Régulation pour déshumidificateur

Commande intelligente de déshumidificateur à effet Peltier :

Les absorbeurs d'humidité à effet Peltier, si ils sont d'une redoutable efficacité, sont, hélas, voraces en énergie électrique ! Le mien fait 70 Watts et dans une conjoncture écologiste et d'économie d'électricité, il est bon de pouvoir l'arrêter et le mettre en service qu'en cas de besoin ! Un dispositif automatique nous épargnera d'intervenir nous-même; surtout trop tard, car quand on 'sent' l'humidité c'est qu'elle est installée .

Cette régulation en tout ou rien, doit répondre à mes exigences pour être de qualité, et elles sont au nombre de 3 :

Se couper pendant la nuit. Les absorbeurs à effets Peltier sont munis de ventilateurs pour assurer la circulation de l'air à assécher; et surtout en vieillissant , l'appareil risque de devenir bruyant et j'apprécie le silence total la nuit . Voilà pourquoi, j'ai choisi de le couper la nuit entre 19h et 9h.
S'arrêter également si la température du local est inférieure à 15° (chez moi c'est pour le garage ) car l'effet de condensation de ces appareils est pratiquement nul si il fait froid mais la consommation, elle, est permanente; la raison est suffisante pour ne pas le laisser fonctionner .
Et en période sèche, si l'humidité ambiante est basse, inférieure à 55%, l'été ou si la porte reste ouverte un certain temps, il n'est pas utile de faire sécher de l'air déjà sec ! Dans se cas là aussi j'arrête le déshumidificateur .

Donc voici les principales lignes qui sont tirées, reste plus qu'a !

Y'a plus qu'a ...

Ya plus qu'a se procurer le matériel, les capteurs et les faire causer ensemble ! Communications sur circuit imprimé sur petites distances, le bus I2C s'impose presque comme une évidence . Pour le cahier des charges cité plus haut, je vais déjà trouver une horloge en temps réel (RTC) qui accepte le bus ... Je cours jusqu'en Chine et dans l'échoppe Aliexpress je vais me procurer un module ZS-042 contre un billet de 87 centimes et sa pile de sauvegarde CR2032... c'est une RTC (Real Time Clock) en bus I2C !

Le premier critère étant géré, je vais regarder pour le suivant à la même adresse .

Le second est de se procurer une sonde température pour détecter le seuil inférieur de fonctionnement et toujours en I2C pour en faciliter la mise en oeuvre ; et Bingo, je trouve une SHT 3X (X étant une version 3 ou 4 ) qui a l'avantage de combiner température et humidité en I2C et sous 5 volt...

Et voila j'ai mes deux autres critères de remplis: la limitation à 15°C et la mesure d'humidité paramétrée volontairement dans le programme à 55% mais que chacun peut ajuster comme il le souhaite .

Pour savoir où on en est, je mettrais bien une unité de visualisation, et pendant que je fais mon shopping, je tombe sur un mini écran Oled de 0,96' monochrome en I2C aussi et alimentable à 5 volts ! Je vais pouvoir afficher mes valeurs réelles en permanence et profiter par la même, de l'heure, la température et du pourcentage d'humidité. Sur la photo l'affichage est bi-colore (jaune et bleu) mais il s'agit bien d'un écran monochrome, la couleur étant obtenue par un masque dans le verre protecteur.

Pour assurer la commande et l'isolation galvanique de l'ensemble avec le déshumidificateur, j'ai volontairement opté pour un relais statique Omron (récupération de fond de tiroir) pour sa facilité de mise en service et sa souplesse au niveau de la tension de pilotage ! Un triac, isolé par opto-triac MOC ou un relais électro mécanique pourrait aussi suffire, tout en étant attentif au pouvoir de coupure (tension) et à l'intensité consommée par la bobine (40mA maxi) ; prévoir également une diode de roue-libre aux bornes pour absorber les self-inductions de ruptures qui pourraient perturber sérieusement les circuits ...

Pour alimenter l'ensemble, j'utilise un petit module à découpage, avec une entrée acceptant une tension de 95 à 250 volts AC et sortant un beau 5 volts régulé sous 2 Ampères avec un rendement de 0,98, par rapport aux modules classiques à transformateur (pour ne pas échauffer la sonde par une perte d'énergie) ... Toujours chez Aliexpress pour un prix ridiculement abordable .

La gestion et la communication sont orchestrées par un Arduno Nano ( on ne change pas une équipe qui gagne ) ! La puissance du Nano étant largement suffisante pour assurer toutes les tâches, et les bibliothèques de programmes sont généreuses, ce qui évite de "réinventer le fil à couper le beurre" pour les moindres développements : il n'y a qu'a se servir et adapter ce qui est déjà fait à notre création. Vive l'Open Source !

Bon, eh bien maintenant, on va réunir tout ça sur un bout de schéma ...

La réalisation pratique ...

