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INTERRUPTEUR CREPUSCULAIRE
Projet Chicken Secur
Dans un précédent billet, j'ai décrit une commande de moteur par un montage en H-Bridge.
L'application dans mon cas se rapportait à la commande d'ouverture et de fermeture de la porte d'un poulailler pour mettre des poules à l'abri des prédateurs nocturnes .
Le moteur en question commande une poulie qui permet l'ouverture et la fermeture de l'abri des poules.
D'autres système mécaniques de fermeture sont aussi possibles autour d'un moteur de contrôle de mouvement équipé de deux contacts de fin de course.
Dans l'article précédent, la programmation se fait par un timer dont il faut changer régulièrement les heures en fonction des saisons et des changement horaires.
Afin de rendre cette ouverture et cette fermeture calées sur le cycle solaire, comme le sont les poules, j'ai étudié la possibilité de calculer les éphémérides solaires de façon à connaitre en temps réel les heures de lever et de coucher du soleil et ceci en tenant compte automatiquement de la position géographique du lieu.
En effet, il y a pratiquement une heure de décalage entre Brest et Nice, alors vous pensez, à Vladivostok ..
J'ai donc introduit dans le système un petit module GPS qui nous fournira en temps réel la date et l'heure et en plus les coordonnées géographiques exactes du lieu où est installé le poulailler.
Un module Arduino-nano, à partir de ces données GPS, nous calculera les éphémérides solaires et délivrera un signal binaire jour/nuit pour commander le moteur via un commutateur en H-Bridge.
La mécanique d'ouverture et de fermeture de la porte sera adaptée en fonction de la configuration.
Le Schéma sera le suivant pour une commande H-Bridge :
Le système est alimenté par une petite batterie 12 V de quelques Ah, tenue en charge permanente par un petit panneau solaire.
Pour limiter la consommation, j'ai opté pour une alimentation à découpage avec un LM2576 plutôt qu'un régulateur linéaire pour générer le +5V qui alimente le GPS et l'Arduino. Cependant, on peut monter un LM7805 en lieu et place, les pins correspondent. Ne pas monter la self et la diode Schottky ainsi que la résistance R6, et une résistance de 0 Ohm pour R5.
Un afficheur OLED 1.3" optionnel permet de visualiser l'heure en temps universel (TU ou GMT), la date et les coordonnées GPS ainsi que l'état binaire de la commande Jour/Nuit. Il peut être retiré une fois les mises au point faites, les gallinacées n'en auront pas besoin.
Une version du firmware est prévue pour un afficheur LCD 4X20 caractères.
Une LED (D1) sur la sortie digitale AD6 de l'Arduino indique elle aussi l'état Jour/Nuit et c'est cette même sortie AD6 qui contrôle du moteur de porte.
Une autre LED (D5) sur AD7 clignote à la seconde lors de la réception des trames GPS.
Dans ces conditions, l'ouverture et la fermeture de la porte du poulailler seront synchronisées sur le lever et le coucher réel du soleil, quelle que soit la saison ou le lieu, de Brest à Nice ou de Dunkerque à Tamanrasset.
Un offset d'une demi-heure est prévue sur l'heure de fermeture pour permettre à la poule retardataire de rentrer pendant la période crépusculaire.
Le tout est câblé sur un circuit imprimé double face de 60x80 mm.
Les composants de l'alimentation ici en jaune sont montés sur la face arrière du circuit imprimé.
