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Open GraiNMaster/Réalisation

2018-06-09T15:54:40Z

N.master :

= La réalisation =

== Aperçu du matériel ==

#Arduino MEGA[[File:Apercu materiel GRM.jpg|right|700px|Apercu materiel GRM.jpg]]
#Ecran "LCD keypad shield"
#Adaptateur 5V
#SCR 10000W
#sonde DS18B20
#Boitier électrique
#résistances 4.7Kohm
#tournevis
#Câble
#Module lecteur SD
#Fer à souder
#Soudure 
#(non photographié) : un multimètre

 [https://youtu.be/fETckwYUh90 https://youtu.be/fETckwYUh90]

== Version standard ==
[[File:Branchements-GRainNMaster-std.gif|thumb|right|400px|schéma de principe]]Voici le schéma de principe pour la réalisation : (cliquer pour agrandir)
Le schéma de base des branchements de l'Arduino Mega provient du site [[Www.pighixxx.com|www.pighixxx.com]]

Avant de sortir le fer à souder, gardez ce schéma imprimé en grand, ou à portée de main.

 

=== Préparation de la sonde 1 wire DS18B20 ===

Il va nous falloir une résistance de 4.7Kohm. Sa valeur n'est pas critique, si vous n'avez qu'une 3K ou une 5.1Kohm sous la main, ça marchera quand même.

Soudez la résistance entre les fils + et signal :
[[File:SondeDS18B20.jpg|300px|SondeDS18B20.jpg]][[File:Resist pullup.jpg|402px|Resist pullup.jpg]] 
=== Préparation du SCR (variateur de puissance 10KW) ===
[[File:SCR.jpg|right|300px|SCR.jpg]]
Il va ici falloir sacrifier une rallonge électrique, que nous viendrons relier sur le bornier.

Coupez la rallonge en son centre (quand elle est débranchée...) 

Puis dénudez les 3 fils.

Ensuite, ça parait bête mais on va re-brancher un des fils qu'on a coupé :

Ce fil c'est le fil de terre :prenez le fil de terre côté prise femelle, et rassemblez-le avec un domino sur le fil de terre côté prise mâle.

Si vous avez un châssis métallique, vous pouvez en profiter pour relier votre châssis à la terre.

Ensuite, branchez les fils phase et neutre de la prise mâle sur le côté noté "INPUT", et les fils phase et neutre de la prise femelle sur le côté "OUTPUT"

Ça c'était la partie facile.

 

[[File:Broches scr.png|right|RTENOTITLE]]Maintenant repérez ce connecteur >
C'est celui où se branche le petit afficheur qui a été fourni avec votre SCR.

On va se servir de ses broches pour pouvoir le piloter .

On en utilise que 3 sur 4, attention à bien repérer le sens.

En récupérant le câble fourni, vous n'aurez pas à modifier le SCR.

Branchez les fils repérés DETECT et GATE sur les bonnes broches de l'arduino, et GND sur une des nombreuses pins GND disponibles.

 

=== L'afficheur LCD ===

Là, rien de plus simple, on le branche comme n'importe quel shield. Par contre comme c'est prévu à l'origine pour un UNO beaucoup plus petit que le MEGA, il faut veiller à bien l'aligner sur les bonnes broches.

 [[File:Lcd shield (Medium).jpg|400px|Lcd shield (Medium).jpg]]

=== Le lecteur SD card ===

[[File:Lecteur SD.png|right|250x183px|Lecteur SD.png]]Ici, rien de très compliqué, on câble MOSI du lecteur SD sur MOSI de l'arduino, MISO sur MISO, etc.... 

Les broches MISO MOSI SCK GND et +5V peuvent être récupérées sur le header ISP 6 broches

Attention à bien relier SS (slave select) parfois nommé CS à la masse, sinon ça ne fonctionnera pas

La carte SD qui sera utilisée devra être formatée en FAT32

 

=== Le buzzer :  ===

Si vous voulez mettre un buzzer, la pin 40 est attribuée à cette fonction par défaut.

 

=== Tableau récapitulatif des branchements  ===
[[File:Tableau-pins.png|800px|tableau des branchements]]

= Le code  =

== Environnement nécessaire ==

Il vous faudra l'environnement Arduino dans sa dernière mouture. Le code à été ecrit sur la V1.6.8

== Librairies externes nécessaires ==

La plupart se trouvent sur le site officiel d'arduino

*'''PID_v1''' par Brett Beauregard  [http://brettbeauregard.com/blog/2011/04/improving-the-beginners-pid-introduction http://brettbeauregard.com/blog/2011/04/improving-the-beginners-pid-introduction]
*'''EEPROMex''' par Thijs Elenbaas
*'''Timer-master''' par Simon Monk  [http://srmonk.blogspot.com/2012/01/arduino-timer-library.html http://srmonk.blogspot.com/2012/01/arduino-timer-library.html]
*'''Adafruit_ADS1015 '''Par la société Adafuit
*'''OneWire '''(contributeurs multiples)  [http://www.arduino.cc/playground/Learning/OneWire http://www.arduino.cc/playground/Learning/OneWire]
*'''dallas-temperature-control '''(contributeurs multiples)

== Code source ==

[https://drive.google.com/file/d/0B07KoZer3VcxY0NsZ01hMEc4aTg/view?usp=sharing Téléchargez le code source sur mon google drive] 

ou mieux sur [https://github.com/GraiNMaster/Open-GraiNMaster GitHub]

Si toutes les bibliothèques sont correctement installées, vous ne devriez pas rencontrer d'erreurs de compilation.

== Contribuer au code ==

Le code source est très commenté. Mais ce sont des commentaires sortis tout droit de mon esprit malade, donc il est possible que ça ne soit pas clair du premier coup.

Si vous souhaitez discuter d'améliorations, ou avoir plus d'informations sur le fonctionnement du code, vous pouvez toujours passer par le biais du forum ou du chat (https://discord.gg/PUrXa3Q)

Si vous avez trouvé moyen de faire des miracles avec quelques optimisations, tenez moi au courant, je mettrai à jour le code source, afin que l'amélioration bénéficie à tous.

 

= Configurer le GraiNMaster =

Si vous être arrivés à flasher le code dans votre Arduino, et que les morceaux de câble sur la table du salon n'ont pas causé votre divorce, vous devriez approcher du but.

Mais il reste une étape importante : la configuration de l'automate.

Car vous devez vous en douter il ne faudra pas les mêmes réglages pour une cafetière électrique, et pour une cuve de brassage de 100L ...

Comme la configuration directe sur automate nécessiterait des complications notoires dans le code, j'ai choisi d'implémenter un système de fichier de configuration depuis la carte SD

C'est un fichier texte, qui doit se nommer ''SETUP.GRM ''et doit se trouver à la racine de votre carte SD.

Bonne nouvelle, vous n'avez pas grand chose à faire pour le créer : si une carte SD est présente dans l'automate, valider les étapes de réglage et le fichier de config va se créer tout seul.

Le plus dur sera de le modifier ensuite pour ajuster le fonctionnement.

Le fichier s'ouvre avec un banal éditeur texte, et se présente sous la forme "''NOMDUPARAMETRE=valeur,"''

par exemple :'' THERMPIN2=1,THERMPIN1=3,OFSETPRBE=138,(etc...)''

Voici un tableau récapitulatif des fonctions :
[[File:Parametres-GRM.png|600px|tableau des paramètres]]
Si quelqu'un est assez doué en programmation Windows, Mac et/ou Linux il peut facilement créer une interface utilisateur pour faciliter la modification des paramètres. 

= Première utilisation =

== Structure du programme : ==

[[File:Logigramme GRM.gif|upright|Logigramme GRM.gif]]

== Dernières vérifications ==

*Vérifiez une dernière fois que toutes les règles de l'électricité sont respectées
*Branchez une lampe à incandescence sur la sortie
*Allumez !
*Si aucun nuage de fumée ne s'est produit, c'est bien ! on va continuer
*Observez l'écran LCD, vous devez voir s'afficher les écrans suivants

[[File:UI-002 (Medium).jpg|400px|UI-002 (Medium).jpg]]

Si une carte SD est reconnue, et qu'elle a bien son fichier de config vous verrez ceci :

[[File:UI-003 (Medium).jpg|400px|UI-003 (Medium).jpg]]

[[File:UI-004 (Medium).jpg|400px|UI-004 (Medium).jpg]]

Si vous voyez 25 paramètres lus ou une valeur différente du maxi, c'est qu'un des paramètres est mal inscrit dans le fichier de config.

Ensuite, le menu du premier réglage s'affichera :

[[File:UI-005 (Medium).jpg|400px|UI-005 (Medium).jpg]]

== Navigation dans les menus ==

[[File:UI-001 (Medium).jpg|400px|UI-001 (Medium).jpg]]

L'afficheur LCD est muni de 6 touches dont voici les fonctions :

*SELECT : permet de valider un champ et de passer au suivant. Dans les pages de réglage, permet de basculer du réglage de la température au réglage du temps
*LEFT : touche "-" Diminue la valeur de temps ou de température. Les températures se règlent par pas de 0.25°C, les temps se règlent en minutes
*RIGHT : touche "+" Augmente la valeur de temps ou de température.
*UP : affiche la page de réglage suivante, ou saute une étape en mode brassage
*DOWN : affiche la page précédente, ou annule l'étape en cours pour revenir à l'étape précédente.
*RESET : comme son nom l'indique, cela va remettre le programme à zéro. Vos réglages ne seront pas perdus car ils sont enregistrés en EEPROM ou sur la carte SD

''Note : le bouton RESET est très mal placé sur le module LCD, il est facile d'appuyer dessus par accident. Heureusement il est assez simple de déporter les boutons utiles ailleurs, ou de supprimer ce bouton mal placé''

== ''A l'aide ça ne marche pas !'' ==

Pas de panique, commencez par relire le wiki, peut être que vous êtes passés à côté d'une info. Assurez vous que le matériel est bien celui recommandé (et pas une copie à peu près identique)

Sinon il vous reste le forum, dans la section brassage automatisée. Si vous préférez discuter de votre problème en direct, passez par le chat

https://discord.gg/PUrXa3Q

Open GraiNMaster/Réalisation

2018-02-14T09:30:14Z

N.master :

= La réalisation =

== Aperçu du matériel ==

#Arduino MEGA[[File:Apercu materiel GRM.jpg|right|700px|Apercu materiel GRM.jpg]]
#Ecran "LCD keypad shield"
#Adaptateur 5V
#SCR 10000W
#sonde DS18B20
#Boitier électrique
#résistances 4.7Kohm
#tournevis
#Câble
#Module lecteur SD
#Fer à souder
#Soudure 
#(non photographié) : un multimètre

 [https://youtu.be/fETckwYUh90 https://youtu.be/fETckwYUh90]

== Version standard ==
[[File:Branchements-GRainNMaster-std.gif|thumb|right|400px|schéma de principe]]Voici le schéma de principe pour la réalisation : (cliquer pour agrandir)
Le schéma de base des branchements de l'Arduino Mega provient du site [[Www.pighixxx.com|www.pighixxx.com]]

Avant de sortir le fer à souder, gardez ce schéma imprimé en grand, ou à portée de main.

 

=== Préparation de la sonde 1 wire DS18B20 ===

Il va nous falloir une résistance de 4.7Kohm. Sa valeur n'est pas critique, si vous n'avez qu'une 3K ou une 5.1Kohm sous la main, ça marchera quand même.

Soudez la résistance entre les fils + et signal :
[[File:SondeDS18B20.jpg|300px|SondeDS18B20.jpg]][[File:Resist pullup.jpg|402px|Resist pullup.jpg]] 
=== Préparation du SCR (variateur de puissance 10KW) ===
[[File:SCR.jpg|right|300px|SCR.jpg]]
Il va ici falloir sacrifier une rallonge électrique, que nous viendrons relier sur le bornier.

Coupez la rallonge en son centre (quand elle est débranchée...) 

Puis dénudez les 3 fils.

Ensuite, ça parait bête mais on va re-brancher un des fils qu'on a coupé :

Ce fil c'est le fil de terre :prenez le fil de terre côté prise femelle, et rassemblez-le avec un domino sur le fil de terre côté prise mâle.

Si vous avez un châssis métallique, vous pouvez en profiter pour relier votre châssis à la terre.

Ensuite, branchez les fils phase et neutre de la prise mâle sur le côté noté "INPUT", et les fils phase et neutre de la prise femelle sur le côté "OUTPUT"

Ça c'était la partie facile.

 

[[File:Broches scr.png|right|RTENOTITLE]]Maintenant repérez ce connecteur >
C'est celui où se branche le petit afficheur qui a été fourni avec votre SCR.

On va se servir de ses broches pour pouvoir le piloter .

On en utilise que 3 sur 4, attention à bien repérer le sens.

En récupérant le câble fourni, vous n'aurez pas à modifier le SCR.

Branchez les fils repérés DETECT et GATE sur les bonnes broches de l'arduino, et GND sur une des nombreuses pins GND disponibles.

 

=== L'afficheur LCD ===

Là, rien de plus simple, on le branche comme n'importe quel shield. Par contre comme c'est prévu à l'origine pour un UNO beaucoup plus petit que le MEGA, il faut veiller à bien l'aligner sur les bonnes broches.

 [[File:Lcd shield (Medium).jpg|400px|Lcd shield (Medium).jpg]]

=== Le lecteur SD card ===

[[File:Lecteur SD.png|right|250x183px|Lecteur SD.png]]Ici, rien de très compliqué, on câble MOSI du lecteur SD sur MOSI de l'arduino, MISO sur MISO, etc.... 

Les broches MISO MOSI SCK GND et +5V peuvent être récupérées sur le header ISP 6 broches

Attention à bien relier SS (slave select) parfois nommé CS à la masse, sinon ça ne fonctionnera pas

La carte SD qui sera utilisée devra être formatée en FAT32

 

=== Le buzzer :  ===

Si vous voulez mettre un buzzer, la pin 40 est attribuée à cette fonction par défaut.

