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Fabriquer une sonde thermique

Par ELTRiC

Pour ce montage, c’est le port joystick de votre PC qui sera mis à contribution. Ce port est dit analogique et c’est la raison pour laquelle nous l’avons retenu. Cela signifie qu’il est capable de traduire une infinité de valeurs, à opposer à un organe logique qui, lui, ne sait traduire que deux états. Pour faire une comparaison, le robinet de votre lavabo est analogique car il peut laisser couler l’eau d’un infime filet à un fort débit en passant par une infinité de débits intermédiaires alors que l’interrupteur qui commande l’allumage de votre Pc est un organe de type logique car il est soit ouvert, soit fermé provoquant l’allumage ou l’extinction de votre machine.

Fabriquer la sonde thermique

Comment fonctionne le port joystick d’un PC ?

Celui-ci est basé sur ce qu’on appelle en jargon électronique un « circuit RC », c’est-à- dire l’association d’une résistance R et d’un condensateur C. Une résistance comme son nom l’indique est un organe qui résiste au passage du courant, le condensateur quant à lui peut être assimilé à un petit réservoir d’énergie.

Pour faire encore une fois une analogie, imaginez que le courant circulant dans notre montage est un cours d’eau, la résistance est un étranglement placé sur ce cours d’eau (plus la résistance est élevée, plus l’étranglement est important et plus le débit d’eau sera faible), le condensateur lui, serait une grande cuve placée sur le cours d’eau, et qui se remplira plus ou moins vite en fonction de l’étranglement placé en amont,c’est-à-dire en fonction de la résistance.

Cela nous amène à la règle fondamentale d’un circuit RC: T = RC où T (lettre grecque TAU) une constante de temps est donc fonction de la résistance R de notre composant Résistance et de la capacité C de notre composant condensateur. En clair, cela veut dire que notre condensateur sera chargé en un certain temps qui va dépendre de la résistance placée en amont et de sa propre capacité.

Et notre port joystick dans tout ça ? Et bien c’est très simple, une carte joystick et son joystick connecté constitue en fait plusieurs circuits RC. Le joystick PC est tout simplement constitué de deux résistances variables : une pour l’axe des X, une autre pour l’axe des Y. Les condensateurs eux, se trouvent sur la carte joystick à côté de quelques composants additionnels. Voici le schéma de principe d’un canal du port joystick :

Schéma sonde thermique

Schéma de principe

On constate que le condensateur C va se charger au travers de la résistance ajustable R du joystick.Le comparateur de tension Sv changera d’état logique lorsque le condensateur aura atteint la charge voulue(déterminée par Vref). Selon le temps qu’il aura fallu à ce comparateur pour basculer, on en déterminera la valeur relative de la résistance.Enfin, avant chaque mesure, il faut décharger le condensateur pour ensuite le laisser se charger à nouveau pour la mesure suivante. L’interrupteur K permet cette décharge. Voilà, un port joystick n’a plus de secret pour vous ! Et quel est le rapport avec notre thermomètre électronique ? Et bien si le port joystick permet de mesurer la variation de résistance du joystick, il peut tout aussi bien servir à mesurer la variation d’autres résistances !

La thermistance

La thermistance est un petit composant passif dont la résistance varie, vous l’aurez deviné, en fonction de la température. Il suffit donc de substituer à votre joystick une thermistance pour obtenir un thermomètre !

CTN de 100 K

Exemple de deux CTN de 100 K

Voici un exemple(voir graphique 1) de caractéristique d’une thermistance à Coefficient de Température Négatif (CTN).
Vous remarquerez sur la courbe ci-dessous que la résistance augmente quand la température diminue. Notez également que cette courbe suit une variation logarithmique.Une représentation avec une échelle semi-logarithmique nous donne la courbe linéaire qui figure sur le graphique 2.

Résistance en K Ohms

Résistance en K Ohms, Graphique 1

Autre résistance en K Ohms

Résistance en K Ohms, Graphique 2

Le montage

Comme vous le montre le schéma ci-dessous, le montage est des plus rudimentaires car il suffit de relier les deux broches de la thermistance aux broches adéquates du port joystick et c’est tout !

