Cours:RegulationTemperature

Tutos pour la fabrication de cartes sur plaques pastillées

Présentation
Tuto implantation des composants
Tuto câblage des connecteurs
Tuto réalisation des pistes
Tuto test de la carte

Procédure de vérification et de réglage sans le banc de test

La vérification des fonctions de chaque carte se fera manuellement.
Pour chaque fonction vous utiliserez le matériel adapté :

• alimentation
• oscilloscope
• gbf
• boîte à décade
• shield Arduino Nano
• ...

Vous devrez ensuite reporter dle résultat des tests dans le dossier de conception/validation pour valider le certificat de conformité.

Pour la simulation du fonctionnement vous utiliserez le logiciel : SimulIDE

fonction alimenter

Matériel nécessaire :

• Une alimentation de laboratoire à trois tensions de sortie réglables
  
• Un multimètre
  
  

Procédure :

• Réglez l'alimentation de laboratoire à 12V et limitez le courant à 100 mA.
  
• Alimentez votre carte et vérifier le bon fonctionnement des LED.
  
• Vérifier la présence de 12V et de 5V sur les broches de sortie de la carte.
  
  

caractéristiques des Leds : rouge TLHR5400, verte MCL053GD et bleue 2111O156.

F1 capter la température

Le test de cette fonction s'effectue en même temps que celui de la fonction Alimenter.

Matériel nécessaire

En plus du matériel nécessaire pour tester Fa, il vous faudra une boite à décade

Procédure :

1. Alimenter la carte alimentation en 12V
2. Sans raccorder la boîte à décade, régler le potentiomètre en butée dans le sens antihoraire et vérifier que la tension sur la sortie Um est égale à 5V .
   
3. Tourner le potentiomètre en butée dans le sens horaire et vérifier que la tension sur la sortie Um est toujours égale à 5V .
   
4. Régler la boîte à décade sur la valeur que doit avoir votre capteur pour la température de consigne donnée dans le cahier des charges de votre régulateur. Vérifier la valeur de la résistance à l'aide d'un Ohmmètre. Raccorder la boîte à décade à la place de la CTN et régler le potentiomètre afin d'obtenir Um = 2,5V .
   
   

Maintenant que votre carte est réglée, il ne faut plus toucher au potentiomètre

1. Débrancher la boîte à décade et la régler sur la valeur que doit avoir votre capteur pour la température de consigne Tlow. Vérifier la valeur de la résistance à l'aide d'un Ohmmètre. Raccorder la boîte à décade à la place de la CTN et relever la nouvelle valeur de la sortie Um = Umlow.
   
2. Débrancher la boîte à décade et la régler sur la valeur que doit avoir votre capteur pour la température de consigne Thigh. Vérifier la valeur de la résistance à l'aide d'un Ohmmètre. Raccorder la boîte à décade à la place de la CTN et relever la nouvelle valeur de la sortie Um = Umhigh.
   
3. vérifier que les valeurs de Umlow et Umhihgh correspondent à celles trouvées dans la feuille Excel.
   

F2 fonction amplifier

Matériel nécessaire

Une alimentation 5V fixe et une alimentation réglable 0 à 5 V / un multimètre / un GBF / Un oscilloscope / deux sondes de tension

vérification du câblage

Avant de mettre le TL081, alimenter la carte à l'aide de l'alimentation 5V fixe entre la borne +5V et la borne GND

1. Vérifier la présence d'une tension de 2,5V sur la borne 3 du TL081 (validation du raccordement du pont diviseur)
   
2. Vérifier la présence d'une tension de 5V sur la borne 7 et d'une tension de 0V sur la borne 1 du support du CI (validation du raccordement des bornes d'alimentations du TL081)
   
   

Raccorder l'alimentation réglable préalablement réglée à 2,5V entre l'entrée Um et GND

1. vérifier que la tension de sortie Ut soit aussi égale à 2,5V.(validation du raccordement de la boucle de contre réaction)
   
2. faire varier le potentiomètre sur toute la plage de réglage et vérifier que Ut reste à 2,5V
   
   

Réglage de l'amplification

Pour valider le fonctionnement de cette carte, on doit au préalable régler le gain du montage

1. Couper les alimentations et insérer le TL081 en prenant soin de bien respecter le sens imposé par le détrompeur.
   
2. alumer à nouveau les alimentations, régler la tension Um à Umlow et régler le gain pour que Ut = Ut corresponde à la valeur désirée
   
3. régler la tension Um à Umhigh et régler le gain pour que Ut = Ut corresponde à la valeur désirée
   
4. vérifier que les deux valeurs de Ut sont correctes après réglage. Sinon répéter les deux opérations de réglage ( avec Utlow et Uthigh ) pour ajuster le gain.
   