 

=== Tableau récapitulatif des branchements  ===
[[File:Tableau-pins.png|800px|tableau des branchements]]

= Le code  =

== Environnement nécessaire ==

Il vous faudra l'environnement Arduino dans sa dernière mouture. Le code à été ecrit sur la V1.6.8

== Librairies externes nécessaires ==

La plupart se trouvent sur le site officiel d'arduino

*'''PID_v1''' par Brett Beauregard  [http://brettbeauregard.com/blog/2011/04/improving-the-beginners-pid-introduction http://brettbeauregard.com/blog/2011/04/improving-the-beginners-pid-introduction]
*'''EEPROMex''' par Thijs Elenbaas
*'''Timer-master''' par Simon Monk  [http://srmonk.blogspot.com/2012/01/arduino-timer-library.html http://srmonk.blogspot.com/2012/01/arduino-timer-library.html]
*'''Adafruit_ADS1015 '''Par la société Adafuit
*'''OneWire '''(contributeurs multiples)  [http://www.arduino.cc/playground/Learning/OneWire http://www.arduino.cc/playground/Learning/OneWire]
*'''dallas-temperature-control '''(contributeurs multiples)

== Code source ==

[https://drive.google.com/file/d/0B07KoZer3VcxY0NsZ01hMEc4aTg/view?usp=sharing Téléchargez le code source sur mon google drive] 

Si toutes les bibliothèques sont correctement installées, vous ne devriez pas rencontrer d'erreurs de compilation.

== Contribuer au code ==

Le code source est très commenté. Mais ce sont des commentaires sortis tout droit de mon esprit malade, donc il est possible que ça ne soit pas clair du premier coup.

Si vous souhaitez discuter d'améliorations, ou avoir plus d'informations sur le fonctionnement du code, vous pouvez toujours passer par le biais du forum ou du chat (https://discord.gg/PUrXa3Q)

Si vous avez trouvé moyen de faire des miracles avec quelques optimisations, tenez moi au courant, je mettrai à jour le code source, afin que l'amélioration bénéficie à tous.

 

= Configurer le GraiNMaster =

Si vous être arrivés à flasher le code dans votre Arduino, et que les morceaux de câble sur la table du salon n'ont pas causé votre divorce, vous devriez approcher du but.

Mais il reste une étape importante : la configuration de l'automate.

Car vous devez vous en douter il ne faudra pas les mêmes réglages pour une cafetière électrique, et pour une cuve de brassage de 100L ...

Comme la configuration directe sur automate nécessiterait des complications notoires dans le code, j'ai choisi d'implémenter un système de fichier de configuration depuis la carte SD

C'est un fichier texte, qui doit se nommer ''SETUP.GRM ''et doit se trouver à la racine de votre carte SD.

Bonne nouvelle, vous n'avez pas grand chose à faire pour le créer : si une carte SD est présente dans l'automate, valider les étapes de réglage et le fichier de config va se créer tout seul.

Le plus dur sera de le modifier ensuite pour ajuster le fonctionnement.

Le fichier s'ouvre avec un banal éditeur texte, et se présente sous la forme "''NOMDUPARAMETRE=valeur,"''

par exemple :'' THERMPIN2=1,THERMPIN1=3,OFSETPRBE=138,(etc...)''

Voici un tableau récapitulatif des fonctions :
[[File:Parametres-GRM.png|600px|tableau des paramètres]]
Si quelqu'un est assez doué en programmation Windows, Mac et/ou Linux il peut facilement créer une interface utilisateur pour faciliter la modification des paramètres. 

= Première utilisation =

== Structure du programme : ==

[[File:Logigramme GRM.gif|upright|Logigramme GRM.gif]]

== Dernières vérifications ==

*Vérifiez une dernière fois que toutes les règles de l'électricité sont respectées
*Branchez une lampe à incandescence sur la sortie
*Allumez !
*Si aucun nuage de fumée ne s'est produit, c'est bien ! on va continuer
*Observez l'écran LCD, vous devez voir s'afficher les écrans suivants

[[File:UI-002 (Medium).jpg|400px|UI-002 (Medium).jpg]]

Si une carte SD est reconnue, et qu'elle a bien son fichier de config vous verrez ceci :

[[File:UI-003 (Medium).jpg|400px|UI-003 (Medium).jpg]]

[[File:UI-004 (Medium).jpg|400px|UI-004 (Medium).jpg]]

Si vous voyez 25 paramètres lus ou une valeur différente du maxi, c'est qu'un des paramètres est mal inscrit dans le fichier de config.

Ensuite, le menu du premier réglage s'affichera :

[[File:UI-005 (Medium).jpg|400px|UI-005 (Medium).jpg]]

== Navigation dans les menus ==

[[File:UI-001 (Medium).jpg|400px|UI-001 (Medium).jpg]]

L'afficheur LCD est muni de 6 touches dont voici les fonctions :

*SELECT : permet de valider un champ et de passer au suivant. Dans les pages de réglage, permet de basculer du réglage de la température au réglage du temps
*LEFT : touche "-" Diminue la valeur de temps ou de température. Les températures se règlent par pas de 0.25°C, les temps se règlent en minutes
*RIGHT : touche "+" Augmente la valeur de temps ou de température.
*UP : affiche la page de réglage suivante, ou saute une étape en mode brassage
*DOWN : affiche la page précédente, ou annule l'étape en cours pour revenir à l'étape précédente.
*RESET : comme son nom l'indique, cela va remettre le programme à zéro. Vos réglages ne seront pas perdus car ils sont enregistrés en EEPROM ou sur la carte SD

''Note : le bouton RESET est très mal placé sur le module LCD, il est facile d'appuyer dessus par accident. Heureusement il est assez simple de déporter les boutons utiles ailleurs, ou de supprimer ce bouton mal placé''

== ''A l'aide ça ne marche pas !'' ==

Pas de panique, commencez par relire le wiki, peut être que vous êtes passés à côté d'une info. Assurez vous que le matériel est bien celui recommandé (et pas une copie à peu près identique)

Sinon il vous reste le forum, dans la section brassage automatisée. Si vous préférez discuter de votre problème en direct, passez par le chat

https://discord.gg/PUrXa3Q

Open GraiNMaster/Réalisation

2018-02-14T09:21:00Z

N.master :

= La réalisation =

== Aperçu du matériel ==

#Arduino MEGA[[File:Apercu materiel GRM.jpg|right|700px|Apercu materiel GRM.jpg]]
#Ecran "LCD keypad shield"
#Adaptateur 5V
#SCR 10000W
#sonde DS18B20
#Boitier électrique
#résistances 4.7Kohm
#tournevis
#Câble
#Module lecteur SD
#Fer à souder
#Soudure 
#(non photographié) : un multimètre

 [https://youtu.be/fETckwYUh90 https://youtu.be/fETckwYUh90]

== Version standard ==
[[File:Branchements-GRainNMaster-std.gif|thumb|right|400px|schéma de principe]]Voici le schéma de principe pour la réalisation : (cliquer pour agrandir)
Le schéma de base des branchements de l'Arduino Mega provient du site [[Www.pighixxx.com|www.pighixxx.com]]

Avant de sortir le fer à souder, gardez ce schéma imprimé en grand, ou à portée de main.

 

=== Préparation de la sonde 1 wire DS18B20 ===

Il va nous falloir une résistance de 4.7Kohm. Sa valeur n'est pas critique, si vous n'avez qu'une 3K ou une 5.1Kohm sous la main, ça marchera quand même.

Soudez la résistance entre les fils + et signal :
[[File:SondeDS18B20.jpg|300px|SondeDS18B20.jpg]][[File:Resist pullup.jpg|402px|Resist pullup.jpg]] 
=== Préparation du SCR (variateur de puissance 10KW) ===
[[File:SCR.jpg|right|300px|SCR.jpg]]
Il va ici falloir sacrifier une rallonge électrique, que nous viendrons relier sur le bornier.

Coupez la rallonge en son centre (quand elle est débranchée...) 

Puis dénudez les 3 fils.

Ensuite, ça parait bête mais on va re-brancher un des fils qu'on a coupé :

Ce fil c'est le fil de terre :prenez le fil de terre côté prise femelle, et rassemblez-le avec un domino sur le fil de terre côté prise mâle.

Si vous avez un châssis métallique, vous pouvez en profiter pour relier votre châssis à la terre.

Ensuite, branchez les fils phase et neutre de la prise mâle sur le côté noté "INPUT", et les fils phase et neutre de la prise femelle sur le côté "OUTPUT"

Ça c'était la partie facile.

 

[[File:Broches scr.png|right|RTENOTITLE]]Maintenant repérez ce connecteur >
C'est celui où se branche le petit afficheur qui a été fourni avec votre SCR.

On va se servir de ses broches pour pouvoir le piloter .

On en utilise que 3 sur 4, attention à bien repérer le sens.

En récupérant le câble fourni, vous n'aurez pas à modifier le SCR.

Branchez les fils repérés DETECT et GATE sur les bonnes broches de l'arduino, et GND sur une des nombreuses pins GND disponibles.

 

=== L'afficheur LCD ===

Là, rien de plus simple, on le branche comme n'importe quel shield. Par contre comme c'est prévu à l'origine pour un UNO beaucoup plus petit que le MEGA, il faut veiller à bien l'aligner sur les bonnes broches.

 [[File:Lcd shield (Medium).jpg|400px|Lcd shield (Medium).jpg]]

=== Le lecteur SD card ===

[[File:Lecteur SD.png|right|250x183px|Lecteur SD.png]]Ici, rien de très compliqué, on câble MOSI du lecteur SD sur MOSI de l'arduino, MISO sur MISO, etc.... 

Les broches MISO MOSI SCK GND et +5V peuvent être récupérées sur le header ISP 6 broches

Attention à bien relier SS (slave select) parfois nommé CS à la masse, sinon ça ne fonctionnera pas

La carte SD qui sera utilisée devra être formatée en FAT32

 

=== Le buzzer :  ===

Si vous voulez mettre un buzzer, la pin 40 est attribuée à cette fonction par défaut.

 

=== Tableau récapitulatif des branchements  ===
[[File:Tableau-pins.png|800px|tableau des branchements]]

= Le code  =

== Environnement nécessaire ==

Il vous faudra l'environnement Arduino dans sa dernière mouture. Le code à été ecrit sur la V1.6.8

== Librairies externes nécessaires ==

La plupart se trouvent sur le site officiel d'arduino

*'''PID_v1''' par Brett Beauregard  [http://brettbeauregard.com/blog/2011/04/improving-the-beginners-pid-introduction http://brettbeauregard.com/blog/2011/04/improving-the-beginners-pid-introduction]
*'''EEPROMex''' par Thijs Elenbaas
*'''Timer-master''' par Simon Monk  [http://srmonk.blogspot.com/2012/01/arduino-timer-library.html http://srmonk.blogspot.com/2012/01/arduino-timer-library.html]
*'''Adafruit_ADS1015 '''Par la société Adafuit
*'''OneWire '''(contributeurs multiples)  [http://www.arduino.cc/playground/Learning/OneWire http://www.arduino.cc/playground/Learning/OneWire]
*'''dallas-temperature-control '''(contributeurs multiples)

== Code source ==

[https://drive.google.com/file/d/0B07KoZer3VcxY0NsZ01hMEc4aTg/view?usp=sharing Téléchargez le code source sur mon google drive] 

Si toutes les bibliothèques sont correctement installées, vous ne devriez pas rencontrer d'erreurs de compilation.

== Contribuer au code ==

Le code source est très commenté. Mais ce sont des commentaires sortis tout droit de mon esprit malade, donc il est possible que ça ne soit pas clair du premier coup.

Si vous souhaitez discuter d'améliorations, ou avoir plus d'informations sur le fonctionnement du code, vous pouvez toujours passer par le biais du forum ou du chat (https://discord.gg/PUrXa3Q)

Si vous avez trouvé moyen de faire des miracles avec quelques optimisations, tenez moi au courant, je mettrai à jour le code source, afin que l'amélioration bénéficie à tous.

 

= Configurer le GraiNMaster =

Si vous être arrivés à flasher le code dans votre Arduino, et que les morceaux de câble sur la table du salon n'ont pas causé votre divorce, vous devriez approcher du but.

Mais il reste une étape importante : la configuration de l'automate.

Car vous devez vous en douter il ne faudra pas les mêmes réglages pour une cafetière électrique, et pour une cuve de brassage de 100L ...

Comme la configuration directe sur automate nécessiterait des complications notoires dans le code, j'ai choisi d'implémenter un système de fichier de configuration depuis la carte SD

C'est un fichier texte, qui doit se nommer ''SETUP.GRM ''et doit se trouver à la racine de votre carte SD.

Bonne nouvelle, vous n'avez pas grand chose à faire pour le créer : si une carte SD est présente dans l'automate, valider les étapes de réglage et le fichier de config va se créer tout seul.

Le plus dur sera de le modifier ensuite pour ajuster le fonctionnement.

Le fichier s'ouvre avec un banal éditeur texte, et se présente sous la forme "''NOMDUPARAMETRE=valeur,"''

par exemple :'' THERMPIN2=1,THERMPIN1=3,OFSETPRBE=138,(etc...)''

Voici un tableau récapitulatif des fonctions :
[[File:Parametres-GRM.png|600px|tableau des paramètres]]
Si quelqu'un est assez doué en programmation Windows, Mac et/ou Linux il peut facilement créer une interface utilisateur pour faciliter la modification des paramètres. 

= Première utilisation =

== Structure du programme : ==

[[File:Logigramme GRM.gif|upright|Logigramme GRM.gif]]

== Dernières vérifications ==

*Vérifiez une dernière fois que toutes les règles de l'électricité sont respectées
*Branchez une lampe à incandescence sur la sortie
*Allumez !
*Si aucun nuage de fumée ne s'est produit, c'est bien ! on va continuer
*Observez l'écran LCD, vous devez voir s'afficher les écrans suivants

[[File:UI-002 (Medium).jpg|400px|UI-002 (Medium).jpg]]

Si une carte SD est reconnue, et qu'elle a bien son fichier de config vous verrez ceci :

[[File:UI-003 (Medium).jpg|400px|UI-003 (Medium).jpg]]

[[File:UI-004 (Medium).jpg|400px|UI-004 (Medium).jpg]]

Si vous voyez 25 paramètres lus ou une valeur différente du maxi, c'est qu'un des paramètres est mal inscrit dans le fichier de config.