La thermistance n’est pas un composant polarisé, il n’y a donc pas de sens de branchement à respecter. Si vous souhaitez ne faire qu’une mesure à la fois, une thermistance suffit (R1). Selon vos besoins,vous pouvez en câbler jusqu’à 4. Il existe des thermistances de différentes valeurs. Nous avons retenu une valeur de 100 K à 20°C qui permet d’obtenir de bons résultats.

Comme nous le verrons tout à l’heure lors de l’opération d’étalonnage, il nous faudra isoler correctement les broches de la thermistance car elle sera plongé dans l’eau. Une couche de vernis à ongle appliqué sur les broches et la soudure assurera cette isolation (n’ayez crainte, les tensions et courants mis en oeuvre sont très faibles et même si l’isolation n’était pas parfaite, il n’y a de danger ni pour vous, ni pour votre précieux PC).

Branchements sonde thermique

Branchements à respecter

L’étalonnage

Afin de pouvoir quantifier les grandeurs mesurées, il convient de procéder à l’étalonnage de notre thermistance. Comme le montre le graphe n°2, la thermistance présente une caractéristique quasi linéaire une fois ramenée dans le domaine logarithmique et c’est tant mieux car cela va nous simplifier la tâche !

Deux points définissent une droite, il nous suffit donc de deux valeurs, assez éloignées si possible, pour obtenir la caractéristique de la thermistance.

Comme vous ne disposez sans doute pas de thermomètre étalon, il nous faut trouver dans notre environnement quotidien ces deux températures de référence :

Une grande casserole remplie d’eau que vous porterez à ébullition nous fournira une référence de 100°C (une fois la casserole retirée du feu, procédez à la mesure rapidement car moins de trente secondes plus tard, la température de l’eau aura chuté à 95°C).

L’autre valeur de référence pourrait être fournie par le corps humain généralement à 37°C (un thermomètre placé sous la langue ou sous l’aisselle donne généralement 36°C, s’il vous prenait l’envie d’essayer ailleurs pour obtenir 37°, nous n’avons pas prévu la sonde idoine ! 😉 ).

Si vous avez un thermomètre d’intérieur vous pouvez aussi simplement prendre la température ambiante. N’oubliez pas que pour être valide, cet étalonnage doit être réalisé avec une thermistance correctement isolée.

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AYMARD Christian
Invité
AYMARD Christian

Pourrais-je avoir un contact (par e-mail) avec l’un des auteurs de cet article « Fabriquer une sonde thermique » … pour discuter d’une adaptation qui m’intéresse.
Un très grand MERCI d’avance !

BRICARD
Invité
BRICARD

Si-ou plait comment fait-on pour etalonner les sondes .
j’ais beau taper la valeur actuelle la surligner et apliquer , je n’arive pas à changer les valeur déja inscrites.

Merci d’ avance

patrice
Invité
patrice

Excellent, merveilleux, fantastique
ce montage simple à fabriquer m’est trés utile.

continue à donner des montage de mesures comme celui ci

Kao

Mickay
Invité
Mickay

Hey ecoute n’est-ce pas croyable. Un mathematiciens et theoriciens. Projet un peu long mais gratifiant.

Totof von Wegershe
Invité
Totof von Wegershe

C’est bien comme idée d’utiliser le port joystick. Moi j’ai fait (faut que je le finisse) un montage où l’affichage de la température se fait sur une série de LED. Petit montage qui tient dans un boîtier de la taille d’un lecteur de disquette (j’en trouve pas qui me convienne, c’est la seule chose qu’il me manque), avec broches d’alim et tout… Facile à installer, il suffit d’avoir un emplacement et une alim de libre (alim pour lecteur de dk). Bien sûr, les températures d’affichage mini et maxi sont règlables : de 30 à 50° c’est pas mal ; sur… Lire la suite »

VIRLA
Invité
VIRLA

Bonjour,
Serait-il possible de développer un programme qui fonctionne sous W2000 ?

Merci.

Phil
Invité
Phil

Génial!!!
Est-il toutefois possible de:

Visualiser les 4 températures simultanément?

Enregistrer les températures dans un fichier?