   

Vérification du réglage à l'aide d'un oscilloscope

1. retirer l'alimentation de Um
   
2. régler un signal triangulaire de 1kHz entre 0 et 4,5V sur le GBF et vérifier ce signal avec l'oscilloscope
   
3. appliquer le signal triangulaire sur l'entrée Um
   
4. visualiser les signaux Um et Ut et effectuer une capture d’écran de l’oscilloscope pour faire valider le fonctionnement de cette fonction.
   
   
5. mettre l'oscilloscope en mode XY et tracer la caractéristique Ut=f(Um). Effectuer une capture d’écran de l’oscilloscope pour faire valider le fonctionnement.
   
   

Vérification du fonctionnement des deux premières cartes

1. couper les alimentations et associer les deux premières cartes pour valider l'ensemble.
   
2. raccorder la boîte à décade à la place du capteur et alimenter la première carte en 12V.
   
3. régler la valeur de la résistance à RTlow et mesurer les valeurs de Um et de Ut
   
4. régler la valeur de la résistance à RThigh et mesurer les valeurs de Um et de Ut
   
5. consigner les valeurs dans le tableau du document réponses
   

F3 fonction comparer

Les tensions de sorties (Utlow et Uthigh) de cette carte sont des sorties logiques, elles ne peuvent prendre que la valeur 0V (0) ou 5V (1).

Matériel nécessaire :

1. Une alimentation 5V fixe et une alimentation réglable 0 à 5 V / un multimètre / un GBF / Un oscilloscope / deux sondes de tension
   
   

vérification du câblage

Avant de mettre le LMC662 sur son support,

• vérifier la continuité entre l'entrée Ut et les bornes 3 et 5 du support de CI
  
• vérifier la continuité entre la sortie UH et la borne 1 ou 7 du support de CI selon votre câblage
  
• vérifier la continuité entre la sortie UL et la borne 1 ou 7 du support de CI selon votre câblage
  
  

alimenter la carte à l'aide de l'alimentation 5V fixe entre la borne +5V et la borne GND

1. Vérifier la présence d'une tension de 5V sur la borne 8 du support du CI et de 0V sur la borne 4 ( validation du raccordement des bornes d'alimentations)
   
2. Vérifier la présence d'une tension correspondant à UrH sur une des deux bornes 2 ou 6 et d'une tension correspondant à UrL sur l'autre (validation du raccordement des résistances)
   
   

vérification du fonctionnement

• couper l'alimentation et placer le CI sur son support en respectant son orientation
  
• remettre en service l'alimentation +5V et raccorder l'alimentation réglable préalablement réglée à 1V entre l'entrée Ut et GND
  
• relever les valeurs des tensions UL et UH et les porter dans le tableau du document
  
• recommencer cette opération pour Ut = 2,5V et Ut = 4V
  
  

Vérification du réglage à l'aide d'un oscilloscope

1. retirer l'alimentation de Ut
   
2. régler un signal triangulaire de 1kHz entre 0 et 4,5V sur le GBF et vérifier ce signal avec l'oscilloscope
   
3. appliquer le signal triangulaire sur l'entrée Ut
   
4. visualiser les signaux Ut et UH et placer les curseurs pour faire apparaître les seuils de basculement. Effectuer une capture d’écran de l’oscilloscope pour faire valider le fonctionnement de cette fonction.
   
5. recommencer cette opération avec les signaux Ut et UL
   
6. reporter les valeurs de Ut qui produisent le changement d'état de UL et de UH dans le document.
   