Ensuite, le menu du premier réglage s'affichera :

[[File:UI-005 (Medium).jpg|400px|UI-005 (Medium).jpg]]

== Navigation dans les menus ==

[[File:UI-001 (Medium).jpg|400px|UI-001 (Medium).jpg]]

L'afficheur LCD est muni de 6 touches dont voici les fonctions :

*SELECT : permet de valider un champ et de passer au suivant. Dans les pages de réglage, permet de basculer du réglage de la température au réglage du temps
*LEFT : touche "-" Diminue la valeur de temps ou de température. Les températures se règlent par pas de 0.25°C, les temps se règlent en minutes
*RIGHT : touche "+" Augmente la valeur de temps ou de température.
*UP : affiche la page de réglage suivante, ou saute une étape en mode brassage
*DOWN : affiche la page précédente, ou annule l'étape en cours pour revenir à l'étape précédente.
*RESET : comme son nom l'indique, cela va remettre le programme à zéro. Vos réglages ne seront pas perdus car ils sont enregistrés en EEPROM ou sur la carte SD

''Note : le bouton RESET est très mal placé sur le module LCD, il est facile d'appuyer dessus par accident. Heureusement il est assez simple de déporter les boutons utiles ailleurs, ou de supprimer ce bouton mal placé''

'' ''

Open GraiNMaster/Réalisation

2017-11-09T18:11:09Z

N.master :

= La réalisation =

== Aperçu du matériel ==

#Arduino MEGA[[File:Apercu materiel GRM.jpg|right|700px|Apercu materiel GRM.jpg]]
#Ecran "LCD keypad shield"
#Adaptateur 5V
#SCR 10000W
#sonde DS18B20
#Boitier électrique
#résistances 4.7Kohm
#tournevis
#Câble
#Module lecteur SD
#Fer à souder
#Soudure 
#(non photographié) : un multimètre

 [https://youtu.be/fETckwYUh90 https://youtu.be/fETckwYUh90]

== Version standard ==
[[File:Branchements-GRainNMaster-std.gif|thumb|right|400px|schéma de principe]]Voici le schéma de principe pour la réalisation : (cliquer pour agrandir)
Le schéma de base des branchements de l'Arduino Mega provient du site [[Www.pighixxx.com|www.pighixxx.com]]

Avant de sortir le fer à souder, gardez ce schéma imprimé en grand, ou à portée de main.

 

=== Préparation de la sonde 1 wire DS18B20 ===

Il va nous falloir une résistance de 4.7Kohm. Sa valeur n'est pas critique, si vous n'avez qu'une 3K ou une 5.1Kohm sous la main, ça marchera quand même.

Soudez la résistance entre les fils + et signal :
[[File:SondeDS18B20.jpg|300px|SondeDS18B20.jpg]][[File:Resist pullup.jpg|402px|Resist pullup.jpg]] 
=== Préparation du SCR (variateur de puissance 10KW) ===
[[File:SCR.jpg|right|300px|SCR.jpg]]
Il va ici falloir sacrifier une rallonge électrique, que nous viendrons relier sur le bornier.

Coupez la rallonge en son centre (quand elle est débranchée...) 

Puis dénudez les 3 fils.

Ensuite, ça parait bête mais on va re-brancher un des fils qu'on a coupé :

Ce fil c'est le fil de terre :prenez le fil de terre côté prise femelle, et rassemblez-le avec un domino sur le fil de terre côté prise mâle.

Si vous avez un châssis métallique, vous pouvez en profiter pour relier votre châssis à la terre.

Ensuite, branchez les fils phase et neutre de la prise mâle sur le côté noté "INPUT", et les fils phase et neutre de la prise femelle sur le côté "OUTPUT"

Ça c'était la partie facile.

 

[[File:Broches scr.png|right|RTENOTITLE]]Maintenant repérez ce connecteur >
C'est celui où se branche le petit afficheur qui a été fourni avec votre SCR.

On va se servir de ses broches pour pouvoir le piloter .

On en utilise que 3 sur 4, attention à bien repérer le sens.

En récupérant le câble fourni, vous n'aurez pas à modifier le SCR.

Branchez les fils repérés DETECT et GATE sur les bonnes broches de l'arduino, et GND sur une des nombreuses pins GND disponibles.

 

=== L'afficheur LCD ===

Là, rien de plus simple, on le branche comme n'importe quel shield. Par contre comme c'est prévu à l'origine pour un UNO beaucoup plus petit que le MEGA, il faut veiller à bien l'aligner sur les bonnes broches.

 [[File:Lcd shield (Medium).jpg|400px|Lcd shield (Medium).jpg]]

=== Le lecteur SD card ===

[[File:Lecteur SD.png|right|250x183px|Lecteur SD.png]]Ici, rien de très compliqué, on câble MOSI du lecteur SD sur MOSI de l'arduino, MISO sur MISO, etc.... 

Les broches MISO MOSI SCK GND et +5V peuvent être récupérées sur le header ISP 6 broches

Attention à bien relier SS (slave select) parfois nommé CS à la masse, sinon ça ne fonctionnera pas

La carte SD qui sera utilisée devra être formatée en FAT32

 

=== Le buzzer :  ===

Si vous voulez mettre un buzzer, la pin 40 est attribuée à cette fonction par défaut.

 

=== Tableau récapitulatif des branchements  ===
[[File:Tableau-pins.png|800px|tableau des branchements]]

= Le code  =

== Environnement nécessaire ==

Il vous faudra l'environnement Arduino dans sa dernière mouture. Le code à été ecrit sur la V1.6.8

== Librairies externes nécessaires ==

La plupart se trouvent sur le site officiel d'arduino

*'''PID_v1''' par Brett Beauregard  [http://brettbeauregard.com/blog/2011/04/improving-the-beginners-pid-introduction http://brettbeauregard.com/blog/2011/04/improving-the-beginners-pid-introduction]
*'''EEPROMex''' par Thijs Elenbaas
*'''Timer-master''' par Simon Monk  [http://srmonk.blogspot.com/2012/01/arduino-timer-library.html http://srmonk.blogspot.com/2012/01/arduino-timer-library.html]
*'''Adafruit_ADS1015 '''Par la société Adafuit
*'''OneWire '''(contributeurs multiples)  [http://www.arduino.cc/playground/Learning/OneWire http://www.arduino.cc/playground/Learning/OneWire]
*'''dallas-temperature-control '''(contributeurs multiples)

== Code source ==

[https://drive.google.com/file/d/0B07KoZer3VcxY0NsZ01hMEc4aTg/view?usp=sharing Téléchargez le code source sur mon google drive] 

Si toutes les bibliothèques sont correctement installées, vous ne devriez pas rencontrer d'erreurs de compilation.

== Contribuer au code ==

Le code source est très commenté. Mais ce sont des commentaires sortis tout droit de mon esprit malade, donc il est possible que ça ne soit pas clair du premier coup.

Si vous souhaitez discuter d'améliorations, ou avoir plus d'informations sur le fonctionnement du code, vous pouvez toujours passer par le biais du forum.

Si vous avez trouvé moyen de faire des miracles avec quelques optimisations, tenez moi au courant, je mettrai à jour le code source, afin que l'amélioration bénéficie à tous.

 

= Configurer le GraiNMaster =

Si vous être arrivés à flasher le code dans votre Arduino, et que les morceaux de câble sur la table du salon n'ont pas causé votre divorce, vous devriez approcher du but.

Mais il reste une étape importante : la configuration de l'automate.

Car vous devez vous en douter il ne faudra pas les mêmes réglages pour une cafetière électrique, et pour une cuve de brassage de 100L ...

Comme la configuration directe sur automate nécessiterait des complications notoires dans le code, j'ai choisi d'implémenter un système de fichier de configuration depuis la carte SD

C'est un fichier texte, qui doit se nommer ''SETUP.GRM ''et doit se trouver à la racine de votre carte SD.

Bonne nouvelle, vous n'avez pas grand chose à faire pour le créer : si une carte SD est présente dans l'automate, valider les étapes de réglage et le fichier de config va se créer tout seul.

Le plus dur sera de le modifier ensuite pour ajuster le fonctionnement.

Le fichier s'ouvre avec un banal éditeur texte, et se présente sous la forme "''NOMDUPARAMETRE=valeur,"''

par exemple :'' THERMPIN2=1,THERMPIN1=3,OFSETPRBE=138,(etc...)''

Voici un tableau récapitulatif des fonctions :
[[File:Parametres-GRM.png|600px|tableau des paramètres]]
Si quelqu'un est assez doué en programmation Windows, Mac et/ou Linux il peut facilement créer une interface utilisateur pour faciliter la modification des paramètres. 

= Première utilisation =

== Structure du programme : ==

[[File:Logigramme GRM.gif|upright|Logigramme GRM.gif]]

== Dernières vérifications ==

*Vérifiez une dernière fois que toutes les règles de l'électricité sont respectées
*Branchez une lampe à incandescence sur la sortie
*Allumez !
*Si aucun nuage de fumée ne s'est produit, c'est bien ! on va continuer
*Observez l'écran LCD, vous devez voir s'afficher les écrans suivants

[[File:UI-002 (Medium).jpg|400px|UI-002 (Medium).jpg]]

Si une carte SD est reconnue, et qu'elle a bien son fichier de config vous verrez ceci :

[[File:UI-003 (Medium).jpg|400px|UI-003 (Medium).jpg]]

[[File:UI-004 (Medium).jpg|400px|UI-004 (Medium).jpg]]

Si vous voyez 25 paramètres lus ou une valeur différente du maxi, c'est qu'un des paramètres est mal inscrit dans le fichier de config.

Ensuite, le menu du premier réglage s'affichera :

[[File:UI-005 (Medium).jpg|400px|UI-005 (Medium).jpg]]

== Navigation dans les menus ==

[[File:UI-001 (Medium).jpg|400px|UI-001 (Medium).jpg]]

L'afficheur LCD est muni de 6 touches dont voici les fonctions :

*SELECT : permet de valider un champ et de passer au suivant. Dans les pages de réglage, permet de basculer du réglage de la température au réglage du temps
*LEFT : touche "-" Diminue la valeur de temps ou de température. Les températures se règlent par pas de 0.25°C, les temps se règlent en minutes
*RIGHT : touche "+" Augmente la valeur de temps ou de température.
*UP : affiche la page de réglage suivante, ou saute une étape en mode brassage
*DOWN : affiche la page précédente, ou annule l'étape en cours pour revenir à l'étape précédente.
*RESET : comme son nom l'indique, cela va remettre le programme à zéro. Vos réglages ne seront pas perdus car ils sont enregistrés en EEPROM ou sur la carte SD

''Note : le bouton RESET est très mal placé sur le module LCD, il est facile d'appuyer dessus par accident. Heureusement il est assez simple de déporter les boutons utiles ailleurs, ou de supprimer ce bouton mal placé''

'' ''

Open GraiNMaster/Réalisation

2016-11-06T11:11:41Z

N.master :

= La réalisation =

== Aperçu du matériel ==

#Arduino MEGA[[File:Apercu materiel GRM.jpg|right|700px|Apercu materiel GRM.jpg]]
#Ecran "LCD keypad shield"
#Adaptateur 5V
#SCR 10000W
#sonde DS18B20
#Boitier électrique
#résistances 4.7Kohm
#tournevis
#Câble
#Module lecteur SD
#Fer à souder
#Soudure 
#(non photographié) : un multimètre

 

== Version standard ==
[[File:Branchements-GRainNMaster-std.gif|thumb|right|400px|schéma de principe]]Voici le schéma de principe pour la réalisation : (cliquer pour agrandir)
Le schéma de base des branchements de l'Arduino Mega provient du site [[Www.pighixxx.com|www.pighixxx.com]]

Avant de sortir le fer à souder, gardez ce schéma imprimé en grand, ou à portée de main.

 

=== Préparation de la sonde 1 wire DS18B20 ===

Il va nous falloir une résistance de 4.7Kohm. Sa valeur n'est pas critique, si vous n'avez qu'une 3K ou une 5.1Kohm sous la main, ça marchera quand même.

Soudez la résistance entre les fils + et signal :
[[File:SondeDS18B20.jpg|300px|SondeDS18B20.jpg]][[File:Resist pullup.jpg|402px|Resist pullup.jpg]] 
=== Préparation du SCR (variateur de puissance 10KW) ===
[[File:SCR.jpg|right|300px|SCR.jpg]]
Il va ici falloir sacrifier une rallonge électrique, que nous viendrons relier sur le bornier.

Coupez la rallonge en son centre (quand elle est débranchée...) 

Puis dénudez les 3 fils.

Ensuite, ça parait bête mais on va re-brancher un des fils qu'on a coupé :

Ce fil c'est le fil de terre :prenez le fil de terre côté prise femelle, et rassemblez-le avec un domino sur le fil de terre côté prise mâle.

Si vous avez un châssis métallique, vous pouvez en profiter pour relier votre châssis à la terre.

Ensuite, branchez les fils phase et neutre de la prise mâle sur le côté noté "INPUT", et les fils phase et neutre de la prise femelle sur le côté "OUTPUT"

Ça c'était la partie facile.

 

[[File:Broches scr.png|right|RTENOTITLE]]Maintenant repérez ce connecteur >
C'est celui où se branche le petit afficheur qui a été fourni avec votre SCR.

On va se servir de ses broches pour pouvoir le piloter .

On en utilise que 3 sur 4, attention à bien repérer le sens.

En récupérant le câble fourni, vous n'aurez pas à modifier le SCR.

Branchez les fils repérés DETECT et GATE sur les bonnes broches de l'arduino, et GND sur une des nombreuses pins GND disponibles.

 

=== L'afficheur LCD ===

Là, rien de plus simple, on le branche comme n'importe quel shield. Par contre comme c'est prévu à l'origine pour un UNO beaucoup plus petit que le MEGA, il faut veiller à bien l'aligner sur les bonnes broches.

 [[File:Lcd shield (Medium).jpg|400px|Lcd shield (Medium).jpg]]

=== Le lecteur SD card ===

[[File:Lecteur SD.png|right|250x183px|Lecteur SD.png]]Ici, rien de très compliqué, on câble MOSI du lecteur SD sur MOSI de l'arduino, MISO sur MISO, etc.... 

