le dernier article sur le sujet détaillait les deux cartes principales, leurs fonctionnalités et détails techniques.
La bibliothèque MicroPython et les tests avancent rapidement. Cet article s'attarde un peu sur le montage dans le boîtier Din.
Un peu d'impression 3D
Deux pièces supplémentaires ont été imprimées pour maintenir la carte contrôleur bien en place.
MyDin - carte contrôleur DINCASE-MB3PICO
Elément qui vient se placer comme ci-dessous sur la carte contrôleur.
MyDin - carte contrôleur DINCASE-MB3PICO
Test d'assemblage
Il faut préalablement équiper le contrôleur du câble d'interface
Puis présenter la carte face à l'ouverture USB.
Enfin, placer la seconde pièce pour sécuriser la carte dans son emplacement.
MyDin - carte contrôleur DINCASE-MB3PICO
Sans oublier, bien sur, d'utiliser les vis de fixation.
Accès au port USB du Pico
Vient ensuite la connexion de la carte de fond de panier.
MyDin - carte de fond 2 Relais DINCASE-2R-BP3MOD
MyDin: DINCASE-MB3PICO + DINCASE-2R-BP3MOD
Reste plus qu'a refermer le boîtier.
Module fermé et prêt à l'emploi
Ensuite
Il reste encore à s'occuper de:
la face du module avec l'accès aux boutons.
finaliser la bibliothèque MicroPython.
Du code en prévisualisation
Voici un exemple rudimentaire présentant le fonctionnement général de la bibliothèque.
Le point principal est l'appel configure() qui précise la carte contrôleur et la carte d'interface associée. Dans le cas présent, l'appel configure( Pico3Mod, TwoRelay3Mod ) nous informe que:
La carte contrôleur est basée sur un Raspberry-Pico (3 modules DIN).
La carte d'interface est un module 2 relais (3 modules DIN).
L'objet ainsi créé expose les interfaces de la carte contrôleur et des interface de la carte en fond de panier. Cette approche permet d'envisager d'autres combinaisons de cartes contrôleurs (incluant d'autres interfaces) et d'autres cartes d'interfaces.
from mydin import configure
from mydin.pico import Pico3Mod
from mydin.backplane.relays import TwoRelay3Mod
import time, sys
din = configure( Pico3Mod, TwoRelay3Mod )
# === Relays ==================================
din.rel1.on()
print( "Rel1 is", din.rel1.value() )
time.sleep(1)
din.rel2.on()
print( "Rel2 is", din.rel2.value() )
time.sleep(1)
print( "All relays off" )
for relay in din.relays:
relay.off()
print( "relays state", [relay.value() for relay in din.relays] )
# === LEDs ====================================
for i in range( 20 ):
for led in din.leds:
led.toggle()
time.sleep_ms(100)
# turn off all leds.
[ led.off() for led in din.leds ]
La solution MyDin existe déjà depuis quelques années pour permettre le prototypage de projets pro et semi-pro. J'en parlais dans cet article.
Le projet connaît un développement intéressant en proposant des cartes plus avancées.
mb3mod
Bien qu'en cours de développement, les avancées sont suffisantes pour une petite présentation ;-) .
A propos de myDIN
Le
but du projet myDin c'est de proposer un écosystème de boîtier + cartes permettant
d'accueillir les projet Makers mais aussi de développer des solutions
Pro/Semi-Pro pour les inclure dans des boîtier DIN.
myDin permet de combler le vide cruel entre le banc d'essai et le coffret électrique.
L'idée derrière cette gamme est de proposer des cartes de fond de panier pour la commande de "puissance" et des cartes frontales pour l'interface de votre projet.
myDin est un outil qui vous laisse le libre choix du début à la fin de votre projet.
Carte 2 relais pour boîtier DIN 3 modules
Plus récemment, j'ai préparé une carte de fond de panier 2R-BP3MOD pour le boîtier DIN 3 modules.
Cette carte de prototypage propose:
2 relais opto-isolés capables de couper un courant important
Ces deux relais permettent de commander des appareils comme pompe à eau, petit chauffage, ventilation, éclairage, ...). Grâce a l'isolation galvanique offert par les relais, il est aussi de commander la mise en marche (ou arrêt) d'une chaudière ou d'un AirCo en simulant l'appui sur un bouton.
