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Rénover thermomètre température eau pour voiture ancienne

Thermomètre électronique pour voiture ancienne

Ce thermomètre est une adaptation du modèle d'origine sur un coupé Mercedes 190SL.



rénover thermometre eau à aiguille pour voiture ancienne
Thermomètre eau à aiguille
déplacée par moteur pas à pas

Introduction:
J'ai aidé un ami à restaurer un coupé Mercedes 190SL de 1956. Après la peinture et la sellerie confiée à un atelier spécialisé, le thermomètre mesurant la température d'eau ne fonctionnait plus. Le capillaire a été cassé au remontage.


Après avoir tenté de réparer le capillaire suivant la méthode décrite ici, mais le résultat était décevant.
J'ai aussi essayé de remplacer le bulbe, le capillaire et le mécanisme par ceux d'un thermomètre de …chauffe eau. Mais le mécanisme et le bulbe étaient impossibles à loger dans le boîtier d'origine.
Alors, je me suis lancé dans une solution moderne, un moteur pas à pas piloté par microcontrôleur.

Principe:

Un capteur électronique logé dans le bulbe d'origine. Un petit boîtier interface contenant l'électronique. Un micro-motoréducteur pas à pas qui déplace l'aiguille.

Choix des composants:

Capteur à 2 fils, petit, supportant 120°C, facilement approvisionnable: KTY 81.
Microcontrôleur: famille PIC (je maîtrise assez bien), ayant un convertisseur analogique numérique. J'ai choisi le 16F684 (facilement approvisionnable).
Micro-motoréducteur: ayant démonté et réparé des compteurs de voiture (206, Mégane), j'ai récupéré à la casse la carte d'un tableau de bord de Mégane (10€), et il y en a 4, parce que je connais bien. Tout autre moteur pas à pas de tableau de bord d'autres voitures peut convenir s'il est à 4 pôles. Mais attention faudra tester pour trouver le bon nombre de tours du moteur à faire pour une rotation donnée de l'axe de l'aiguille. Surtout si comme là, la rotation de l'aiguille n'est pas linéaire.

Schéma de principe:

Tout est géré par le programme dans le pic. Le TL431 fournit la tension de référence de 3,615V qui sert de référence au convertisseur Analogique Numérique du pic. Le cavalier JP5 permet de passer la broche MCLR soit en mode programmation (connectée à broche 2 de JP2) soit en mode utilisation (connectée à R6/C6). De même JP3 et JP4 servent à connecter les broches 12/13 du pic soit au connecteur JP2 (programmation icsp) soit au capteur et la tension de référence.
Le +Acc de JP1 permet de savoir si la clé de contact est présente, donc la voiture en cours d'utilisation. Cela sert dans le programme à mettre le pic en sommeil et à le réveiller.
Le micro-motoréducteur pas à pas est un modèle à 2 enroulements, photo et schéma ci-après:



       

Moteur seul                   Moteur dans le boitier                             Schéma

Circuit imprimé:

   

Implantation côté composants                                             Implantation côté cuivre


         

CI côté composants                                 CI côté cuivre                                         Photo circuit câblé


Ces dessins ne sont pas à l'échelle 1. Pour l'impression du typon, utilisez les fichiers .pdf du site et consultez la page infos.

Personnellement je fais des trous métallisés suivant ma technique personnelle (tube laiton de Æ 0,8/1 mm et Æ1,2/1,3 mm) mais assez fastidieuse. Pour vous éviter cela, lorsque sous un composant (par ex les JPx) qui ne peuvent pas être souder sur les 2 faces, j'ai mis un trou de Æ 0,6mm juste à côté de la broche concernée.
Pour réaliser ce via, je préconise de prendre un fil de Æ 0,6mm (fil de téléphone, "queue" de résistance), d'aplatir une extrémité sur 1mm maxi, de plier ce plat à 90°, une fois soudé ce méplat côté composant, il dépassera très peu du circuit. Pour réaliser le méplat, j'ai sacrifié une petite pince coupante (pas chère) en meulant le bout de façon à avoir 0,3mm lorsqu'elle est fermée.
Le pic est en cms taille SO14, les résistances en R1206, dispo chez RS composants particuliers. Le port est gratuit si la commande est passée le week-end. http://www.rs-particuliers.com/
Les connecteurs:
JP2: fonction du connecteur icsp que vous utilisez. J'utilise un programmateur ICD2 perso. J'ai acquis depuis cette réalisation un pickit3, et… ce connecteur n'est pas identique au "standard" préconisé. J'ai modifié le connecteur livré pour correspondre avec le brochage que j'utilise sur mes réalisations (celui représenté ici). A vous de vous adapter.
JP1, JP6: connecteurs au pas de 2,54mm. Dispo à l'unité chez Sélectronic ou Gotronic.

Réalisation:

Bien sûr, souder dans l'ordre: les vias traversants, les cms, les résistances, et le reste.
Le capteur (KTY 81) a été logé dans le bulbe d'origine après modification.

J'ai coupé le bulbe pour récupérer la vis de fixation d'origine. J'ai mis du compound thermique au fond, passé le câble dans un tube laiton, et soudé le tout à l'étain.

Programme:

Il est écrit en C avec le compilateur PCWHD de CCS. Les fichiers source et .hex sont sur le site.
La table fait correspondre la tension mesurée par le convertisseur et la T° à afficher. Dans le programme, le nombre de tours du moteur est pondéré en fonction de la T° puisque le déplacement de l'aiguille n'est pas linéaire (voir photo en tête de ce document). J'ai utilisé une bouilloire électrique et un thermomètre pour définir et régler tout ça. Si le déplacement de l'aiguille est différent, il faut modifier cette pondération.
Le pic se programme en ICSP avec l'outil adéquat.

Réglages, mise en service:

Après vérification du circuit, à la loupe pour les cms, brancher le 12V. Vérifier le 5V. Ajuster la tension de référence à 3,615V. Programmer le pic. Si l'aiguille ne va pas à 100°C lorsque l'eau bout, modifier la tension de référence. Les valeurs dans le programme sont calculées avec une tension d'alim de 4,9V (c'est ce que fournissait le régulateur que j'avais).
En cas de difficultés, contactez moi par mail (formulaire sur le site).


En conclusion, une photo du tableau de bord où ce thermomètre fonctionne depuis plus de 1000kms.




Le document explicatif au format pdf.
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Fichiers zippés des schémas, programme et photos:

Le fichier .zip contenant les schémas, les typons, le programme.
Les fichiers sont extraits dans les dossiers



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 Dernière mise à jour:
23 Octobre 2018
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