Les broches MISO MOSI SCK GND et +5V peuvent être récupérées sur le header ISP 6 broches

Attention à bien relier SS (slave select) parfois nommé CS à la masse, sinon ça ne fonctionnera pas

La carte SD qui sera utilisée devra être formatée en FAT32

 

=== Le buzzer :  ===

Si vous voulez mettre un buzzer, la pin 40 est attribuée à cette fonction par défaut.

 

=== Tableau récapitulatif des branchements  ===
[[File:Tableau-pins.png|800px|tableau des branchements]]

= Le code  =

== Environnement nécessaire ==

Il vous faudra l'environnement Arduino dans sa dernière mouture. Le code à été ecrit sur la V1.6.8

== Librairies externes nécessaires ==

La plupart se trouvent sur le site officiel d'arduino

*'''PID_v1''' par Brett Beauregard  [http://brettbeauregard.com/blog/2011/04/improving-the-beginners-pid-introduction http://brettbeauregard.com/blog/2011/04/improving-the-beginners-pid-introduction]
*'''EEPROMex''' par Thijs Elenbaas
*'''Timer-master''' par Simon Monk  [http://srmonk.blogspot.com/2012/01/arduino-timer-library.html http://srmonk.blogspot.com/2012/01/arduino-timer-library.html]
*'''Adafruit_ADS1015 '''Par la société Adafuit
*'''OneWire '''(contributeurs multiples)  [http://www.arduino.cc/playground/Learning/OneWire http://www.arduino.cc/playground/Learning/OneWire]
*'''dallas-temperature-control '''(contributeurs multiples)

== Code source ==

[https://drive.google.com/file/d/0B07KoZer3VcxY0NsZ01hMEc4aTg/view?usp=sharing Téléchargez le code source sur mon google drive] 

Si toutes les bibliothèques sont correctement installées, vous ne devriez pas rencontrer d'erreurs de compilation.

== Contribuer au code ==

Le code source est très commenté. Mais ce sont des commentaires sortis tout droit de mon esprit malade, donc il est possible que ça ne soit pas clair du premier coup.

Si vous souhaitez discuter d'améliorations, ou avoir plus d'informations sur le fonctionnement du code, vous pouvez toujours passer par le biais du forum.

Si vous avez trouvé moyen de faire des miracles avec quelques optimisations, tenez moi au courant, je mettrai à jour le code source, afin que l'amélioration bénéficie à tous.

 

= Configurer le GraiNMaster =

Si vous être arrivés à flasher le code dans votre Arduino, et que les morceaux de câble sur la table du salon n'ont pas causé votre divorce, vous devriez approcher du but.

Mais il reste une étape importante : la configuration de l'automate.

Car vous devez vous en douter il ne faudra pas les mêmes réglages pour une cafetière électrique, et pour une cuve de brassage de 100L ...

Comme la configuration directe sur automate nécessiterait des complications notoires dans le code, j'ai choisi d'implémenter un système de fichier de configuration depuis la carte SD

C'est un fichier texte, qui doit se nommer ''SETUP.GRM ''et doit se trouver à la racine de votre carte SD.

Bonne nouvelle, vous n'avez pas grand chose à faire pour le créer : si une carte SD est présente dans l'automate, valider les étapes de réglage et le fichier de config va se créer tout seul.

Le plus dur sera de le modifier ensuite pour ajuster le fonctionnement.

Le fichier s'ouvre avec un banal éditeur texte, et se présente sous la forme "''NOMDUPARAMETRE=valeur,"''

par exemple :'' THERMPIN2=1,THERMPIN1=3,OFSETPRBE=138,(etc...)''

Voici un tableau récapitulatif des fonctions :
[[File:Parametres-GRM.png|600px|tableau des paramètres]]
Si quelqu'un est assez doué en programmation Windows, Mac et/ou Linux il peut facilement créer une interface utilisateur pour faciliter la modification des paramètres. 

= Première utilisation =

== Structure du programme : ==

[[File:Logigramme GRM.gif|600px]]

== Dernières vérifications ==

*Vérifiez une dernière fois que toutes les règles de l'électricité sont respectées
*Branchez une lampe à incandescence sur la sortie
*Allumez !
*Si aucun nuage de fumée ne s'est produit, c'est bien ! on va continuer
*Observez l'écran LCD, vous devez voir s'afficher les écrans suivants

[[File:UI-002 (Medium).jpg|400px|UI-002 (Medium).jpg]]

Si une carte SD est reconnue, et qu'elle a bien son fichier de config vous verrez ceci :

[[File:UI-003 (Medium).jpg|400px|UI-003 (Medium).jpg]]

[[File:UI-004 (Medium).jpg|400px|UI-004 (Medium).jpg]]

Si vous voyez 25 paramètres lus ou une valeur différente du maxi, c'est qu'un des paramètres est mal inscrit dans le fichier de config.

Ensuite, le menu du premier réglage s'affichera :

[[File:UI-005 (Medium).jpg|400px|UI-005 (Medium).jpg]]

== Navigation dans les menus ==

[[File:UI-001 (Medium).jpg|400px|UI-001 (Medium).jpg]]

L'afficheur LCD est muni de 6 touches dont voici les fonctions :

*SELECT : permet de valider un champ et de passer au suivant. Dans les pages de réglage, permet de basculer du réglage de la température au réglage du temps
*LEFT : touche "-" Diminue la valeur de temps ou de température. Les températures se règlent par pas de 0.25°C, les temps se règlent en minutes
*RIGHT : touche "+" Augmente la valeur de temps ou de température.
*UP : affiche la page de réglage suivante, ou saute une étape en mode brassage
*DOWN : affiche la page précédente, ou annule l'étape en cours pour revenir à l'étape précédente.
*RESET : comme son nom l'indique, cela va remettre le programme à zéro. Vos réglages ne seront pas perdus car ils sont enregistrés en EEPROM ou sur la carte SD

''Note : le bouton RESET est très mal placé sur le module LCD, il est facile d'appuyer dessus par accident. Heureusement il est assez simple de déporter les boutons utiles ailleurs, ou de supprimer ce bouton mal placé''

'' ''

Open GraiNMaster/Réalisation

2016-11-06T11:09:48Z

N.master :

= La réalisation =

== Aperçu du matériel ==

#[[File:Apercu materiel GRM.jpg|right|700px|Apercu materiel GRM.jpg]]Arduino MEGA
#Ecran "LCD keypad shield"
#Adaptateur 5V
#SCR 10000W
#sonde DS18B20
#Boitier électrique
#résistances 4.7Kohm
#tournevis
#Câble
#Module lecteur SD
#Fer à souder
#Soudure 
#(non photographié) : un multimètre

 

== Version standard ==
[[File:Branchements-GRainNMaster-std.gif|thumb|right|400px|schéma de principe]]Voici le schéma de principe pour la réalisation : (cliquer pour agrandir)
Le schéma de base des branchements de l'Arduino Mega provient du site [[Www.pighixxx.com|www.pighixxx.com]]

Avant de sortir le fer à souder, gardez ce schéma imprimé en grand, ou à portée de main.

 

=== Préparation de la sonde 1 wire DS18B20 ===

Il va nous falloir une résistance de 4.7Kohm. Sa valeur n'est pas critique, si vous n'avez qu'une 3K ou une 5.1Kohm sous la main, ça marchera quand même.

Soudez la résistance entre les fils + et signal :
[[File:SondeDS18B20.jpg|300px|SondeDS18B20.jpg]][[File:Resist pullup.jpg|402px|Resist pullup.jpg]] 
=== Préparation du SCR (variateur de puissance 10KW) ===
[[File:SCR.jpg|right|300px|SCR.jpg]]
Il va ici falloir sacrifier une rallonge électrique, que nous viendrons relier sur le bornier.

Coupez la rallonge en son centre (quand elle est débranchée...) 

Puis dénudez les 3 fils.

Ensuite, ça parait bête mais on va re-brancher un des fils qu'on a coupé :

Ce fil c'est le fil de terre :prenez le fil de terre côté prise femelle, et rassemblez-le avec un domino sur le fil de terre côté prise mâle.

Si vous avez un châssis métallique, vous pouvez en profiter pour relier votre châssis à la terre.

Ensuite, branchez les fils phase et neutre de la prise mâle sur le côté noté "INPUT", et les fils phase et neutre de la prise femelle sur le côté "OUTPUT"

Ça c'était la partie facile.

 

[[File:Broches scr.png|right|RTENOTITLE]]Maintenant repérez ce connecteur >
C'est celui où se branche le petit afficheur qui a été fourni avec votre SCR.

On va se servir de ses broches pour pouvoir le piloter .

On en utilise que 3 sur 4, attention à bien repérer le sens.

En récupérant le câble fourni, vous n'aurez pas à modifier le SCR.

Branchez les fils repérés DETECT et GATE sur les bonnes broches de l'arduino, et GND sur une des nombreuses pins GND disponibles.

 

=== L'afficheur LCD ===

Là, rien de plus simple, on le branche comme n'importe quel shield. Par contre comme c'est prévu à l'origine pour un UNO beaucoup plus petit que le MEGA, il faut veiller à bien l'aligner sur les bonnes broches.

 [[File:Lcd shield (Medium).jpg|400px|Lcd shield (Medium).jpg]]

=== Le lecteur SD card ===

[[File:Lecteur SD.png|right|250x183px|Lecteur SD.png]]Ici, rien de très compliqué, on câble MOSI du lecteur SD sur MOSI de l'arduino, MISO sur MISO, etc.... 

Les broches MISO MOSI SCK GND et +5V peuvent être récupérées sur le header ISP 6 broches

Attention à bien relier SS (slave select) parfois nommé CS à la masse, sinon ça ne fonctionnera pas

La carte SD qui sera utilisée devra être formatée en FAT32

 

=== Le buzzer :  ===

Si vous voulez mettre un buzzer, la pin 40 est attribuée à cette fonction par défaut.

 

=== Tableau récapitulatif des branchements  ===
[[File:Tableau-pins.png|800px|tableau des branchements]]

= Le code  =

== Environnement nécessaire ==

Il vous faudra l'environnement Arduino dans sa dernière mouture. Le code à été ecrit sur la V1.6.8

== Librairies externes nécessaires ==

La plupart se trouvent sur le site officiel d'arduino

*'''PID_v1''' par Brett Beauregard  [http://brettbeauregard.com/blog/2011/04/improving-the-beginners-pid-introduction http://brettbeauregard.com/blog/2011/04/improving-the-beginners-pid-introduction]
*'''EEPROMex''' par Thijs Elenbaas
*'''Timer-master''' par Simon Monk  [http://srmonk.blogspot.com/2012/01/arduino-timer-library.html http://srmonk.blogspot.com/2012/01/arduino-timer-library.html]
*'''Adafruit_ADS1015 '''Par la société Adafuit
*'''OneWire '''(contributeurs multiples)  [http://www.arduino.cc/playground/Learning/OneWire http://www.arduino.cc/playground/Learning/OneWire]
*'''dallas-temperature-control '''(contributeurs multiples)

== Code source ==

[https://drive.google.com/file/d/0B07KoZer3VcxY0NsZ01hMEc4aTg/view?usp=sharing Téléchargez le code source sur mon google drive] 

Si toutes les bibliothèques sont correctement installées, vous ne devriez pas rencontrer d'erreurs de compilation.

== Contribuer au code ==

Le code source est très commenté. Mais ce sont des commentaires sortis tout droit de mon esprit malade, donc il est possible que ça ne soit pas clair du premier coup.

Si vous souhaitez discuter d'améliorations, ou avoir plus d'informations sur le fonctionnement du code, vous pouvez toujours passer par le biais du forum.

Si vous avez trouvé moyen de faire des miracles avec quelques optimisations, tenez moi au courant, je mettrai à jour le code source, afin que l'amélioration bénéficie à tous.

 

= Configurer le GraiNMaster =

Si vous être arrivés à flasher le code dans votre Arduino, et que les morceaux de câble sur la table du salon n'ont pas causé votre divorce, vous devriez approcher du but.

Mais il reste une étape importante : la configuration de l'automate.

Car vous devez vous en douter il ne faudra pas les mêmes réglages pour une cafetière électrique, et pour une cuve de brassage de 100L ...

Comme la configuration directe sur automate nécessiterait des complications notoires dans le code, j'ai choisi d'implémenter un système de fichier de configuration depuis la carte SD

C'est un fichier texte, qui doit se nommer ''SETUP.GRM ''et doit se trouver à la racine de votre carte SD.

Bonne nouvelle, vous n'avez pas grand chose à faire pour le créer : si une carte SD est présente dans l'automate, valider les étapes de réglage et le fichier de config va se créer tout seul.

Le plus dur sera de le modifier ensuite pour ajuster le fonctionnement.

Le fichier s'ouvre avec un banal éditeur texte, et se présente sous la forme "''NOMDUPARAMETRE=valeur,"''

par exemple :'' THERMPIN2=1,THERMPIN1=3,OFSETPRBE=138,(etc...)''

Voici un tableau récapitulatif des fonctions :
[[File:Parametres-GRM.png|600px|tableau des paramètres]]
Si quelqu'un est assez doué en programmation Windows, Mac et/ou Linux il peut facilement créer une interface utilisateur pour faciliter la modification des paramètres. 

= Première utilisation =

== Structure du programme : ==

[[File:Logigramme GRM.gif|600px]]

== Dernières vérifications ==

*Vérifiez une dernière fois que toutes les règles de l'électricité sont respectées
*Branchez une lampe à incandescence sur la sortie
*Allumez !
*Si aucun nuage de fumée ne s'est produit, c'est bien ! on va continuer
*Observez l'écran LCD, vous devez voir s'afficher les écrans suivants

[[File:UI-002 (Medium).jpg|400px|UI-002 (Medium).jpg]]

Si une carte SD est reconnue, et qu'elle a bien son fichier de config vous verrez ceci :

[[File:UI-003 (Medium).jpg|400px|UI-003 (Medium).jpg]]

[[File:UI-004 (Medium).jpg|400px|UI-004 (Medium).jpg]]

Si vous voyez 25 paramètres lus ou une valeur différente du maxi, c'est qu'un des paramètres est mal inscrit dans le fichier de config.

