Projet : Thermostat bluetooth

Bonjour à tous,

voici plusieurs mois que je n’avais pas publié d’article. Je souhaitais mener ce projet jusqu’au bout, cela m’a donc pris un peu plus de temps.

Je vous présente donc la version finale de mon thermostat Bluetooth :

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Une vidéo de présentation :

 

Les possibilités offertes sont les suivantes :
– Suivi de la température et commande du radiateur depuis un smartphone Android par Bluetooth
– Programmation de la température à différentes horaires pour la semaine, et possibilité d’enregistrer une autre programmation pour les week-ends
– Mise en route / arrêt momentané du radiateur pour une durée choisie

 

1) Les différentes étapes de la conception en photo :

Tout est entièrement en libre accès, des plans jusqu’à l’application Android sur le téléphone (les liens vers les sources sont accessible à la fin de l’article).

Et pour finir le thermostat en place (seule la sonde de température dépasse) :

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Pour ceux qui se demanderont combien le boîtier coûte, le prix est approximativement de 25€ par boîtier, tout compris. J’ai essayé d’utiliser le plus possible de composant de qualité et le capteur de température est précis à 0.25°c près (ce qui est rarement le cas sur les produits existants, en général il y a une erreur de 1 à 2°c).
L’utilisation de composant un peu plus « cheap » et en plus grande quantité devrait le réduire à 15€ par boîtier.

 

2) Partie technique

  • Alimentation :
    La basse tension nécessaire pour le module Bluetooth et le microcontrôleur est générée directement à partir du secteur. Une alimentation à découpage basée sur un Viper16LD convertit le 230Vac en 8V, puis un 7805 régule les 60mA pour fournir une tension stable 5V au capteur de température LM35 et à son AOP. Un deuxième régulateur plus petit fournit 3.3V pour le microcontrôleur et le module Bluetooth.
    J’ai passé pas mal de temps sur le design du convertisseur Buck ; en effet la diode du montage Buck est nécessairement une diode ultra-rapide si l’on veut que la commutation soit nette. La mienne ne l’était pas assez, il y a avait donc des pics de courant importants qui se formaient à cet endroit et faisaient sauter la sécurité du Viper. Cela se traduisait juste pas une coupure de l’alimentation toutes les 5-6 minutes (le seul signe visible était une légère teinte de cette piste en particulier). /!\ L’alimentation (même limitée en courant) n’est pas isolée avec un transformateur, l’intérieur du boitier doit donc rester inaccessible pendant le fonctionnement.
  • Gestion/acquisition des données :
    Pour limiter la taille du boitier et gagner du temps en développement j’ai utilisé un module Bluetooth HC-05 que l’on peut trouver sur Ebay à prix très réduit (3,5€ l’unité). Ce module permet de convertir une liaison UART en Bluetooth directement, en ne configurant quasiment rien ; tout peut être commandé avec 2 sorties digitales du microcontrôleur et sa liaison série. Le gain de temps est énorme et la liaison avec un smartphone Android est entièrement gérée par commande AT. J’ai été étonnement surpris par les fonctionnalités offertes par ce module « low-cost ». La mesure de température est effectuée avec un LM35 suivi d’un AOP pour amplifier la tension de sortie. Le DAC du microcontrôleur échantillonne ensuite la valeur.
  • Contrôleur :
    J’ai sélectionné pour cette application un microcontrôleur 32bit de type STM32F030 (de chez STMicroelectronics). C’est un bon rapport  consommation/fonctionnalités/prix, et le calcul sur 32 bits nous permet de ne pas nous inquiéter pour le traitement des données. Un ATTiny 8bit aurait peut-être été suffisant.
  • Contrôle du radiateur
    Le contrôle se fait par le fil pilote : alternance 230V mono-redressée sur le fil pilote = chauffage OFF, 230V coupé = chauffage ON. La tension secteur est commutée avec un relais MOS AQY414 isolé. Ce dernier à deux avantages : il supporte 400V et peut être commandé par du 5V, et il ne fait pas de bruit comme un relais mécanique.

 

3) Documents en libre accès

 

Merci et bonne journée!