Premier prototype de la carte 2R-BP3MOD (fond de panier)
Le connecteur présente une connectique "standardisée" entre la carte contrôleur (développée ci-après) et les cartes de fond de panier.
Description de l'interface avec la carte contrôleur
Carte contrôleur pour boîtier DIN 3 modules
Comme une carte de puissance ne présente aucun intérêt sans carte de contrôleur adéquate.
Voici une carte Pico sous MicroPython Pico-MB3MOD équipée des éléments essentiels à la réalisation de nombreux projets d'automatisation.
Carte contrôleur pour boîtier DIN 3 modules
La carte de contrôle propose une interface utilisateur et des connecteurs d'extensions accessibles depuis la face avant du boîtier DIN.
L'intérêt d'utiliser du code Python est de permettre le développement facile de solution personnalisée en utilisant Thonny IDE (disponible sur Thonny.org). Cela est rendu possible grâce à MicroPython!
DIN 3 module avec carte contrôleur + carte fond de panier.
La carte de contrôle propose les fonctionnalités suivantes:
Raspberry-Pi Pico 2 Wireless
4x boutons utilisateurs.
4x LEDs utilisateurs.
1x LED de statut (contrôlable par le code utilisateur)
Bouton Reset, LED d'alimentation, switch RUN_APP (sous forme de connecteur a ponter).
Disposant de 512 Kio de RAM, ce microcontrôleur surpuissant est capable d'exécuter du code MicroPython (mais aussi Arduino, Circuit Python, Rust, C, etc).
Il est même assez puissant pour proposer un mini Web-Serveur.
Comme les 4 Mio de mémoire Flash est également utilisée pour stocker le système de fichiers de MicroPython, un espace de stockage énorme pour vos scripts et ressources (ex: faire du datalog).
Les GPIOs du Pico sont tous attribués dans le projet, suivant vos besoins, il sera possible d'en récupérer l'un ou l'autre sur le connecteur UEXT en fonction des besoins.
Ce connecteur est pratique pour connecter rapidement un capteur sur la carte contrôleur (luxmètre, Humidimètre, température, qualité d'air, etc) ou afficheurs (4x7 segments, LCD, OLED, etc)
Un connecteur de choix pour rendre le module DIN sensible au monde environnent ET/OU améliorer l'interaction avec l'utilisateur.
Le bus SPI pourra être utilisé pour faire de l'échantillonnage haut-débit ou pour connecter un écran TFT.
L'intérêt de ce connecteur est d'utiliser un empattement de 2.54mm, ce qui permet aussi d'utiliser les fils de prototypage soit avec les bus, soit en utilisant directement les GPIOs associés.
Seul le bus I2C ne peut être détourné car il est également utilisé sur la carte contrôleur.
A propos du connecteur 1Wire
Le bus 1-Wire (Wikipedia) est surtout connu grâce au capteur de température DS18B20.
Le connecteur à ressort permet d'ajouter facilement une (ou plusieurs) sonde(s) de température.
Les sondes de température sont pratiques pour surveiller la température d'une serre, d'un aquarium, vivarium ou d'un frigo.
LES DESSOUS de la carte contrôleur
Le module est équipé d'une horloge RTC de précision, ce qui permettra au module de rester à l'heure même après une coupure de tension :-)
Disposer d'une horloge permet aussi de planifier des tâches horodatée.
Le buzzer amplifié est là pour offrir un retour sonore. Utile par exemple pour produire une alerte lorsque les conditions environnementales semblent anormale. Encore une fois, cela serait fort utile pour les Aquariums et Vivariums.
Une empreinte de connecteur Qwiic est également disponible sous la carte. Cela permettra, au besoin, d'ajouter des fonctionnalités avancées par l'intermédiaire du bus I2C.
Enfin, comme le microcontrôleur RP2350 dispose d'un capteur de température, celui-ci pourra être utilisé pour surveiller la température à l'intérieur du boîtier.