Liste des composants
| Item | Quantité | Désignation | Valeur | |
| 1 | 4 | C1,C2,C4,C5 | 100nF | CMS 0805 |
| 2 | 1 | C3 | 10µF | |
| 3 | 1 | C6 | 470µF | |
| 4 | 2 | D5,D1 | LED | 3 mm |
| 5 | 2 | D2,D3 | SS14 | SMD |
| 6 | 4 | D6,D7,D8,D9 | 1N4007 | SMD |
| 7 | 1 | GPS1 | NEO M8N | |
| 8 | 1 | JP1 | OLED | |
| 9 | 1 | JP2 | BORNIER 5,08 mm | 5.08 mm |
| 10 | 1 | JP6 | JACK ALIM | 2.1 mm |
| 11 | 1 | L1 | 100uH | SMD |
| 12 | 1 | MG1 | MOTO REDUCTEUR 12V | |
| 13 | 4 | Q1,Q4,Q5,Q8 | 2N7000 | TO92 |
| 14 | 2 | Q3,Q2 | MOSFET P IRFR9120 | DPAK TO252 |
| 15 | 2 | Q6,Q7 | MOSFET N IRFR120 |
DPAK TO252 |
| 16 | 2 | R1,R7 | 2.2k | CMS 0805 |
| 17 | 2 | R2,R3 | 470 | CMS 0805 |
| 18 | 1 | R4 | 1K | CMS 0805 |
| 19 | 3 | R5,R6,R16 | R | CMS 0805 |
| 20 | 8 | R8,R9,R10,R11,R12,R13,R14,R15 | 10k | CMS 0805 |
| 21 | 2 | SW1, SW2 |
FIN DE COURSE |
|
| 22 | 1 | U1 | ARDUINO NANO | |
| 23 | 1 | U2 | LM2576CT-5V | SMD |
Pour une autre utilisation que la commande d'un moteur en H-bridge, par exemple pour un éclairage nocturne, j'ai réalisé une version avec un relais.
Autre exemple de motorisation
Mise en boitier du prototype.
Impression 3D
Proto version relais
Proto version H-bridge
D'autres utilisations sont possibles comme de l'éclairage ou du pilotage d'évènements nocturnes ou diurnes.
Fonctionnement de l'Arduino.
A la mise sous tension le système est en attente de trames GPS valides.
La LED D5 clignote une fois chaque seconde dès la réception des premières trames NMEA et récupère la date et l'heure assez rapidement.
Par contre il faut plus de trois satellites pour avoir des coordonnées géographiques correctes.
Comme par défaut, les coordonnées géographiques affichées sont celles du centre de la France, avec la date et l'heure, on peut déjà calculer les heures de fermeture et d'ouverture.
Une fois le nombre convenable de satellites atteint et affiché sur l'OLED, le calcul est affiné sur les coordonnées réelles du lieu.
La LED D5 clignote alors deux fois à chaque seconde.
Quelques PCB pour version composants CMS sont disponibles, me contacter.
Version simplifiée à relais
Cette version permet de contrôler par un seul relais 2RT soit une commande jour/nuit de moteur avec fin de course dans les deux sens de rotation, soit une commande par contacts secs en ouverture ou en fermeture.
| Item | Quantity | Reference | Part |
| 1 | 4 | C1,C2,C4,C5 | 100nF |
| 2 | 1 | C3 | 10µF |
| 3 | 1 | C6 | 470µF |
| 4 | 2 | D5,D1 | LED |
| 5 | 4 | D2,D6,D7,D8 | Schottky SS14 SMD |
| 6 | 1 | D4 | 1N4148 |
| 7 | 1 | F1 |
LITELFUSE RXEF030, 200/500 mA |
| 8 | 1 | GPS1 | NEO M7N |
| 9 | 1 | JP1 | Connexion option OLED |
| 10 | 1 | JP2 | Connexion batterie |
| 11 | 1 | JP4 | BORNIER 3x5.08mm |
| 12 | 1 | JP5 | Strap 2.54 mm |
| 13 | 1 | JP6 | Connexion chargeur |
| 14 | 1 | JP7 | Connexion Cmd manuelle |
| 15 | 1 | JP8 | BORNIER 5.08mm Moteur |
| 16 | 1 | K1 | RELAIS 5V NEC MR602-5SR |
| 17 | 1 | Q1 | 2N7000 SOT23 |
| 18 | 3 | R1,R7,R10 | 2.2k SMD0805 |
| 19 | 2 | R2,R3 | 470 SMD0805 |
| 20 | 1 | R4 | 1K SMD0805 |
| 21 | 1 | R8 | R Maintien charge batterie |
| 22 | 1 | U1 | ARDUINO NANO |
| 23 | 1 | U3 | 78M05 |
Monter en premier tous les composants CMS, puis les quelques composants traversants.
