Volets : commandes électronique

Je profite d'une petite grippe pour cogiter une commande électronique des volets.
Pourquoi électronique plutôt qu'électrique ?
Les commandes électriques se font par le biais d'interrupteurs, de fin de courses, voir des relais ... bref des composants électromécaniques lourds avec des risques de panne pas négligeables. Entre autre la limitation en courant est inexistante et pour faire des systèmes d'indexation à positions multiples ça se complique.

Avec une électronique on peut avoir la position angulaire de l'arbre de commande des volets assez simplement avec un potentiomètre à glissière. Mon tube fait Ø30mm, pour un déplacement angulaire de 100° on a une course de Ø30mm x PI x 100° / 360° = 26 mm. Je choisis le modèle PTA3043-2010CIB103 de chez Bourns, c'est un potentiomètre de 30mm de course, 10 kohms linéaire. A monter comme cela :
volets_commande_implantation.gif
La corde à piano fera ressort pour maintenir tendu la courroie (ou fils) d'entrainement.

Pour piloter le moteur avec des transistors il faut faire un pont en H pour alimenter le moteur tantôt en positif ou tantôt en négatif pour le faire tourner dans un sens ou dans l'autre. Il faut des transistors qui tiennent au moins 10 A. Il est judicieux de surveiller leur température et le courant qui y circule. Pas la peine de se fatiguer les neurones car il existe des composants "tout fait" qui le font très bien. J'ai choisi le VNH2SP30TR-E de ST qui supporte 30A et 41 Volts ! Il a des fonctions supplémentaires : modulation de la vitesse, gestion des surtensions, protection thermique, mesure de courant, freinage tout cela dans un seul boîtier avec la technologie MOSFET. Seule la protection contre l'inversion de la polarité est à faire avec un transistor externe, j'ai choisi un MOSFET canal N NTD5804NT4G (69A / 40 Volts).

Pour piloter ces composants un microcontrôleur est tout à fait adapté, j'ai des Microchip Pic16F1827 en boîtier QFN dans mes tiroirs. Ils sont capables de mesurer des tensions, de communiquer avec leur interface série (USART) et possèdent suffisamment d'entrées/sorties.

La cerise sur la gâteau c'est qu'en utilisant un capteur de pression différentielle MPX4250DP raccordé à la sonde Pitot, on a l'information "vitesse" qui nous permettra d'autoriser la sortie des volets que dans les bonnes plages de vitesses.

Pour l'interface "homme-machine" il faut de quoi indexer au minimum les volets à -4° (grandes vitesses), 0°, 10° et 15° (décollage), 30° (atterrissage), 40° (plein volets). 2 boutons : montée, descente et un autre pour déclencher le réglage. Soit 9 boutons, je choisis des poussoirs tactiles à plat ou à 90° (double implantation) de la série KSA ou KSL. Agencés en matrice à diode cela ne demande que 3 ports d'entrée/sortie pour connaitre l'état des 9 boutons.

Le schéma devient :
volets_schema.gif

Son implantation fait 9.8cm x 6.2cm :
pcb_installation.gif
Le dossier de fabrication complet est là :commande_volet.zip. J'ai détouré la carte de façon à ce que le clavier et le potentiomètre soient détachables pour être déportés à l'aide de connecteurs XH. Je vais essayer les services d'une société de fabrication de PCB basée à Singapour : http://pcb.hqew.net/ à priori pour $45 je peux avoir 5 circuits en 3 semaines.

J'ai prévu un port de communication série pour déporter sur 3 fils des fonctionnalités d'IHM "avancées". J'ai un connecteur relié à une fonction PWM du microcontrôleur qui peut par exemple piloter un voltmètre à aiguille qui serait le reflet de la position des volets.

Je ferai le programme quand j'aurai les circuits. Le fonctionnement serait de placer à l'aide des touches "Up" et "Down" le volet à la position -4°, d'appuyer sur la touche "Set" puis la touche "-4°" pour mémoriser la position. Ainsi de suite pour les autres touches.
Pour les limitations de vitesse, mettre la colonne d'eau qui est le reflet de la vitesse sur la sonde Pitot (dans la doc "\\TABLEAU DE BORD console\calibration badin" ) appuyer plus de 3 secondes sur "Set" puis sur la touche de la position. On peut comme cela avoir une limite de vitesse différente pour chaque cran de volet... On peut imaginer de rentrer automatiquement les volets dés que la vitesse est dépassée depuis plus d'un certain temps (pour éviter de rentrer les volets sur des rafales). Bref avec la programmation on fait ce que l'on veut !

Commentaires

1. Le mercredi 5 mars 2014, 14:54 par pathemer

et que penses tu d'utiliser, à la place du potentiomètre linéaire, un potentiomètre multitours ?
plus étanche, donc moins "cracheux" avec le temps.
plus longue "course", plus de précision, plus de souplesse dans l'intégration.
possible de le relier directement sur l'arbre par une roue de contact, à la place de la courroie.

as tu envisagé la solution codeur rotatif ?

2. Le mercredi 5 mars 2014, 17:04 par Lino
De quels potentiomètres multi-tour tu parles ? Ceux que je connais n'ont pas plus de précision qu'un potentiomètre linéaire (même beaucoup moins).
Le problème de la roue c'est qu'il peut il y avoir des glissements qui n'existent pas avec une courroie fixée en un point sur l'arbre.

Les codeurs c'est bien mais aussi très chers !

Avec une petite feutrine anti-poussière dessus, ce potentiomètre devrait le faire simplement, il y en avait plein les tables de mixage des années 80 et ça ne crachait pas plus que ça. Dans mon soft il y a une accumulation/moyennage des mesures de position pour filtrer.
3. Le jeudi 6 mars 2014, 08:21 par pathemer

comme tu le penses, mais je pense que moins il y a de pièces, mieux c'est pour la conception, l'intégration, ....
Sans couple resistant, il n'existera pas de prb de glissement pour la roue, au pire tu mets un systeme roue et courroie entre potard et axe ( il y en a plein dans les vieux magnetoscopes.) ça me semble mieux que ton support déporté et ta corde a piano et roue ...

-as tu envisagé de mettre le lineaire directement sur le deplacement (lineraire) de l'ecrou sur la tige filetée moteur ?

4. Le vendredi 7 mars 2014, 12:23 par Lino

Je suis confiant dans mon idée de départ. Seuls les essais du montage final valideront la solution. Si ça ne va pas il y a plein de moyen de changer de système. J'ai prévu un connecteur sur le PCB pour déporter ou changer de modèle de potentiomètre, pareil pour le clavier, l'affichage de la position et même une sortie série pour communiquer avec autre chose : c'est "open" !

Page top