Ensuite, le menu du premier réglage s'affichera :

[[File:UI-005 (Medium).jpg|400px|UI-005 (Medium).jpg]]

== Navigation dans les menus ==

[[File:UI-001 (Medium).jpg|400px|UI-001 (Medium).jpg]]

L'afficheur LCD est muni de 6 touches dont voici les fonctions :

*SELECT : permet de valider un champ et de passer au suivant. Dans les pages de réglage, permet de basculer du réglage de la température au réglage du temps
*LEFT : touche "-" Diminue la valeur de temps ou de température. Les températures se règlent par pas de 0.25°C, les temps se règlent en minutes
*RIGHT : touche "+" Augmente la valeur de temps ou de température.
*UP : affiche la page de réglage suivante, ou saute une étape en mode brassage
*DOWN : affiche la page précédente, ou annule l'étape en cours pour revenir à l'étape précédente.
*RESET : comme son nom l'indique, cela va remettre le programme à zéro. Vos réglages ne seront pas perdus car ils sont enregistrés en EEPROM ou sur la carte SD

''Note : le bouton RESET est très mal placé sur le module LCD, il est facile d'appuyer dessus par accident. Heureusement il est assez simple de déporter les boutons utiles ailleurs, ou de supprimer ce bouton mal placé''

'' ''

Open GraiNMaster/Réalisation

2016-11-06T11:09:17Z

N.master :

= La réalisation =

== Aperçu du matériel ==

#[[File:Apercu materiel GRM.jpg|right|700px|Apercu materiel GRM.jpg]]Arduino MEGA
#Ecran "LCD keypad shield"
#Adaptateur 5V
#SCR 10000W
#sonde DS18B20
#Boitier électrique
#résistances 4.7Kohm
#tournevis
#Câble
#Module lecteur SD
#Fer à souder
#Soudure 
#(non photographié) : un multimètre

== Version standard ==
[[File:Branchements-GRainNMaster-std.gif|thumb|right|400px|schéma de principe]]Voici le schéma de principe pour la réalisation : (cliquer pour agrandir)
Le schéma de base des branchements de l'Arduino Mega provient du site [[Www.pighixxx.com|www.pighixxx.com]]

Avant de sortir le fer à souder, gardez ce schéma imprimé en grand, ou à portée de main.

 

=== Préparation de la sonde 1 wire DS18B20 ===

Il va nous falloir une résistance de 4.7Kohm. Sa valeur n'est pas critique, si vous n'avez qu'une 3K ou une 5.1Kohm sous la main, ça marchera quand même.

Soudez la résistance entre les fils + et signal :
[[File:SondeDS18B20.jpg|300px|SondeDS18B20.jpg]][[File:Resist pullup.jpg|402px|Resist pullup.jpg]] 
=== Préparation du SCR (variateur de puissance 10KW) ===
[[File:SCR.jpg|right|300px|SCR.jpg]]
Il va ici falloir sacrifier une rallonge électrique, que nous viendrons relier sur le bornier.

Coupez la rallonge en son centre (quand elle est débranchée...) 

Puis dénudez les 3 fils.

Ensuite, ça parait bête mais on va re-brancher un des fils qu'on a coupé :

Ce fil c'est le fil de terre :prenez le fil de terre côté prise femelle, et rassemblez-le avec un domino sur le fil de terre côté prise mâle.

Si vous avez un châssis métallique, vous pouvez en profiter pour relier votre châssis à la terre.

Ensuite, branchez les fils phase et neutre de la prise mâle sur le côté noté "INPUT", et les fils phase et neutre de la prise femelle sur le côté "OUTPUT"

Ça c'était la partie facile.

 

[[File:Broches scr.png|right|RTENOTITLE]]Maintenant repérez ce connecteur >
C'est celui où se branche le petit afficheur qui a été fourni avec votre SCR.

On va se servir de ses broches pour pouvoir le piloter .

On en utilise que 3 sur 4, attention à bien repérer le sens.

En récupérant le câble fourni, vous n'aurez pas à modifier le SCR.

Branchez les fils repérés DETECT et GATE sur les bonnes broches de l'arduino, et GND sur une des nombreuses pins GND disponibles.

 

=== L'afficheur LCD ===

Là, rien de plus simple, on le branche comme n'importe quel shield. Par contre comme c'est prévu à l'origine pour un UNO beaucoup plus petit que le MEGA, il faut veiller à bien l'aligner sur les bonnes broches.

 [[File:Lcd shield (Medium).jpg|400px|Lcd shield (Medium).jpg]]

=== Le lecteur SD card ===

[[File:Lecteur SD.png|right|250x183px|Lecteur SD.png]]Ici, rien de très compliqué, on câble MOSI du lecteur SD sur MOSI de l'arduino, MISO sur MISO, etc.... 

Les broches MISO MOSI SCK GND et +5V peuvent être récupérées sur le header ISP 6 broches

Attention à bien relier SS (slave select) parfois nommé CS à la masse, sinon ça ne fonctionnera pas

La carte SD qui sera utilisée devra être formatée en FAT32

 

=== Le buzzer :  ===

Si vous voulez mettre un buzzer, la pin 40 est attribuée à cette fonction par défaut.

 

=== Tableau récapitulatif des branchements  ===
[[File:Tableau-pins.png|800px|tableau des branchements]]

= Le code  =

== Environnement nécessaire ==

Il vous faudra l'environnement Arduino dans sa dernière mouture. Le code à été ecrit sur la V1.6.8

== Librairies externes nécessaires ==

La plupart se trouvent sur le site officiel d'arduino

*'''PID_v1''' par Brett Beauregard  [http://brettbeauregard.com/blog/2011/04/improving-the-beginners-pid-introduction http://brettbeauregard.com/blog/2011/04/improving-the-beginners-pid-introduction]
*'''EEPROMex''' par Thijs Elenbaas
*'''Timer-master''' par Simon Monk  [http://srmonk.blogspot.com/2012/01/arduino-timer-library.html http://srmonk.blogspot.com/2012/01/arduino-timer-library.html]
*'''Adafruit_ADS1015 '''Par la société Adafuit
*'''OneWire '''(contributeurs multiples)  [http://www.arduino.cc/playground/Learning/OneWire http://www.arduino.cc/playground/Learning/OneWire]
*'''dallas-temperature-control '''(contributeurs multiples)

== Code source ==

[https://drive.google.com/file/d/0B07KoZer3VcxY0NsZ01hMEc4aTg/view?usp=sharing Téléchargez le code source sur mon google drive] 

Si toutes les bibliothèques sont correctement installées, vous ne devriez pas rencontrer d'erreurs de compilation.

== Contribuer au code ==

Le code source est très commenté. Mais ce sont des commentaires sortis tout droit de mon esprit malade, donc il est possible que ça ne soit pas clair du premier coup.

Si vous souhaitez discuter d'améliorations, ou avoir plus d'informations sur le fonctionnement du code, vous pouvez toujours passer par le biais du forum.

Si vous avez trouvé moyen de faire des miracles avec quelques optimisations, tenez moi au courant, je mettrai à jour le code source, afin que l'amélioration bénéficie à tous.

 

= Configurer le GraiNMaster =

Si vous être arrivés à flasher le code dans votre Arduino, et que les morceaux de câble sur la table du salon n'ont pas causé votre divorce, vous devriez approcher du but.

Mais il reste une étape importante : la configuration de l'automate.

Car vous devez vous en douter il ne faudra pas les mêmes réglages pour une cafetière électrique, et pour une cuve de brassage de 100L ...

Comme la configuration directe sur automate nécessiterait des complications notoires dans le code, j'ai choisi d'implémenter un système de fichier de configuration depuis la carte SD

C'est un fichier texte, qui doit se nommer ''SETUP.GRM ''et doit se trouver à la racine de votre carte SD.

Bonne nouvelle, vous n'avez pas grand chose à faire pour le créer : si une carte SD est présente dans l'automate, valider les étapes de réglage et le fichier de config va se créer tout seul.

Le plus dur sera de le modifier ensuite pour ajuster le fonctionnement.

Le fichier s'ouvre avec un banal éditeur texte, et se présente sous la forme "''NOMDUPARAMETRE=valeur,"''

par exemple :'' THERMPIN2=1,THERMPIN1=3,OFSETPRBE=138,(etc...)''

Voici un tableau récapitulatif des fonctions :
[[File:Parametres-GRM.png|600px|tableau des paramètres]]
Si quelqu'un est assez doué en programmation Windows, Mac et/ou Linux il peut facilement créer une interface utilisateur pour faciliter la modification des paramètres. 

= Première utilisation =

== Structure du programme : ==

[[File:Logigramme GRM.gif|600px]]

== Dernières vérifications ==

*Vérifiez une dernière fois que toutes les règles de l'électricité sont respectées
*Branchez une lampe à incandescence sur la sortie
*Allumez !
*Si aucun nuage de fumée ne s'est produit, c'est bien ! on va continuer
*Observez l'écran LCD, vous devez voir s'afficher les écrans suivants

[[File:UI-002 (Medium).jpg|400px|UI-002 (Medium).jpg]]

Si une carte SD est reconnue, et qu'elle a bien son fichier de config vous verrez ceci :

[[File:UI-003 (Medium).jpg|400px|UI-003 (Medium).jpg]]

[[File:UI-004 (Medium).jpg|400px|UI-004 (Medium).jpg]]

Si vous voyez 25 paramètres lus ou une valeur différente du maxi, c'est qu'un des paramètres est mal inscrit dans le fichier de config.

Ensuite, le menu du premier réglage s'affichera :

[[File:UI-005 (Medium).jpg|400px|UI-005 (Medium).jpg]]

== Navigation dans les menus ==

[[File:UI-001 (Medium).jpg|400px|UI-001 (Medium).jpg]]

L'afficheur LCD est muni de 6 touches dont voici les fonctions :

*SELECT : permet de valider un champ et de passer au suivant. Dans les pages de réglage, permet de basculer du réglage de la température au réglage du temps
*LEFT : touche "-" Diminue la valeur de temps ou de température. Les températures se règlent par pas de 0.25°C, les temps se règlent en minutes
*RIGHT : touche "+" Augmente la valeur de temps ou de température.
*UP : affiche la page de réglage suivante, ou saute une étape en mode brassage
*DOWN : affiche la page précédente, ou annule l'étape en cours pour revenir à l'étape précédente.
*RESET : comme son nom l'indique, cela va remettre le programme à zéro. Vos réglages ne seront pas perdus car ils sont enregistrés en EEPROM ou sur la carte SD

''Note : le bouton RESET est très mal placé sur le module LCD, il est facile d'appuyer dessus par accident. Heureusement il est assez simple de déporter les boutons utiles ailleurs, ou de supprimer ce bouton mal placé''

'' ''

Open GraiNMaster/Réalisation

2016-11-06T10:58:37Z

N.master :

= La réalisation =

== Aperçu du matériel ==

#[[File:Apercu materiel GRM.jpg|right|700px|Apercu materiel GRM.jpg]]Arduino MEGA
#Ecran "LCD keypad shield"
#Adaptateur 5V
#SCR 10000W
#sonde DS18B20
#Boitier électrique
#résistances 4.7Kohm
#tournevis
#Câble
#Module lecteur SD
#Fer à souder
#Soudure 

== Version standard ==
[[File:Branchements-GRainNMaster-std.gif|thumb|right|400px|schéma de principe]]Voici le schéma de principe pour la réalisation : (cliquer pour agrandir)
Le schéma de base des branchements de l'Arduino Mega provient du site [[Www.pighixxx.com|www.pighixxx.com]]

Avant de sortir le fer à souder, gardez ce schéma imprimé en grand, ou à portée de main.

 

=== Préparation de la sonde 1 wire DS18B20 ===

Il va nous falloir une résistance de 4.7Kohm. Sa valeur n'est pas critique, si vous n'avez qu'une 3K ou une 5.1Kohm sous la main, ça marchera quand même.

Soudez la résistance entre les fils + et signal :
[[File:SondeDS18B20.jpg|300px|SondeDS18B20.jpg]][[File:Resist pullup.jpg|402px|Resist pullup.jpg]] 
=== Préparation du SCR (variateur de puissance 10KW) ===
[[File:SCR.jpg|right|300px|SCR.jpg]]
Il va ici falloir sacrifier une rallonge électrique, que nous viendrons relier sur le bornier.

Coupez la rallonge en son centre (quand elle est débranchée...) 

Puis dénudez les 3 fils.

Ensuite, ça parait bête mais on va re-brancher un des fils qu'on a coupé :

Ce fil c'est le fil de terre :prenez le fil de terre côté prise femelle, et rassemblez-le avec un domino sur le fil de terre côté prise mâle.

Si vous avez un châssis métallique, vous pouvez en profiter pour relier votre châssis à la terre.

Ensuite, branchez les fils phase et neutre de la prise mâle sur le côté noté "INPUT", et les fils phase et neutre de la prise femelle sur le côté "OUTPUT"

Ça c'était la partie facile.

 

[[File:Broches scr.png|right|RTENOTITLE]]Maintenant repérez ce connecteur >
C'est celui où se branche le petit afficheur qui a été fourni avec votre SCR.

On va se servir de ses broches pour pouvoir le piloter .

On en utilise que 3 sur 4, attention à bien repérer le sens.

En récupérant le câble fourni, vous n'aurez pas à modifier le SCR.

Branchez les fils repérés DETECT et GATE sur les bonnes broches de l'arduino, et GND sur une des nombreuses pins GND disponibles.

 

=== L'afficheur LCD ===

Là, rien de plus simple, on le branche comme n'importe quel shield. Par contre comme c'est prévu à l'origine pour un UNO beaucoup plus petit que le MEGA, il faut veiller à bien l'aligner sur les bonnes broches.

 [[File:Lcd shield (Medium).jpg|400px|Lcd shield (Medium).jpg]]

=== Le lecteur SD card ===

[[File:Lecteur SD.png|right|250x183px|Lecteur SD.png]]Ici, rien de très compliqué, on câble MOSI du lecteur SD sur MOSI de l'arduino, MISO sur MISO, etc.... 