Votre avis compte aussi
Je crois que ce projet réunit des éléments dans une configuration prometteuse. Il me faut encore me pencher sur la partie logicielle de sorte à faciliter la personnalisation.
Si cet article vous inspire commentaires et remarques alors n'hésitez pas à les partager dans la section "commentaire" de cet article.
Ce faisant, cela produisait un dégagement constant de chaleur de 1.3W et l'élévation de la température à 70°C.
Cet article va explorer d'autres options
Cascade de Villard
Etant donné que nous avons aussi un transformateur 230 V AC vers 2x 6V AC, il est possible d'envisager l'utilisation d'une Cascade de Villard... qui permet d'élever une tension alternative en employant des étages de Diode + Condensateur.
La tension de sortie Vout produite est une tension continue et relevée aux bornes du condensateur.
Ce qu'il y a de bien avec la cascade de Villard, c'est qu'il est possible de chaîner les étages.
Il n'est pas une absolu nécessité d'utiliser des condensateurs polarisés. Comme je tiens à produire une tension de -24V pour le VFD, j'ai préféré utiliser des condensateurs polarisés.
La seule condition imposée est que chaque condensateur et chaque diode doit être capables de supporter le double de la tension d'alimentation.
Je vous propose cette vidéo de "Ludic Science" qui donne des détails sur la réalisation d'une cascade de Villard.
Cas du transformateur 6V
Souvenez-vous, dans le précédent article, le transformateur 6V à vide produisait une tension de 10.44 Vrms à vide. La tension de pic est toujours de 14.74V (soit 10.44 x 1.41).
J'ai donc récupérer la tension alternative sur le premier étage 5V pour obtenir une tension de 25V DC.
L'utilisation d'un oscilloscope pour contrôler la tension aux bornes du condensateur révèle que celle-ci est parfaitement lissée (en l'absence d'un courant de charge).
Cependant, vu que les deux circuits partagent des diodes en commun, nous ne pouvons pas simplement imposer la masse du circuit 5V DC comme référence commune avec le +28V DC (de sorte à obtenir les -28V nécessaires).
Pour que cela puisse fonctionner, il faut que le circuit générant les 28V DC soit totalement isolé du premier. Il faut donc utiliser le 2ieme secondaire 6V sur premier transformateur. Il sera alors possible de créer du -28V DC avec la masse commune.
Si cela est fonctionnel, cela me prive aussi de mon 2ieme secondaire 6V destiné à la "chauffe" du filament.
Cela avance, au moins cette fois, il n'y a plus de dissipation de chaleur (compré au précédent article).
Si vous avez l'occasion de vous pencher sur les derniers articles concernant les "Vaccum Fluorescent Display" (FVD) alors vous savez que trois tensions sont nécessaires:
5V pour la logique.
-24V pour les grilles.
5V isolée pour l'alimentation du filament.
Je me tourne donc vers la réalisation d'une alimentation à multiples tensions de sorties. Je recherche donc quelques transformateurs 220V AC...
Les transformateurs
Mon premier transformateur est un BV302D06023 de Zettler Magnetics.
BV302D06023 de Zettler Magnetics
Dont voici les caractéristiques principales:
Voltage - Primary: 230V
Voltage - Secondary (Full Load): 6V
Current - Output (Max): 383mA
Primary Winding(s): Single
Secondary Winding(s): Dual
Center Tap: No
Power - Max: 2.3VA
Mon second transformateur BV302S24012 toujours de Zettler Magnetics.
BV302S24012 de Zettler Magnetics
Dont voici les caractéristiques principales:
Voltage - Primary: 230V
Voltage - Secondary (Full Load):24V
Current - Output (Max): 50mA
Primary Winding(s): Single
Secondary Winding(s): Single
Center Tap: No
Power - Max: 1.2VA
Les premières mesures = surprise
C'est en commençant mon petit montage de test que je m’aperçois que la tension de sortie des transformateurs ne sont pas celles attendues.
Au lieu de 6V est de 10.44 V AC et de 13V DC après pont redresseur + condensateur (le double de la tension AC annoncée).
C'est encore pire pour la sortie 24V AC atteint 50V DC!!! Outch!
Que se passe t'il ?
