Thermostat 2

Le thermostat présenté ici permet de réguler la température ambiante dans une pièce de la maison, et trouve sa bonne mesure tant que la température de consigne reste comprise entre +10 °C et +35 °C environ. Cette plage de fonctionnement ne doit pas poser de problème particulier si comme la majorité des gens vous aimez une température tournant autour de +18 °C à +20 °C. La précision du réglage (de la température de consigne) est un peu plus faible que celle offerte par le thermostat 1, car on travaille ici avec un capteur de température LM35 de type analogique, dans un circuit purement analogique. D'un autre côté, il s'agit d'un circuit dont le fonctionnement est facile à appréhender, et qui ne requiert la programmation d'aucun composant. Bref, un circuit pour débuter. Et pour ceux qui veulent combiner un capteur analogique LM35 avec un circuit de traitement numérique, rendez-vous à la page Thermostat 3.

Présentation du LM35

Le LM35 est un capteur de température monté dans un boitier à 3 pattes en métal ou en plastique, qui s'alimente entre +4 V et +20 V. Sa sortie délivre une tension de valeur proportionnelle à la température, à raison de 10 mV par °C, avec pour base la valeur de 0 V à 0 °C. On dispose ainsi d'une tension de 50 mV pour une température de 5 °C, d'une tension de 150 mV pour une température de 15 °C et d'une tension de 1,0 V pour une température de 100 °C. Il existe plusieurs versions de LM35, comme indiqué ci-après :

- LM35AH : boitier métal TO46, plage -55 °C à +150 °C
- LM35CH : boitier métal TO46, plage -40 °C à +100 °C
- LM35CZ : boitier plastique TO92, plage -40 °C à +100 °C
- LM35DH : boitier métal TO46, plage 0 °C à +100 °C
- LM35DZ : boitier plastique TO92, plage 0 °C à +100 °C

Ceux en boitier métal coûtent plus cher, la palme revient au LM35AH. Pour la présente application, je vous conseille le modèle LM35CZ ou le modèleLM35DZ. 

Schéma

Encore une fois, j'ai essayé de m'inspirer de Picasso pour le dessin du schéma électronique, mais il me manque encore de nombreuses heures de pratique pour prétendre commencer à l'égaler.

thermostat_002

Fonctionnement général

Le circuit est construit autour du comparateur de tension U1 de type LM311 (ou LM111) qui compare en permanence deux tensions. Une première tension est définie comme référence (Vref) et est fixe une fois réglée, elle est obtenue à travers le pont diviseur résistif constitué de RV1, R1 et R2. Cette tension fixe, qui peut être ajustée entre 100 mV et 350 mV, est appliquée sur l'entrée inverseuse du comparateur. Une seconde tension, comparée à celle de référence, est obtenue en sortie d'un capteur de température de type LM35, qui délivre une tension continue proportionnelle à sa température, selon la formule suivante :

Vout (V) = Tamb (°C) / 100

Ainsi, si la température est de 20 °C, la tension délivrée par le circuit LM35 est de 0,200 V.

Cette tension, proportionnelle à la température ambiante (ou plus précisément à celle du capteur LM35), est appliquée sur l'entrée non-inverseuse du comparateur. Le potentiomètre RV1 permet de régler la consigne de basculement On / Off, c'est à dire le seuil de température pour lequel le circuit doit se mettre en ou hors fonction.

Réglage du seuil de température

Le réglage est fort simple et se limite à l'ajustage du potentiomètre RV1, pendant la lecture au voltmètre de la tension de référence présente entre masse et entrée inverseuse du comparateur U1. La tension en ce point correspond précisément à la tension de basculement du comparateur et donc à la tension fournie par le capteur de température LM35. La formule donnée précédemment pour le capteur LM35 doit donc être utilisée de la même façon pour savoir quelle tension correspond à quelle température :

Vref (V) = Tseuil (°C) / 100

Ainsi, pour un seuil fixé à 19 °C, la tension de référence doit être de 0,190 V.

Et pour un seuil fixé à 25 °C, la tension de référence doit être de 0,250 V.

Modification plage de réglage

La plage de réglage a été ici volontairement réduite de +10 °C à +35 °C pour faciliter le réglage du seuil même en utilisant un potentiomètre classique 3/4 de tours. Mais vous pouvez sans aucun problème réduire ou augmenter cette plage, en modifiant la valeur des composants RV1, R1 et R2. Par exemple, en donnant à R1 la valeur de 10 KO au lieu de 33 KO, la plage se trouve étendue entre +10 °C et +100 °C. Et en donnant à R1 la valeur de 100 KO au lieu de 33 KO, la plage se trouve réduite entre +6 °C et +12 °C. Pour d'autres valeurs, je vous laisse à votre calculette ;-)

Section puissance

Il est fait appel ici à un optotriac de type MOC3041 suivi d'un triac de puissance 8A / 400V (Q4008L4 ou BTA08-400). La commande directe du triac aurait tout à fait été possible, l'optotriac a été ajouté en vue de supprimer les parasites secteurs qui se seraient produit lors des commutations On / Off. Cet optotriac est en effet un modèle doté d'un circuit de détection de passage par zéro de l'onde secteur 230 V, ce qui garantit une commutation de la charge (résistance chauffante) au 230 V au bon moment, sans heurt.

Alimentation

Elle est réduite à sa plus simple expression, mais tout de même avec une régulation de la tension pour garantir une bonne stabilité de la tension de consigne. Le circuit est totalement similaire à celui décrit à la page alimentation simple 1.

Brochage du LM35

Attention, brochage vu de dessous !

LM35 - Brochage Capteur Temp 001 - LM35

+Vs = alim positive, à relier au +12 V du montage
Vout = tension de sortie proportionnelle à la température, à relier à l'entrée non inverseuse du comparateur
GND = masse.
 

 

 

 

Accuil








 

 

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