Les broches MISO MOSI SCK GND et +5V peuvent être récupérées sur le header ISP 6 broches

Attention à bien relier SS (slave select) parfois nommé CS à la masse, sinon ça ne fonctionnera pas

La carte SD qui sera utilisée devra être formatée en FAT32

 

=== Le buzzer :  ===

Si vous voulez mettre un buzzer, la pin 40 est attribuée à cette fonction par défaut.

 

=== Tableau récapitulatif des branchements  ===
[[File:Tableau-pins.png|800px|tableau des branchements]]

= Le code  =

== Environnement nécessaire ==

Il vous faudra l'environnement Arduino dans sa dernière mouture. Le code à été ecrit sur la V1.6.8

== Librairies externes nécessaires ==

La plupart se trouvent sur le site officiel d'arduino

*'''PID_v1''' par Brett Beauregard  [http://brettbeauregard.com/blog/2011/04/improving-the-beginners-pid-introduction http://brettbeauregard.com/blog/2011/04/improving-the-beginners-pid-introduction]
*'''EEPROMex''' par Thijs Elenbaas
*'''Timer-master''' par Simon Monk  [http://srmonk.blogspot.com/2012/01/arduino-timer-library.html http://srmonk.blogspot.com/2012/01/arduino-timer-library.html]
*'''Adafruit_ADS1015 '''Par la société Adafuit
*'''OneWire '''(contributeurs multiples)  [http://www.arduino.cc/playground/Learning/OneWire http://www.arduino.cc/playground/Learning/OneWire]
*'''dallas-temperature-control '''(contributeurs multiples)

== Code source ==

[https://drive.google.com/file/d/0B07KoZer3VcxY0NsZ01hMEc4aTg/view?usp=sharing Téléchargez le code source sur mon google drive] 

Si toutes les bibliothèques sont correctement installées, vous ne devriez pas rencontrer d'erreurs de compilation.

== Contribuer au code ==

Le code source est très commenté. Mais ce sont des commentaires sortis tout droit de mon esprit malade, donc il est possible que ça ne soit pas clair du premier coup.

Si vous souhaitez discuter d'améliorations, ou avoir plus d'informations sur le fonctionnement du code, vous pouvez toujours passer par le biais du forum.

Si vous avez trouvé moyen de faire des miracles avec quelques optimisations, tenez moi au courant, je mettrai à jour le code source, afin que l'amélioration bénéficie à tous.

 

= Configurer le GraiNMaster =

Si vous être arrivés à flasher le code dans votre Arduino, et que les morceaux de câble sur la table du salon n'ont pas causé votre divorce, vous devriez approcher du but.

Mais il reste une étape importante : la configuration de l'automate.

Car vous devez vous en douter il ne faudra pas les mêmes réglages pour une cafetière électrique, et pour une cuve de brassage de 100L ...

Comme la configuration directe sur automate nécessiterait des complications notoires dans le code, j'ai choisi d'implémenter un système de fichier de configuration depuis la carte SD

C'est un fichier texte, qui doit se nommer ''SETUP.GRM ''et doit se trouver à la racine de votre carte SD.

Bonne nouvelle, vous n'avez pas grand chose à faire pour le créer : si une carte SD est présente dans l'automate, valider les étapes de réglage et le fichier de config va se créer tout seul.

Le plus dur sera de le modifier ensuite pour ajuster le fonctionnement.

Le fichier s'ouvre avec un banal éditeur texte, et se présente sous la forme "''NOMDUPARAMETRE=valeur,"''

par exemple :'' THERMPIN2=1,THERMPIN1=3,OFSETPRBE=138,(etc...)''

Voici un tableau récapitulatif des fonctions :
[[File:Parametres-GRM.png|600px|tableau des paramètres]]
Si quelqu'un est assez doué en programmation Windows, Mac et/ou Linux il peut facilement créer une interface utilisateur pour faciliter la modification des paramètres. 

= Première utilisation =

== Structure du programme : ==

[[File:Logigramme GRM.gif|600px]]

== Dernières vérifications ==

*Vérifiez une dernière fois que toutes les règles de l'électricité sont respectées
*Branchez une lampe à incandescence sur la sortie
*Allumez !
*Si aucun nuage de fumée ne s'est produit, c'est bien ! on va continuer
*Observez l'écran LCD, vous devez voir s'afficher les écrans suivants

[[File:UI-002 (Medium).jpg|400px|UI-002 (Medium).jpg]]

Si une carte SD est reconnue, et qu'elle a bien son fichier de config vous verrez ceci :

[[File:UI-003 (Medium).jpg|400px|UI-003 (Medium).jpg]]

[[File:UI-004 (Medium).jpg|400px|UI-004 (Medium).jpg]]

Si vous voyez 25 paramètres lus ou une valeur différente du maxi, c'est qu'un des paramètres est mal inscrit dans le fichier de config.

Ensuite, le menu du premier réglage s'affichera :

[[File:UI-005 (Medium).jpg|400px|UI-005 (Medium).jpg]]

== Navigation dans les menus ==

[[File:UI-001 (Medium).jpg|400px|UI-001 (Medium).jpg]]

L'afficheur LCD est muni de 6 touches dont voici les fonctions :

*SELECT : permet de valider un champ et de passer au suivant. Dans les pages de réglage, permet de basculer du réglage de la température au réglage du temps
*LEFT : touche "-" Diminue la valeur de temps ou de température. Les températures se règlent par pas de 0.25°C, les temps se règlent en minutes
*RIGHT : touche "+" Augmente la valeur de temps ou de température.
*UP : affiche la page de réglage suivante, ou saute une étape en mode brassage
*DOWN : affiche la page précédente, ou annule l'étape en cours pour revenir à l'étape précédente.
*RESET : comme son nom l'indique, cela va remettre le programme à zéro. Vos réglages ne seront pas perdus car ils sont enregistrés en EEPROM ou sur la carte SD

''Note : le bouton RESET est très mal placé sur le module LCD, il est facile d'appuyer dessus par accident. Heureusement il est assez simple de déporter les boutons utiles ailleurs, ou de supprimer ce bouton mal placé''

'' ''

Fichier:Apercu materiel GRM.jpg

2016-11-06T10:54:05Z

N.master : Fichier chargé via MsUpload

Fichier chargé via MsUpload

Open GraiNMaster/Réalisation

2016-10-26T06:03:28Z

N.master :

= La réalisation =

== Version standard ==
[[File:Branchements-GRainNMaster-std.gif|thumb|right|400px|schéma de principe]]Voici le schéma de principe pour la réalisation : (cliquer pour agrandir)
Le schéma de base des branchements de l'Arduino Mega provient du site [[Www.pighixxx.com|www.pighixxx.com]]

Avant de sortir le fer à souder, gardez ce schéma imprimé en grand, ou à portée de main.

 

=== Préparation de la sonde 1 wire DS18B20 ===

Il va nous falloir une résistance de 4.7Kohm. Sa valeur n'est pas critique, si vous n'avez qu'une 3K ou une 5.1Kohm sous la main, ça marchera quand même.

Soudez la résistance entre les fils + et signal :
[[File:SondeDS18B20.jpg|300px|SondeDS18B20.jpg]][[File:Resist pullup.jpg|402px|Resist pullup.jpg]] 
=== Préparation du SCR (variateur de puissance 10KW) ===
[[File:SCR.jpg|right|300px|SCR.jpg]]
Il va ici falloir sacrifier une rallonge électrique, que nous viendrons relier sur le bornier.

Coupez la rallonge en son centre (quand elle est débranchée...) 

Puis dénudez les 3 fils.

Ensuite, ça parait bête mais on va re-brancher un des fils qu'on a coupé :

Ce fil c'est le fil de terre :prenez le fil de terre côté prise femelle, et rassemblez-le avec un domino sur le fil de terre côté prise mâle.

Si vous avez un châssis métallique, vous pouvez en profiter pour relier votre châssis à la terre.

Ensuite, branchez les fils phase et neutre de la prise mâle sur le côté noté "INPUT", et les fils phase et neutre de la prise femelle sur le côté "OUTPUT"

Ça c'était la partie facile.

 

[[File:Broches scr.png|right|RTENOTITLE]]Maintenant repérez ce connecteur >
C'est celui où se branche le petit afficheur qui a été fourni avec votre SCR.

On va se servir de ses broches pour pouvoir le piloter .

On en utilise que 3 sur 4, attention à bien repérer le sens.

En récupérant le câble fourni, vous n'aurez pas à modifier le SCR.

Branchez les fils repérés DETECT et GATE sur les bonnes broches de l'arduino, et GND sur une des nombreuses pins GND disponibles.

 

=== L'afficheur LCD ===

Là, rien de plus simple, on le branche comme n'importe quel shield. Par contre comme c'est prévu à l'origine pour un UNO beaucoup plus petit que le MEGA, il faut veiller à bien l'aligner sur les bonnes broches.

 [[File:Lcd shield (Medium).jpg|400px|Lcd shield (Medium).jpg]]

=== Le lecteur SD card ===

[[File:Lecteur SD.png|right|250x183px|Lecteur SD.png]]Ici, rien de très compliqué, on câble MOSI du lecteur SD sur MOSI de l'arduino, MISO sur MISO, etc.... 

Les broches MISO MOSI SCK GND et +5V peuvent être récupérées sur le header ISP 6 broches

Attention à bien relier SS (slave select) parfois nommé CS à la masse, sinon ça ne fonctionnera pas

La carte SD qui sera utilisée devra être formatée en FAT32

 

=== Le buzzer :  ===

Si vous voulez mettre un buzzer, la pin 40 est attribuée à cette fonction par défaut.

 

=== Tableau récapitulatif des branchements  ===
[[File:Tableau-pins.png|800px|tableau des branchements]]
= Le code  =

== Environnement nécessaire ==

Il vous faudra l'environnement Arduino dans sa dernière mouture. Le code à été ecrit sur la V1.6.8

== Librairies externes nécessaires ==

La plupart se trouvent sur le site officiel d'arduino

*'''PID_v1''' par Brett Beauregard  [http://brettbeauregard.com/blog/2011/04/improving-the-beginners-pid-introduction http://brettbeauregard.com/blog/2011/04/improving-the-beginners-pid-introduction]
*'''EEPROMex''' par Thijs Elenbaas
*'''Timer-master''' par Simon Monk  [http://srmonk.blogspot.com/2012/01/arduino-timer-library.html http://srmonk.blogspot.com/2012/01/arduino-timer-library.html]
*'''Adafruit_ADS1015 '''Par la société Adafuit
*'''OneWire '''(contributeurs multiples)  [http://www.arduino.cc/playground/Learning/OneWire http://www.arduino.cc/playground/Learning/OneWire]
*'''dallas-temperature-control '''(contributeurs multiples)

== Code source ==

[https://drive.google.com/file/d/0B07KoZer3VcxY0NsZ01hMEc4aTg/view?usp=sharing Téléchargez le code source sur mon google drive] 

Si toutes les bibliothèques sont correctement installées, vous ne devriez pas rencontrer d'erreurs de compilation.

== Contribuer au code ==

Le code source est très commenté. Mais ce sont des commentaires sortis tout droit de mon esprit malade, donc il est possible que ça ne soit pas clair du premier coup.

Si vous souhaitez discuter d'améliorations, ou avoir plus d'informations sur le fonctionnement du code, vous pouvez toujours passer par le biais du forum.

Si vous avez trouvé moyen de faire des miracles avec quelques optimisations, tenez moi au courant, je mettrai à jour le code source, afin que l'amélioration bénéficie à tous.

 

= Configurer le GraiNMaster =

Si vous être arrivés à flasher le code dans votre Arduino, et que les morceaux de câble sur la table du salon n'ont pas causé votre divorce, vous devriez approcher du but.

Mais il reste une étape importante : la configuration de l'automate.

Car vous devez vous en douter il ne faudra pas les mêmes réglages pour une cafetière électrique, et pour une cuve de brassage de 100L ...

Comme la configuration directe sur automate nécessiterait des complications notoires dans le code, j'ai choisi d'implémenter un système de fichier de configuration depuis la carte SD

C'est un fichier texte, qui doit se nommer ''SETUP.GRM ''et doit se trouver à la racine de votre carte SD.

Bonne nouvelle, vous n'avez pas grand chose à faire pour le créer : si une carte SD est présente dans l'automate, valider les étapes de réglage et le fichier de config va se créer tout seul.

Le plus dur sera de le modifier ensuite pour ajuster le fonctionnement.

Le fichier s'ouvre avec un banal éditeur texte, et se présente sous la forme "''NOMDUPARAMETRE=valeur,"''

par exemple :'' THERMPIN2=1,THERMPIN1=3,OFSETPRBE=138,(etc...)''

Voici un tableau récapitulatif des fonctions :
[[File:Parametres-GRM.png|600px|tableau des paramètres]]
Si quelqu'un est assez doué en programmation Windows, Mac et/ou Linux il peut facilement créer une interface utilisateur pour faciliter la modification des paramètres. 

= Première utilisation =

== Structure du programme : ==

[[File:Logigramme GRM.gif|600px]]

== Dernières vérifications ==

*Vérifiez une dernière fois que toutes les règles de l'électricité sont respectées
*Branchez une lampe à incandescence sur la sortie
*Allumez !
*Si aucun nuage de fumée ne s'est produit, c'est bien ! on va continuer
*Observez l'écran LCD, vous devez voir s'afficher les écrans suivants

[[File:UI-002 (Medium).jpg|400px|UI-002 (Medium).jpg]]

Si une carte SD est reconnue, et qu'elle a bien son fichier de config vous verrez ceci :

[[File:UI-003 (Medium).jpg|400px|UI-003 (Medium).jpg]]

[[File:UI-004 (Medium).jpg|400px|UI-004 (Medium).jpg]]

Si vous voyez 25 paramètres lus ou une valeur différente du maxi, c'est qu'un des paramètres est mal inscrit dans le fichier de config.