Générer une alarme sur PC en cas de dépassement de t° (congélateur)

Piloter des relais sur le port COM selon un algo du style: si T°1>20 et T°2<10 alors...

D'autres trucs sont les bienvenus,

Salut et merci,

Phil.

Johny Humbert-Droz
Invité
Johny Humbert-Droz

JE N’ARRIVE PAS A AFFICHER LE PROGRAMME WINDOWS 95/98 POUR FAIRE FONCTIONNER CETTE SONDE THERMIQUE. POUVEZ-VOUS ME L’ENVOYER PAR E-MAIL. OU M’INDIQUER DE QUELLE MANIERE JE PEUX ME LE PROCURER. MERCI
JAST2000@FREESURF.CH

deijin
Invité
deijin

Je n’ai pu télécharger le programme concernant la sonde thermomètrique, serait-il possible de me l’envoyer par mail . merci
Une autre question. de la même manière , en bidouillant un capteur de pression peut-on utiliser le même montage?

Dark design
Invité
Dark design

Bonjour, je pense que je suis très con mais bon!!
La sonde, on là mets où? sur le cpu, à l’extérieur de la tour?

Je vous en prie aidez-moi.

jean francois
Invité
jean francois

ou se procurer des thermistances de tres petites dimensions
merci

souquieres
Invité
souquieres

je possède 4 ruches dans mon jardin. Je souhaiterais étudier l’évolution de la température intérieure ainsi que la masse de la ruche. Puis-je utiliser votre montage ? comment évaluer la masse (sonde de pression ?).
Merci pour votre réponse.

Éric
Invité
Éric

J'aimerais savoir si le programme fonctionne sous Windows XP? Sinon, est-ce qu'il est possible de s'en procurer un qui fonctionne sous Windows XP?

vins
Invité
vins

Est ce que c'est possible d'utiliser ton programme avec une sonde thermique pour un moteur de voiture?
Je pense que la valleur de la résistance interne ne sera pas la même alors es ce que sa marchera ou il faudra modiffier ou ajuster ton programme?

le chat
Invité
le chat

bjr a tous et un grand merci pour la richesse du site
si ya un termo qui fonctionne sous xp faites moi signe !

merci beaucoup

tagatboulba
Invité
tagatboulba

Bien cette bidouille il y a encore des bons pour faire de la bonne bidouille classique et pas chère.
Il faut protéger cette race de "loustics " pour le bienfait des passionnés et des bidouilleurs fous.

nko38
Invité
nko38

pour ceux qui n'arrivent pas a faire marcher sous xp faut juste changer les sources vu qu'elles sont incluses.

chris
Invité
chris

CLAIR, NET et PRECIS. Ce site est tout simplement PARFAIT.
Encore un grand bravo a zebulon qui fait de bô miracle.

et j'espere qu'il pourra m'aider ds mon ptit probleme.

1°)le soft proposer ne marche pa avec XP(pro sp1).

2°)adaptation dans un CAR-PC

LJOHN
Invité
LJOHN
BRICARD a dit :

Si-ou plait comment fait-on pour etalonner les sondes .
j’ais beau taper la valeur actuelle la surligner et apliquer , je n’arive pas à changer les valeur déja inscrites.

Merci d’ avance

LJOHN
Invité
LJOHN
BRICARD a dit :

Si-ou plait comment fait-on pour etalonner les sondes .
j’ais beau taper la valeur actuelle la surligner et apliquer , je n’arive pas à changer les valeur déja inscrites.

Merci d’ avance

Bonjour Bricard. As-tu réussi l`étalonnage? J`ai le même problème. Je crois dans mon cas qu`il faut être très rapide sur l`entrée des donnés. Renseigne moi svp. A bientôt LJOHN.

LJOHN
Invité
LJOHN

Bonjour. Ce message s`adresse à qui de droit.Je trouve que c`est un bon système, mais lors de l`éntrée des données après avoir fait l`étalonnage, plusieurs ont de la difficultée.
J`opère mon pc avec Windows 98SE.Je viens a bout

d`entrée les données, mais il faut être rapide sur la détente, autrement les données ne sont pas pris en charge. Merçi de me répondre par E-Mail, redtraverse@globetrotter.net LJOHN