Le schéma:

Rien de bien compliqué dans l'assemblage de toutes ces pièces ! Le bus I2C va promener ses informations des lignes Sérial Clock (SCL)(I/O-A5) et Sérial Data (SDA)(I/O-A4), après les avoir tirées à 5 volts par les résistances de pull-up (R1-R2), sur le module horloge (RTC) pour pouvoir faire la mise à l'heure et surtout lire les données dates et heures (je n'utilise que l'heure ). Les mêmes signaux s'en vont respectivement sur la sonde de température et sur l'écran Oled ... le tout étant à des adresses personnelles différentes afin de "chater" avec le bon périphérique.

Une sortie en tout ou rien (D4) à été déclarée pour piloter le relais statique prévu pour "switcher" la charge connectée sur X1-1 / X1-2: ici le déshumidificateur. L'alimentation du circuit arrive sur les connecteurs X2-1 et X2-2 pour rentrer sur le module d'alimentation à découpage, qui va sortir un 5 volt DC propre à alimenter tous les éléments soudés sur le PCB.

Le Circuit Imprimé :

Le circuit imprimé est réalisé en époxy simple face pour rester à portée de l'amateur. Le logiciel c'est Eagle Cadsoft, malgré les limitations surface pour la version gratuite, afin de permettre l'importation et les modifications, suivant les composants dont on dispose ! Je n'ai pas essayé la version Eagle d'Autodesk , mais c'est une bonne expérience que je vais tenter dans la foulée ! Et si la réalisation amateur vous rebute, les Chinois vous le feront contre un petit billet vert ! (Mais il faudra attendre quelques jours )... Les trous sont percés à 0,8 mm ou 1 mm . Comme c'est un circuit simple face, il y a un strap qui assure la continuité du plan de masse dans tous les recoins ou presque. Pas de difficultés pour le câblage et le soudage; On commence par souder les résistances CMS puis le strap de masse. Le micro contrôleur Arduino Nano est monté sans support à même le circuit (pour limiter la hauteur) et je ne soude que les pins utilisées; ça permet de le démonter facilement si il y avait une panne. L'écran OLed et la RTC sont montés sur des supports embrochables. Le capteur de température / humidité sera raccordé via des fils sur un connecteur mâle / femelle sur le circuit, et ce, afin de pouvoir le placer dans une mini-box à l'extérieur du boîtier, pour éviter que la chaleur dégagée par l'électronique ne fausse les mesures .

Les fichiers pour la réalisations sont dans le Zip un peu plus bas !

Les logiciels :

Ils sont au pluriel, car il y en a deux :

Un premier sketch pour faire la mise à l'heure et à la date de la RTC .

Pour synchroniser l'horloge à la date et heure, il faudra dans un premier temps terminer le câblage et mettre la pile CR2032 dans le logement de la RTC ZS-042 . Le circuit RTC étant en place et le Nano monté et raccordé à l'USB, on lance l'IDE Arduino réglée sur le circuit adéquat;

On ouvre le sketch Mise à l'heure qui est dans le répertoire Déshumidificateur ! Il suffit ensuite de remplacer les chiffres correspondants à votre date et votre heure (avec quelques secondes d'avance ) puis de le téléverser dans le Nano qui va se charger d'envoyer ces données, via l'I2C à l'horloge ... que l'on pourra vérifier par la communication du moniteur série (la petite loupe en haut à droite, à 9600bauds) de l'IDE Arduino .

La mise à l'heure étant effectuée, elle y restera tant que l'on ne retire pas la pile de son logement, ou que celle-ci est en fin de vie évidement. Vous pouvez modifier celle-ci, lors du passage heures d'été / heures d'hiver en re-téléversant ce sketch avec des données corrigées !

Un autre pour l'exploitation et le fonctionnement

Le programme pour la gestion du circuit se compose de l'appel des bibliothèques existantes pour chaque composant instalé. Le partage, c'est génial, il suffit de l'adapter à la spécificité de la réalisation . Une fois la mis à l'heure effectuée, on téléverse (on remplace ) le sketch Déshumidificateur dans le Nano et il est ainsi prêt à démarrer .

Ce que j'ai fais est riche en commentaire (un par ligne) pour la compreigniture du programme .

La lecture des Datas sur les différentes sondes :

Le traitement de l'affichage sur l'écran Oled :

Et pour l'activation du relais : Une bonne vieille condition multiple "if ... and....and ..." "Then...."C'est donc ici que l'on doit, si on le souhaite, modifier les valeurs des plages et conditions de fonctionnement ! Niveau d'humidité, température mini et plage horaire .

Les programmes complets sont dans le Zip plus bas ....

La mise en boîte :

Le circuit est dimensionné pour tenir dans un boîtier Hammond Crystal 1591BTCL ; La transparence va permettre de voir l'afficheur sans avoir à créer de regard par usinage et risque de dégradation de l'aspect ! Seule la sonde de température est déplacée dans un élément à part, et fabriqué à l'imprimante 3D pour assurer une mesure objective de l'hygrométrie et température de l'air, sans perturbation par le dégagement calorifique, si minime soit-il, de l'électronique ...