Ensuite, le menu du premier réglage s'affichera :

[[File:UI-005 (Medium).jpg|400px|UI-005 (Medium).jpg]]

== Navigation dans les menus ==

[[File:UI-001 (Medium).jpg|400px|UI-001 (Medium).jpg]]

L'afficheur LCD est muni de 6 touches dont voici les fonctions :

*SELECT : permet de valider un champ et de passer au suivant. Dans les pages de réglage, permet de basculer du réglage de la température au réglage du temps
*LEFT : touche "-" Diminue la valeur de temps ou de température. Les températures se règlent par pas de 0.25°C, les temps se règlent en minutes
*RIGHT : touche "+" Augmente la valeur de temps ou de température.
*UP : affiche la page de réglage suivante, ou saute une étape en mode brassage
*DOWN : affiche la page précédente, ou annule l'étape en cours pour revenir à l'étape précédente.
*RESET : comme son nom l'indique, cela va remettre le programme à zéro. Vos réglages ne seront pas perdus car ils sont enregistrés en EEPROM ou sur la carte SD

''Note : le bouton RESET est très mal placé sur le module LCD, il est facile d'appuyer dessus par accident. Heureusement il est assez simple de déporter les boutons utiles ailleurs, ou de supprimer ce bouton mal placé''

'' ''

Fichier:Logigramme GRM.gif

2016-10-26T06:02:37Z

N.master : Fichier chargé via MsUpload

Fichier chargé via MsUpload

Open GraiNMaster/Réalisation

2016-10-10T17:45:37Z

N.master :

= La réalisation =

== Version standard ==
[[File:Branchements-GRainNMaster-std.gif|thumb|right|400px|schéma de principe]]Voici le schéma de principe pour la réalisation : (cliquer pour agrandir)
Le schéma de base des branchements de l'Arduino Mega provient du site [[Www.pighixxx.com|www.pighixxx.com]]

Avant de sortir le fer à souder, gardez ce schéma imprimé en grand, ou à portée de main.

 

=== Préparation de la sonde 1 wire DS18B20 ===

Il va nous falloir une résistance de 4.7Kohm. Sa valeur n'est pas critique, si vous n'avez qu'une 3K ou une 5.1Kohm sous la main, ça marchera quand même.

Soudez la résistance entre les fils + et signal :
[[File:SondeDS18B20.jpg|300px|SondeDS18B20.jpg]][[File:Resist pullup.jpg|402px|Resist pullup.jpg]] 
=== Préparation du SCR (variateur de puissance 10KW) ===
[[File:SCR.jpg|right|300px|SCR.jpg]]
Il va ici falloir sacrifier une rallonge électrique, que nous viendrons relier sur le bornier.

Coupez la rallonge en son centre (quand elle est débranchée...) 

Puis dénudez les 3 fils.

Ensuite, ça parait bête mais on va re-brancher un des fils qu'on a coupé :

Ce fil c'est le fil de terre :prenez le fil de terre côté prise femelle, et rassemblez-le avec un domino sur le fil de terre côté prise mâle.

Si vous avez un châssis métallique, vous pouvez en profiter pour relier votre châssis à la terre.

Ensuite, branchez les fils phase et neutre de la prise mâle sur le côté noté "INPUT", et les fils phase et neutre de la prise femelle sur le côté "OUTPUT"

Ça c'était la partie facile.

 

[[File:Broches scr.png|right|RTENOTITLE]]Maintenant repérez ce connecteur >
C'est celui où se branche le petit afficheur qui a été fourni avec votre SCR.

On va se servir de ses broches pour pouvoir le piloter .

On en utilise que 3 sur 4, attention à bien repérer le sens.

En récupérant le câble fourni, vous n'aurez pas à modifier le SCR.

Branchez les fils repérés DETECT et GATE sur les bonnes broches de l'arduino, et GND sur une des nombreuses pins GND disponibles.

 

=== L'afficheur LCD ===

Là, rien de plus simple, on le branche comme n'importe quel shield. Par contre comme c'est prévu à l'origine pour un UNO beaucoup plus petit que le MEGA, il faut veiller à bien l'aligner sur les bonnes broches.

 [[File:Lcd shield (Medium).jpg|400px|Lcd shield (Medium).jpg]]

=== Le lecteur SD card ===

[[File:Lecteur SD.png|right|250x183px|Lecteur SD.png]]Ici, rien de très compliqué, on câble MOSI du lecteur SD sur MOSI de l'arduino, MISO sur MISO, etc.... 

Les broches MISO MOSI SCK GND et +5V peuvent être récupérées sur le header ISP 6 broches

Attention à bien relier SS (slave select) parfois nommé CS à la masse, sinon ça ne fonctionnera pas

La carte SD qui sera utilisée devra être formatée en FAT32

 

=== Le buzzer :  ===

Si vous voulez mettre un buzzer, la pin 40 est attribuée à cette fonction par défaut.

 

=== Tableau récapitulatif des branchements  ===
[[File:Tableau-pins.png|800px|tableau des branchements]]
= Le code  =

== Environnement nécessaire ==

Il vous faudra l'environnement Arduino dans sa dernière mouture. Le code à été ecrit sur la V1.6.8

== Librairies externes nécessaires ==

La plupart se trouvent sur le site officiel d'arduino

*'''PID_v1''' par Brett Beauregard  [http://brettbeauregard.com/blog/2011/04/improving-the-beginners-pid-introduction http://brettbeauregard.com/blog/2011/04/improving-the-beginners-pid-introduction]
*'''EEPROMex''' par Thijs Elenbaas
*'''Timer-master''' par Simon Monk  [http://srmonk.blogspot.com/2012/01/arduino-timer-library.html http://srmonk.blogspot.com/2012/01/arduino-timer-library.html]
*'''Adafruit_ADS1015 '''Par la société Adafuit
*'''OneWire '''(contributeurs multiples)  [http://www.arduino.cc/playground/Learning/OneWire http://www.arduino.cc/playground/Learning/OneWire]
*'''dallas-temperature-control '''(contributeurs multiples)

== Code source ==

[https://drive.google.com/file/d/0B07KoZer3VcxY0NsZ01hMEc4aTg/view?usp=sharing Téléchargez le code source sur mon google drive] 

Si toutes les bibliothèques sont correctement installées, vous ne devriez pas rencontrer d'erreurs de compilation.

== Contribuer au code ==

Le code source est très commenté. Mais ce sont des commentaires sortis tout droit de mon esprit malade, donc il est possible que ça ne soit pas clair du premier coup.

Si vous souhaitez discuter d'améliorations, ou avoir plus d'informations sur le fonctionnement du code, vous pouvez toujours passer par le biais du forum.

Si vous avez trouvé moyen de faire des miracles avec quelques optimisations, tenez moi au courant, je mettrai à jour le code source, afin que l'amélioration bénéficie à tous.

 

= Configurer le GraiNMaster =

Si vous être arrivés à flasher le code dans votre Arduino, et que les morceaux de câble sur la table du salon n'ont pas causé votre divorce, vous devriez approcher du but.

Mais il reste une étape importante : la configuration de l'automate.

Car vous devez vous en douter il ne faudra pas les mêmes réglages pour une cafetière électrique, et pour une cuve de brassage de 100L ...

Comme la configuration directe sur automate nécessiterait des complications notoires dans le code, j'ai choisi d'implémenter un système de fichier de configuration depuis la carte SD

C'est un fichier texte, qui doit se nommer ''SETUP.GRM ''et doit se trouver à la racine de votre carte SD.

Bonne nouvelle, vous n'avez pas grand chose à faire pour le créer : si une carte SD est présente dans l'automate, valider les étapes de réglage et le fichier de config va se créer tout seul.

Le plus dur sera de le modifier ensuite pour ajuster le fonctionnement.

Le fichier s'ouvre avec un banal éditeur texte, et se présente sous la forme "''NOMDUPARAMETRE=valeur,"''

par exemple :'' THERMPIN2=1,THERMPIN1=3,OFSETPRBE=138,(etc...)''

Voici un tableau récapitulatif des fonctions :
[[File:Parametres-GRM.png|600px|tableau des paramètres]]
Si quelqu'un est assez doué en programmation Windows, Mac et/ou Linux il peut facilement créer une interface utilisateur pour faciliter la modification des paramètres. 

= Première utilisation =

== Dernières vérifications ==

*Vérifiez une dernière fois que toutes les règles de l'électricité sont respectées
*Branchez une lampe à incandescence sur la sortie
*Allumez !
*Si aucun nuage de fumée ne s'est produit, c'est bien ! on va continuer
*Observez l'écran LCD, vous devez voir s'afficher les écrans suivants

[[File:UI-002 (Medium).jpg|400px|UI-002 (Medium).jpg]]

Si une carte SD est reconnue, et qu'elle a bien son fichier de config vous verrez ceci :

[[File:UI-003 (Medium).jpg|400px|UI-003 (Medium).jpg]]

[[File:UI-004 (Medium).jpg|400px|UI-004 (Medium).jpg]]

Si vous voyez 25 paramètres lus ou une valeur différente du maxi, c'est qu'un des paramètres est mal inscrit dans le fichier de config.

Ensuite, le menu du premier réglage s'affichera :

[[File:UI-005 (Medium).jpg|400px|UI-005 (Medium).jpg]]

== Navigation dans les menus : ==

[[File:UI-001 (Medium).jpg|400px|UI-001 (Medium).jpg]]

L'afficheur LCD est muni de 6 touches dont voici les fonctions :

*SELECT : permet de valider un champ et de passer au suivant. Dans les pages de réglage, permet de basculer du réglage de la température au réglage du temps
*LEFT : touche "-" Diminue la valeur de temps ou de température. Les températures se règlent par pas de 0.25°C, les temps se règlent en minutes
*RIGHT : touche "+" Augmente la valeur de temps ou de température.
*UP : affiche la page de réglage suivante, ou saute une étape en mode brassage
*DOWN : affiche la page précédente, ou annule l'étape en cours pour revenir à l'étape précédente.
*RESET : comme son nom l'indique, cela va remettre le programme à zéro. Vos réglages ne seront pas perdus car ils sont enregistrés en EEPROM ou sur la carte SD

''Note : le bouton RESET est très mal placé sur le module LCD, il est facile d'appuyer dessus par accident. Heureusement il est assez simple de déporter les boutons utiles ailleurs, ou de supprimer ce bouton mal placé''

'' ''

Open GraiNMaster

2016-10-09T14:57:06Z

N.master :

l'automate de brassage simple et abordable

== Introduction ==

Salut à tous.

Certains ont suivi le sujet GraiNmaster sur le forum, la fabrication d'un système semi-automatisé de brassage.(voir ici [https://www.brassageamateur.com/forum/ftopic25406.html [1]])

Ce projet étant maintenant suffisamment abouti, j'ai choisi de partager avec vous un guide pour recréer la partie électronique de ce système !

== Qu'est ce que c'est ? ==

[[File:Apercu appareil.JPG|right|400px|aperçu de l'appareil]] Un petit montage électronique, assemblé à partir de modules tout faits, et qui s'occupe des températures et des temps de paliers lors d'un brassage

 

== Que faut-t-il pour pouvoir s'en servir ? ==

 

une cuve munie d'un chauffage électrique. C'est pour ainsi dire la seule contrainte. Après celui qui est capable de piloter le gaz électriquement pourrait sans doute détourner un peu l'appareil pour s'en servir.

 

== Pour quoi faire ? ==

Quand on brasse tout grain, on a pas mal de choses à gérer, et l'une d'elle concerne la température.

Il faut maintenir des paliers, pendant un temps donné, et à une température aussi précise que possible, surtout si on veut espérer brasser plusieurs fois une recette, ou espérer une certaine répétabilité dans le process.

 

== Mais il existe déjà des choses similaires sur le marché ? ==

Oui et non :

Le marché évolue, il évolue vite, et entre le début de mon projet et le moment où vous lisez ces lignes, ça peut avoir changé.

Mais quand j'ai commencé les solutions existantes étaient un peu extrèmes :

 

- Soit le basique type PID chinois STC1000 + une minuterie de cuisine (ça marche, je dis pas le contraire)

- Soit du très compliqué équipé de série avec interface graphique sur écran 32" 6 millions de couleurs, smartphone, PC, wifi, multimédia, peinture métallisée, lecteur MP3 blutooth XD ...

- Soit on est un peu bricoleur et on peut bricoler le STC1000 pour le flasher avec un autre programme. 

Ces solutions ne me plaisaient pas, c'était soit trop cher, soit trop basique.

C'est pourquoi j'ai développé ma solution, avec l'avantage de pouvoir maîtriser et adapter  aussi bien le matériel que le logiciel

 

== Concept et cahier des charges de départ ==

- On évite de réinventer la roue, le matériel c'est du kit, avec vraiment le strict minimum de circuits maison.

- On limite le budget au minimum, on s'accorde plus que le budget d'un PiD, mais nettement moins qu'une solution commerciale sophistiquée

- On s'arrange pour rester assez souple sur les possibilités.

Donc, il fallait partir d'autre chose...

 

== Le projet Open GraiNMaster ==

A la base je comptais produire seulement quelques exemplaires, non pas pour en faire un business, mais plutôt pour ceux qui n'ont pas le temps de réinventer la même chose, ou pas les moyens financiers pour les solutions clef en main.

Et puis le temps a passé, faire des prototypes est couteux en temps et en finances, et je me suis dit que sans le partage des bouts de code, des librairies, et autres exemples sur le net, mon projet n'existerait pas. Et donc redistribuer gratuitement le projet me semble un juste remerciement à la communauté.

 

On va donc dire que c'est une licence Beerware, si vous aimez mon invention, envoyez moi <del>une bière</del> <del>des bières</del> un carton de bière de votre fabrication :D (j'ai rayé les mentions inutiles)

C'est exclusivement pour un usage amateur, pas d'usage commercial, et je veux pas que dans 15 jours des malins commercialisent un automate fabriqué en Chine suivant mes plans.

Et si vous envisagez un usage commercial, ça serait sympa de penser un peu à moi ;).

 

=== Prérequis ===

Avant d'aborder la réalisation, merci de vérifier :

0 - que c'est bien de ça que vous avez besoin, ça peut sembler évident, mais peut être que les solutions basiques vous suffisent, ou peut être que vous recherchez plus complexe sans que le prix ne soit un problème.