   

F4 fonction afficher

Pour la fonction afficher, la procédure de test se trouve sur le document de conception / validation

F5 fonction commander la chauffe

Matériel nécessaire

Une alimentation 5V fixe et une alimentation 0 à 5 V réglable / un multimètre / un GBF / Un oscilloscope / deux sondes de tension

vérification du câblage

Avant de mettre le MC33201, alimenter la carte à l'aide de l'alimentation 5V fixe entre la borne +5V et la borne GND et appliquer une tension de 1V sur l'entrée Ut

1. Vérifier la présence d'une tension de 5V sur la borne 7 du support CI ( vérification du raccordement de l'alimentation)
   
2. Vérifier la présence d'une tension de 0V sur la borne 4 du support CI ( vérification du raccordement de l'alimentation)
   
3. Vérifier la présence d'une tension de 2,5V sur la borne 3 du support CI ( vérification du raccordement des résistances)
   
4. Vérifier la présence d'une tension de 2,5V sur la sortie Uc (vérification du raccordement de la sortie Uc)
   
5. Vérifier la présence d'une tension de 1V sur la borne 2 du support CI (vérification du raccordement de Ut au CI)
   
   

Vérification du fonctionnement

1. couper les alimentation et placer le MC33201 en prenant soin de respecter son positionnement.
   
2. retirer l'alimentation de Ut
   
3. régler un signal triangulaire de 1kHz entre 0 et 4,5V sur le GBF et vérifier ce signal avec l'oscilloscope
   
4. appliquer le signal triangulaire sur l'entrée Ut
   
5. visualiser les signaux Uc et Ut, régler les curseurs de l'oscilloscope pour faire apparaître les seuils de basculement et faire une capture d’écran pour faire valider le fonctionnement de cette fonction.
   
   
6. mettre l'oscilloscope en mode XY et tracer la caractéristique Ut=f(Um). Effectuer une capture d’écran de l’oscilloscope pour faire valider le fonctionnement.
   
   

F6 fonction chauffer

Matériel nécessaire :

1. Une alimentation 5V fixe et une alimentation réglable 0 à 5 V / un multimètre / un simulateur de charge ( résistance + led )
   
   

procédure

Vous allez vérifier le fonctionnement de cette carte en utilisant comme charge une association série résistance led.

1. Raccorder le +12V de l'alimentation à la fonction chauffer et le simulateur de charge sur les bornes 2,5 mm
   
2. Raccorder l'entrée Uc au +5V de l'alimentation et vérifier que la led s'allume.
   
   

1. Raccorder les cartes correspondant aux fonctions commander et chauffer et alimenter la fonction commander en +12V et en +5V.
   
2. Vérifier le fonctionnement en appliquant une tension de 5V sur la borne Uc.
   
   

1. Remplacer le simulateur de charge par la véritable charge de 10W et vérifier que la charge consomme du courant. ATTENTION, une fois le fonctionnement constaté, débrancher la borne Uc pour ne pas endommager la résistance.
   
   

F7 fonction clignoter

Matériel nécessaire :

1. Une alimentation 5V fixe et une alimentation 0 à 5 V réglable / un oscilloscope / 2 sondes / 1 GBF
   
   

vérification du câblage

Avant de mettre le NE555, alimenter la carte à l'aide de l'alimentation 5V fixe entre la borne +5V et la borne GND

1. Vérifier la présence d'une tension de 5V sur la borne 8 du NE555 (validation du raccordement de l'alimentation)
   
2. Vérifier la présence d'une tension de 0V sur la borne 1 du NE555 (validation du raccordement de l'alimentation)
   

1. couper l'alimentation
   
2. placer le NE555 en prenant soin de respecter son orientation
   
   

procédure

1. Raccorder le +5V de l'alimentation à la fonction clignoter
   
2. Raccorder l'entrée Uc au +5V de l'alimentation et vérifier que la led clignote.
   
   

Vérification du réglage à l'aide d'un oscilloscope

1. retirer l'alimentation de Uc
   
2. régler un signal rectangulaire de 0,2Hz entre 0 et 4,5V sur le GBF et vérifier ce signal avec l'oscilloscope
   
3. appliquer le signal rectangulaire sur l'entrée Uc
   
4. visualiser le signal Uc et celui de la pin 3 du NE555 et vérifier le fonctionnement de la fonction. Effectuer une capture d’écran de l’oscilloscope pour faire valider le fonctionnement
   
5. relever les caractéristiques du signal de sortie du NE55 et les compare au cahier des charges.
   
   

1. Raccorder les cartes correspondant aux fonctions commander, chauffer et clignoter et alimenter la fonction commander en +12V et en +5V.
   
2. Vérifier le fonctionnement en appliquant une tension de 5V sur la borne Uc.
   
   

Composants

• Capteur de température :
  • farnell 1164822
  • datasheet
  • caractéristique

Fichier:Dossier de conception.pdf

Cordées de la réussite

• Media:Regulation tout ou rien.pdf

Divers

• Cours:RegulationTemperatureEnseignants