Ne souder sur le connecteur Arduino que les pins cerclées en sérigraphie.
Redresser à 90° le connecteur du GPS et le souder dur le circuit imprimé.
L'afficheur OLED est facultatif.
Restera ensuite à programmer l'Arduino par son connecteur USB.
Avec un nombre de composants réduit, le cout final d'un tel système ne dépasse pas les 20€
Circuit imprimé et firmware sur demande.
Je remercie mon ami Jean-Louis F5DJL, "docteur ès Arduinos", pour le portage des librairies nécessaires au calcul des éphémérides ainsi que la mise au point du code Arduino.
Merci également à Hervé F1UPL pour l'aide à l'impression 3D.
Pack de programmation sur demande
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Contrôle Moteur DC par H-Bridge
Il s'agit de contrôler le sens de rotation d'un moteur à courant continu en inversant le sens du courant par une commande unique de mise à la masse.
Le principe est simple.
On utilise 4 "interrupteurs" commandés en alternance.
Plutôt que d'utiliser des relais, j'ai monté une petite carte utilisant des Mosfets.
Le schéma est le suivant :
Deux MOSFETS type P IRF9640 pour la branche supérieure du H et deux MOSFETS type N IRF840 pour la branche inférieure.
Des MOSFETS 2N2000 permettent de contrôler le signal de commande pour la bascule en diagonale des interrupteurs.
Deux interrupteurs de fin de course permettent d'interrompre la course et de n'autoriser la rotation que dans l'autre sens.
J'ai réalisé une petite carte de circuit imprimé.
Quel est le but de ce développement ?
Il s'agit dans ce cas d'espèce de commander une poulie de 20 cm de diamètre sur un maximum 360° par un motoréducteur tournant à 6 tours par minute.
Sur cette poulie s'enroule un corde qui va tirer verticalement en 10 secondes une porte coulissante sur une course d'environ 50 cm.
La porte coulissante redescendra lentement, entrainée par son propre poids lors de l'inversion du sens de rotation du motoréducteur.
Commandée par un Interrupteur programmable le système permet la fermeture du poulailler la nuit venue, quand les poules sont rentrées, les mettant ainsi à l'abri des prédateurs, puis son ouverture dès l'aurore..
Motoréducteur et timer programmable se trouvent chez Aliexpress pour des sommes modiques.
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Je dois ma vocation et mon intérêt pour la radio à l’Église.
Non l'église en tant qu'institution, mais en tant que bâtiment et plus particulièrement au clocher de l'église de mon village.
Le village en question c'est Pomerol, petite commune de Gironde connue pour sa culture séculaire de la vigne.
Dans les années cinquante du siècle précédent, je me rendais à pied à l'école communale située juste à coté de ladite église et en passant tout près d'un contrefort du clocher, on entendait des voix et de la musique. Un câble de paratonnerre courrait depuis le sommet jusqu'à la prise de terre et les deux derniers mètres étaient protégés par un capot, à l'époque en tôle galvanisée, et c'est cette tôle de protection qui émettait les sons en question.
L'explication est que l'église était située à l'époque à moins de deux kilomètres de l'émetteur onde moyenne de Bordeaux qui avait une puissance de 100 KW.
Le paratonnerre servait donc d'antenne et sûrement par un effet de détection électrolytique ceci engendrait un courant BF dans le câble suffisamment important pour faire vibrer le capot de protection tel la membrane d'un écouteur. J'étais bien sur subjugué par le phénomène.
Et du coup, à 12 ans, je montais mes premiers postes à galènes, on trouvait alors dans les magasins de Libourne les détecteurs qui convenaient.
Ce n'est que bien plus tard, à l'armée, que je découvrais dans un local sous les combles de l'école de spécialisation de l'Armée de l'Air un récepteur VHF aviation qui couvrait la bande 144 et avec lequel j'écoutais mon premier QSO radioamateur entre F8MQ et F2WV.
C'est alors le début d'une longue histoire mais ma première QSL de 1966 garde le souvenir de ce premier contact avec la radio et l'église en question.
L'émetteur Onde Moyenne a depuis été démantelé et de toute façon, le capot qui était en tôle galvanisée est maintenant en plastique.