Suite de l’article Programmateur pour four – Prototype

Contrôler le four

Pour que le prototype puisse devenir réalité, il faut qu’il soit capable de contrôler plus qu’une simple LED. J’ai dit dans le précédent article qu’il suffirait d’utiliser un relais. Mais en réalité, ce n’est pas le cas. Le relais nécessaire pour contrôler le four devra couper du 220 V et supporter un courant de 16 A. Les relais en contrôlables en 5 ou 6 V convenant que j’ai pu trouver comme le finder 4061-06 présentent une résistance de 55 Ohms, ce qui conduit à une intensité de 90 mA. L’Arduino n’est pas capable de fournir une telle intensité.

Il faudra donc contrôler le relais à l’aide d’un transistor. Ayant décidé d’alimenter l’Arduino en 12 V, j’ai opté pour un relais finder 4061-12 qui à une résistance de 220 Ohms. L’intensité à fournir sera donc de 55 mA.

Le transistor que j’utilise est un IRF 520, un transistor MOSFET. Il peut être contrôlé directement par l’Arduino, sans besoin de résistance. En effet, la tension GS (Gate-Source) maximale qu’il puisse supporter est de 20 V et la résistance GS est de 20 kOhms ce qui garantit que l’Arduino n’aura pas à fournir un courant trop élevé.

Contrôle du four

Réalisation du circuit

Pour réaliser le circuit, j’ai utilise des plaques à bandes. Il n’y a pas la place dans le four pour faire tenir l’intégralité du circuit sur une seule plaque tout en plaçant les boutons et l’écran aux endroits dédiés. De plus, en plaçant l’écran et les boutons sur une même plaque, les boutons se retrouvent en renfoncement ce qui est peu pratique. J’ai donc opté pour une séparation du circuit en trois parties: l’écran d’une part (la plaque ne servant que de support physique pour bien le placer), les boutons d’autre part (maintenu légèrement en avant de la plaque de l’affichage à l’aide de cales) et enfin le reste du circuit sur une troisième plaque, placée sur un support avec pieds destiné à protéger le circuit de la température du four.

Afin de simplifier la mise en place et d’éventuelles futures maintenances, je relie les plaques secondaires (affichage et boutons) à la plaque principale en utilisant des connecteurs. Ainsi la plaque principale pourra être retirée sans avoir à démonter la façade du four. L’accès à l’interface USB de l’Arduino sera simple pour les mises à jour.

La réalisation de la plaque principale ne pose pas de problème particulier. L’utilisation de l’espace n’est pas particulièrement optimisé mais le remplacement des composant (ou ne serait-ce que de la pile) en seront facilité en cas de besoin. On notera le montage face cuivrée du DS 1307. La raison est que je me suis trompé lors du dessin du schema de placement des composants et ne m’en suis rendu compte qu’une fois la mise en place bien avancée.

Section des bandes et câblage

Même étape, vue côté câbles

Circuit principal, état final

Même vue, côté cuivre

Les tests

Tout au long de la réalisation, j’ai effectué des tests pour vérifier que les sous parties du circuit fonctionnaient bien. Des problèmes pourraient apparaître si des soudures introduisent un court-circuit, si des contacts ne se font pas bien, si des composants grillent avec la chaleur du fer à souder …

Lors de la soudure de l’écran LCD sur la plaque qui le supporte, puis lors de la soudure de la nappe de connexion servant à le relier au circuit principal, j’ai testé son bon fonctionnement en le replaçant sur la plaque d’essai.

Test de l'affichage après soudure

J’ai ensuite testé le fonctionnement du circuit équivalent au prototype (la LED en moins) en même temps que j’ai téléchargé le programme sur l’Arduino. L’alimentation se faisait par le port USB, ne testant donc pas la partie constituée du transistor et du relais.

Transfert du programme et test après soudure

Enfin, le test final s’est fait en branchant l’alimentation sur le secteur. Le bon fonctionnement du relais se voit et s’entend. Le réglage de l’heure ayant été fait lors du test précédent, ce test permet aussi de vérifier qu’elle a été conservée malgré l’absence d’alimentation.

Test final

Alimentation

Pour l’alimentation, j’ai opté pour un adaptateur secteur PS1205S qui possède une fiche 5.5 x 2.1mm permettant d’alimenter l’Arduino. C’était avant de réaliser que le 12 V serait aussi nécessaire pour alimenter la bobine du relais. Mauvaise surprise supplémentaire, l’adaptateur est fermé avec des vis à tête triangulaire, pour lesquels je n’ai pas de tournevis !

Je dois donc couper le câble pour repiquer le 12 V afin d’alimenter le relais et souder des cosses sur la prise afin de récupérer le 220 V depuis le four. Le tout donne un bricolage dont on appréciera l’esthétique.

Soudure des cosses sur l'alimentation

Mise en place

Afin d’éviter des courts-circuits et en particulier éviter que le 220 V se retrouve à toucher la structure métallique du four, j’ai placé le circuit dans une boîte en carton. Afin de la protéger des échauffements, bien que le four soit bien isolé, j’ai placé la boîte sur un support permettant à l’air de circuler en dessous.