Réchauffeur automatique pour pluviomètre à base d'un pic 12F675


Réchauffeur Pluvio

Version: 1.0
Date de création: 18/12/10
Dernière modification: 18/12/10 Téléchargé 814 fois

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Un des problèmes que rencontre le météorologue amateur est la réception de la quantité d'eau tombée lors d'une averse de neige. En effet, la neige va s'entasser dans l'entonnoir du pluviomètre et ça peut même débordée lors de grosse averse. De plus, lorsque les températures redeviennent positive où lorsqu'il y a du soleil, la neige va fondre, provoquant un cumul de pluie qui sera comptabilisé alors qu'il fait beau.
La solution à ce problème réside dans la mise en place d'un réchauffeur de pluviomètre qui maintiendra le cône du pluviomètre à une température positive de façon à ce que la neige qui tombe fonde.
On trouve dans le commerce un réchauffeur pour les station DAVIS (adaptable sur les autres pluviomètres je pense) mais à un prix affligeant, aux allentours de 200€ dans mes souvenirs. Le pire, c'est qu'il s'agit d'une simple résistance qu'on branche au secteur. En gros, si on ne veut pas le laisser en permanence branché (car ça consomme mine de rien !) et bien il faut surveiller jours et nuits s'il neige.

Le but ici est donc d'avoir un petit système, consommant trois fois rien, qui, lorsqu'il neige, allume le chauffage.
Pour cela, je n'ai rien inventé, mais seulement tout réutilisé. Un microcontrôleur PIC, un capteur de température et un capteur de pluie et le tour est joué.
Le principe est simple et repose sur la supposition suivante : Si il fait moins de 2°C et qu'il pleut (enfin si le capteur de pluie détecte quelque chose car il ne fait pas de différence entre pluie et neige) alors je considère qu'il neige. A ce moment là, on démarre le chauffage.
Le chauffage est laissé au choix de l'utilisateur. Ca peut être une feuille chauffante (en vente chez Conrad) ou un cordon.
Pour ceux qui possède le réchauffeur de DAVIS, il est possible d'intercaler ce montage entre le transformateur et la résistance chauffante.

Question prix, celui qui veut monter ce circuit de A à Z en aura pour 70€ a peu près. Ca peut paraître cher en effet, mais la moitié de ce prix vient des frais de port et montant minimum de commande.
En effet, le capteur IBR273 de chez Lextronic ne côute que 5€ mais Lextronic impose une commande minimum de 15€ sans compté les frais de port de 8€ il me semble. Après on peut toujours commander une partie du reste des composants nécessaire mais pas tout malheureusement. Il y a aussi le PCB à réaliser, environ 10€, les feuilles chauffantes...etc

Les caractéristiques du circuit :
Alimentation de 12 à 25V par 2 fils ou prise Jack Alim. Cette même tension sera appliquée à l'élément chauffant en sortie (2 fils).
Courant max: 3A.  Soit un élément chauffant  de 36W max à 12V ou 75W max à 25V. Amplement suffisant pour chauffer un pluviomètre.
Le jumper JP1 permet de commuter l'alim du capteur de pluie car celui-ci a besoin d'une tension de 12V. Si on a 12V en entrée, alors la tension est directement envoyé au capteur, sinon elle est régulée par le 7812.

Explications détaillées

 Pour commencer, voici le schéma général du circuit :

Le capteur de pluie utilisé est le IBR273. C'est un capteur capacitif tout ou rien. Pour mesurer cette capacité et en conclure s'il pleut ou non, un NE555 est utilisé afin de sortir un signal carré périodique dont la fréquence variera en fonction de la capacité. A l'aide d'un fréquencemètre, voici les résultat en sortie du NE555.

Observation
NE555 (RA = RB = 1MOhms)
Fréquence mesurée (Hz) Période (µs) Capacité
IBR273 (pF)

T : 20°C  H : 60%

Après chauffage:
2219.8 450 216
2392.4 417 200
2341 427 204
T : 20°C  H : 60%    1 goutte d'eau 1352 739 354
1411.8 708 340
T : 20°C  H : 60%     Mouillé 1046 956 459

On s'aperçoit que la fréquence varie très rapidement en fonction de l'état de la platine.

Pour mesurer cette fréquence, un PIC 12F675 est utilisé. Simple, petit, bref parfait pour l'application. De plus, ce PIC étant là, le capteur de températeur utilisé est le DS18B20, capteur numérique précis et de forte résolution.
En résumé, le PIC mesure en permanence la fréquence et la température et enclenche un relais dès que les seuils sont atteints. Une petite LED clignote lorsque le chauffage est en marche.
Autre point très interressant du capteur de pluie est qu'il dispose d'une résistance chauffante pour faire évaporer les gouttes présentes sur la platine. Ceci évite qu'une goutte qui traine en fin d'averse ne viennent maintenir le système enclenché, le temps de l'évaporation de celle-ci.

Deux régulateur 7805 et 7812 sont présent (avec leur dissipateur) pour fournir une tension de 5 et 12V respectivement au PIC et à la résistance chauffante du capteur de pluie. Un fusible est aussi présent (c'est plus prudent dans des milieu humide...).

Typon


Vue 3D du circuit

Le proto réalisé

Dernière mise à jour: 18/12/10