Et bien c'est simple, la tension de sortie du transformateur varie en fonction du courant de charge. D'ailleurs, la tension secondaire est indiquée pour la plein charge (comme le mentionne l'indication "Full Load".
Etant donné qu'il n'y a pas de charge sur l'alimentation, il est normal d'avoir une tension de 10.44V AC supérieure aux 6V AC attendus. La tension de 13V DC s'explique parce que le condensateur lisse la tension à la tension de pic (Vpeak) de la sinusoïde.
10.44V AC est une tension Vrms. Pour obtenir la tension de pic, on applique la formule suivante:
Vpeak = Vrms * 1.41
Donc VPeak = 10.44 * 1.41 = 14.74 V auquel il faut soustraire 2 * 0.7V de chute de tension dans les diodes (0.7V par diode).
Donc, la tension de pic aux bornes du condensateur est donc de 14.74 V - 1.4 = 13.34V et sera la tension lissée par le condensateur.
Note:
Pour la régulation 5V avec un L7805, la tension d'entrée de 13V DC ne sera pas un problème!
La tension de 50V sera un problème car le régulateur MC79L24 accepte un maximum de -40V!
Réduire la tension de sortie du transfo 24V
Comme précisé, le transformateur 24V produit une tension redressée de 50V DC. C'est principalement parce que la tension de sortie à vide du transformateur est de 37V AC.
Une façon de réduire la tension de sortie est de mettre le transformateur en charge avant d'effectuer le redressement. Cela tombe bien, j'ai une résistance de 330 Ohms 5W sous la main.
Utiliser cette résistance fera circuler un courant dans le transformateur et abaissera la tension de sortie AC. Mais quel sera cette tension ?
Le transformateur dispose d'une puissance de 1.2 VA (Volt-Ampère).
Donc 1.2 VA = Usecondaire * Isecondaire
Or, comme la résistance sera branchée directement sur la sortie du transformateur on peut aussi écrire
Usecondaire = R * Isecondaire Usecondaire = 330 * Isecondaire
En substituant dans la Usecondaire dans la formule de la puissance nous obtenons:
1.2 = 330 * Isecondaire * Isecondaire
Donc Isecondaire = SQRT( 1.2 / 300 ) = 0.063 A ou 63 mA.
Maintenant que le courant est connu, il est aussi possible de déterminer la tension sur le circuit secondaire.
Après contrôle, la tension de sortie est mesurée à 21.8V... car la résistance ne vaut pas exactement 300 Ohms.
Tension redressée
La puissance de 1.2 VA se calcule sur des valeurs Vrms. Les 20.87 V AC déterminés par calcul seront donc en Vrms. Puisque la tension a été mesurée à 21.8V, la suite réutilisera cette dernière valeur.
La tension de pic sera Vpeak = Vrms * 1.41 = 21.87 * 1.41 = 30.73 Volts. Il faut y soustraire la chute de tension des diodes (2 * 0.7V), ce qui donne une tension Vpeak de 30.73-1.4 = 29.33 Volts aux bornes du condensateur.
La tension lissée sera de 29.33 V DC (mesuré à 29.7 VDC), pile dans les spécifications du régulateur -24V :-)
Puissance dissipée dans la résistance
Le courant circulant dans la résistance de 330 Ohms produit un échauffement. Puisqu'il s'agit d'une tension alternative, la puissance dissipée par une résistance se formule comme suit: P = R * I² = 330 * 0.063² = 1.3 W
La température de la résistance monte assez vite et se stabilise autour de 70°C~75°C à l'air libre (même pour une résistance de 5W).
Cela chauffe vraiment beaucoup... même si l'on reste dans les tolérances de puissance de la résistance.!!! Augmenter la surface d'échange ne serait pas du luxe.
Puissance consommée sur le transformateur 24V
La tension de -24 V produite sert principalement à la polarisation des grilles du VFD. Il n'y aura donc pas de courant significatif consommé sur ce circuit.
La résistance de charge de 330 Ohms reste donc un élément indispensable de ce circuit.
Cela représente quand même une puissance dissipée en chaleur de 1.3W ! Pas franchement idéal!
Connexion
.Jpg)
.jpg)
.jpg)
.JPG)