1 - que vous êtes dotés de bon sens (on utilise pas du matériel amateur pour faire autre chose que de la bière amateur, c'est pas interdit de s'en servir pour aller plus loin, mais c'est pas fait pour ça donc vous n'irrez pas pleurer si ça ne marche pas. Pas de SAV ni de garanties !)

2 - que vous comprenez au moins les bases de l'électronique (le fil rouge sur le bouton rouge ...XD)

3 - que vous '''MAITRISEZ PARFAITEMENT''' les règles de sécurité électrique et que vous n'allez pas les contourner pour économiser 3 radis. J'inciste '''TRES''' lourdement sur ce point car il en va de votre vie. L'électricité '''TUE''', et mal maîtrisée, elle peut aussi causer d'autre accidents domestiques (incendie par exemple)

4 - que vous savez vous servir d'un ordinateur, d'un tournevis, et d'un fer à souder, et peut être aussi d'un multimètre basique

5 - que vous comprenez le français, car pour l'instant je ne me suis pas donné la peine de traduire quoique ce soit

 

Maintenant que c'est dit, voici donc les éléments clefs qu'il vous faudra pour faire un automate Open GraiNmaster :

 

=== La réalisation ===

Je vais vous parler de 3 options possibles :

 

*La version Eco ''(Je fais de la bière parce que la Kro c'est trop cher :D )''
*La version standard ''(Je fais de la bière parce que c'est ma passion)''
*La version originale ''(Je suis un birjik, et aussi un vrai geek, j'aime mieux faire compliqué)''

 

Toutes les version sont identiques point de vue interface utilisateur. La différence vient plutôt du côté matériel :

 

'''Version Eco :''' compter un budget d'environ 50€ (boitier compris, 35€ sans la boite)

Sonde : DS18B20

Puissance : Relais ou SSR

Pilotage de la chauffe : tout ou rien

 

'''Version standard :''' budget environ 65€ (50€ sans la boite)

Sonde : DS18B20

Puissance : SCR du commerce modifié

Pilotage de la chauffe : proportionnel

 

'''Version originale ''': environ 100€ ?

Sonde : PT100

Puissance : SCR du commerce modifié

Pilotage de la chauffe : proportionnel

 

=== Quelle version choisir ? ===

La version standard est recommandée pour tous.

La version dite éco, a pour seule différence qu'elle se passe d'élément de commande proportionelle, pour privilégier un système tout ou rien parfois plus économique à l'achat, et plus polyvalent.

La seule raison de préférer la version originale, c'est si vous avez déjà un équipement utilisant des sondes PT100 ou PT1000, ou si vous avez un autre circuit de mesure de température capable d'envoyer une information proportionnelle en tension 0-5V.

 

=== Matériel ===

'''Pour toutes les versions :'''

[[File:Arduino mega.jpg|right|400px|RTENOTITLE]]- un arduino Mega 2560 R3. Soutenir les créateurs officiels est toujours sympa, mais si vous êtes fauchés, on peut en trouver à moins de 10€ chez Aliexpress ou ebay.

- un LCD shield: prix environ 2€ chez ces mêmes vendeurs

- Un lecteur de cartes SD (Si on l'enlève, le montage fonctionne quand même très bien, mais pour 3€ ça serait dommage de s'en priver, surtout que dans ce cas, ça oblige à modifier le code "en dur" pour toucher aux paramètres PID)

- une carte SD (une toute petite de récup suffit très très largement) (5€ si on l'a pas)

- Facultatifs d'un point de vue purement fonctionnel, mais indispensables d'un point de vue sécurité : un disjoncteur réarmable (3€ tant qu'on tape pas dans de la haute puissance > 15A) , ou à défaut un fusible bien choisi (0.5€ chez le voleur du coin)

- Un boîtier décent pour isoler toute la partie puissance, on trouve des boîtiers corrects pour tableau électrique à environ 15€

- facultatif : un buzzer, avec son électronique de pilotage si il consomme plus de quelques milliamperes

- Suivant votre usage, une rallonge électrique à sacrifier 5€ (ATTENTION A LA PUISSANCE QUE VOUS TIREZ A LA PRISE : en général un circuit de prise électriques murales est prévu pour 15A, mais c'est parfois moins)

 

'''Pour la version Eco :'''

[[File:Sonde DS18B20.jpg|right|400px|RTENOTITLE]]- Une sonde 1 wire DS18B20 adaptée à votre usage (donc de préférence avec fourreau inox et étanche) 2€

- 2 résistances (1 kopek)

- une alimentation pour votre montage (9V si on se sert du régulateur de l'arduino - 5V si on se branche en direct) 2 à 10€

+ au choix : 

- Un relais 5V assez puissant pour contrôler votre élément de chauffe (ne pas hésiter à fortement sur-dimentionner) en tapant "relay arduino' on trouve pas mal de choses.

Choisir impérativement une version optocouplée. comptez 3-4€ pour un module comprenant deux relais. A réserver aux petites puissances, les relais 5V sont rarement prévus pour les grosses charges.

Pour info, on trouve une plaque signalétique sous les appareils avec indiqué les puissances, à partir de cette info, on peut estimer l'ampérage (l'intensité) nécessaire en Ampères.

En alternatif, P = U x I x Cos(Phi)

Mais ne vous vrillez pas le cerveau, pour un élément de chauffage (en théorie purement résistif), on peut s'autoriser une petite simplification et considérer que :

P = U x I et donc  Intensité = Puissance / tension 

Donc pour un appareil de 2000W et sous 230V, on aura une intensité de 1000/230 = 8.6A

Donc en théorie, un relais 10A suffirait à contrôler cet élément de chauffe. Cependant attention à toujours prendre une bonne marge de sécurité.

Il est prudent de prendre un relais une gamme au dessus du besoin réel.

Exemple j'ai besoin de piloter 10A, je prend un relais 15A

Pour plus d'infos sur intensité, tension, puissance, voir par exemple ici :[http://webetab.ac-bordeaux.fr/Pedagogie/Physique/Physico/Electro/e08puiss.htm  http://webetab.ac-bordeaux.fr/Pedagogie/Physique/Physico/Electro/e08puiss.htm]  

- Solution plus sûre (mais nécessite un peu d'électronique) faire soi même l'optocoupleur, et piloter un relais acheté chez un revendeur sérieux (Farnell, radiospares, TME, mouser...) environ 10€ pour un relais 10A , 2€ pour un optocoupleur. Il faudra peut être prévoir d'alimenter le relais en 12V ce qui ajoute donc une alim dans les frais ...

- solution un peu usine à gaz : commander un petit relais 5V avec l'arduino, et ce relais pilote l'alimentation d'un gros relais ou d'un contacteur. Attention les contacteurs ça fait des gros CLAC! quand ça contacte, et ça peut surprendre. C'est pas économique du tout mais on peut envisager de très grosses puissances

- solution plus coûteuse : un relais "solid state" SSR attention toutefois à pouvoir le piloter en 5V. NE PAS PRENDRE UNE MERDE DE CONTREFACON !! il vaut mieux prendre un SSR 15A de marque shneider electric, Merlin gerin, siemmens qu'un 40A de marque king kong tong qui prendra feu dès qu'on lui tire 5A dessus !

Compter environ 30€ pour du matériel sérieux chez un distributeur sérieux. moins cher c'est forcément suspect. Economiquement cette solution présente finalement peu d'intérêt face à la version standard. Le seul intérêt c'est si vous avez déjà le SSR qui attend sagement sur l'étagère...

 

'''Pour la version Standard'''

 La même chose que précédemment mais à la place du relais il faut un régulateur de puissance 10000W[[File:SCR.jpg|right|400px|RTENOTITLE]]

10 Kw ça parait énorme et surprenant oui, mais les chinois aiment annoncer des gros chiffres, et 40A serait sans doute plus "vrai" que 10 KW...

Je n' ai pas essayé de brancher 10 sèches cheveux sur mon variateur, cependant le modèle que j'ai entre les mains comprend bien un gros triac donné pour 40A maxi, ce qui sous 250V avec une charge purement résistive, à fond la caisse avec le vent dans le dos, donnerait effectivement 10KW

Il est monté sur un bon radiateur, et donc une charge de 2.5KW ne le fait même pas tiédir.

 Ça se trouve sous plein de références différentes, je suppose que ce sont tous des clones, mais il faut que ça soit le modèle avec un petit écran afficheur qui donne la puissance :

Ainsi il sera pratiquement "plug and play" pour notre usage.

Je l'ai eu sous le nom

"10000W Import SCR Super Power Digital Regulator Dimmer Speed Thermostat"  15€

  

'''Pour la version originale'''

le hardware ne sera pas abordé dans le détail car inutilement compliqué, et en plus assez cher.

Il faut la même chose que la version standard sauf qu'on remplace la sonde DS18B20

L'idée, c'est d'avoir une sonde de son choix, puis un circuit qui renvoie la lecture de la température sous forme d'une tension comprise entre 0V et +5V

Et ensuite on vient lire cette valeur pour connaître la température.

Pour plus de précision on utilise un DAC 16 bits, car les DACs intégrés à l'arduino sont assez imprécis.

J'ai utilisé : une sonde PT100

un convertisseur PT100 vers 0-5V

un DAC 16bits ADS1115 type adafruit

des circuits de filtrage, qui sont à adapter suivant le matériel utilisé pour la conversion PT100->0-5V (donc quelques résistances et condensateurs)

=== Sécurité ===

J'ai déjà parlé dans les prérequis et le matériel de la sécurité, mais je ne suis pas dupe, certains fous vont essayer de jouer les apprentis sorciers et faire des choses dangereuses.

Aussi, je me dit que certains rappels des bases ne feront pas de mal :

'''l'électricité tue''', vous le savez certainement, mais elle tue facilement, et profitera d'une milliseconde d'inattention pour vous griller la tronche dans un déluge d’effets pyrotechniques ...

Et même l'électricien avec 30 ans de métier peut se faire piéger.. Sur un montage qu'on met au point, on branche, on débranche, on branche, on débranche, on branche, on débranche, puis d'un coup, on débranche et on branche, et là c'est le drame...

Partez donc du principe, que oui, on veut vous tuer, et vous devez être parano pour survivre. Et un bon parano qui se respecte, se protège avec toutes les armes à sa portée :

*arme n° 1 : le disjoncteur de la maison. Normalement si vous n'êtes pas dans un appartement vétuste des années 30, vous devriez avoir un disjoncteur différentiel. Chatouilleux, c'est mieux pour votre survie. Vous n'en avez pas ? Alors il vaudrait mieux laisser tomber l'idée de faire de l'électricité amateur ...
*arme n°2 : le fil de terre, qui couplé au disjoncteur, vous évitera des problèmes si un câble mal isolé vient toucher la carcasse ou la cuve de votre appareil de brassage.
*arme n°3 : des gants en plastique. Même moi qui bricole beaucoup, et qui « joue » avec l'électricité, j'ai pris l'habitude de mettre des gants au moment du raccordement final au secteur. Car même si il ne m'est jamais arrivé de pépin, oublier de débrancher puis ripper sur une partie non isolée peut arriver
*arme n°4 : le boitier et les composants de sécurité électrique. Il est tentant de laisser un montage « en l'air » juste « pour le temps de tester » mais on connait tous le fameux provisoire devenu définitif... et avec le temps on se méfie moins de ce fil mal isolé qui trainait là, et PAF !
*arme n°5 : Vigilance et bon sens : on ne touche pas à l'électricité quand on est pas en forme. Il faut être concentré. Si vous êtes bourrés, fatigués, énervés, et que le chien vous casse les oreilles, c'est pas le bon moment pour bricoler !

Et je ne le répète jamais assez '''ON NE RADINE PAS SUR LA SÉCURITÉ'''. Si vous avez voulu gratter 30€ sur le SSR, et que votre SSR à 10€ met le feu à votre maison, vous regretterez amèrement cette économie....

== Fonctions du logiciel ==

version actuelle (V1.002):

Première version que je diffuse, elle est pleinement fonctionnelle, je m'en suis servi sur plusieurs brassins, et je n'ai pas noté de plantages ni problèmes étranges.

=== Fonctionnalités actuelles ===

Programmation et gestion de 7 étapes de brassage :

 - Préchauffage (température uniquement)

- Palier 1 (température et durée)

- Palier 2 (température et durée)

- Palier 3 (température et durée)

- Palier 4 (température et durée)

- Mash out/rinçage (température uniquement)

- ébullition (température et durée)

 Les étapes peuvent être sautées, ou annulées après confirmation

Affichage de la température pendant le refroidissement

Enregistrement du log sur carte SD (journal des températures en fonction du temps)

Programmation depuis la carte SD en éditant un fichier de configuration (certains paramètres système ne peuvent être modifié que par ce biais, ou en modifiant le code)

Gestion (sommaire) des erreurs type "pas de carte SD branchée" ou appuis involontaires sur un bouton pendant le brassage

Buzzer qui sonne pour prévenir qu'une étape est atteinte

Possibilité de modifier la température d'un palier "à la volée"

 

=== Ce qui pourrait être amélioré ===

 - Le code utilise beaucoup de variables, et certaines pourraient sans doute être mieux gérées

- Pour le moment ça tourne sur un arduino Mega. Avec de l'optimisation, ou en supprimant les fonction inutilisées de la version originale, on devrait pouvoir tourner sur un arduino UNO

- On peut changer les températures d'un palier à la volée, mais pas le temps du palier en question

- On pourrait envisager des alarmes différentes avec le bipeur ou des témoins lumineux

- les paramètres de réglage du système ne sont accessibles que par carte SD

- un auto-tune du PID ?

- traductions ?

 

=== Ce qui est en cours d'implémentation ===

 

=== Bugs connus ===

- il n'y a pas de fin programmée pour l'enregistrement sur carte SD. Toutes les minutes une info est écrite, et si on retire la carte pile poil quand il faut pas (une chance par minute), il peut se produire une erreur d'écriture sur la carte.

===  Ce qu'il serait techniquement possible de faire ===

(mais ça serait un fork du projet initial)

On pourrait avec le même matériel, et en modifiant le code, faire fonctionner l'Arduino en mode 'esclave' c'est à dire qu'on vire tout le côté programmation et interface utilisateur, et on ne lui laisse que la partie commande, et on ajoute un protocole de communication avec un système maître/esclave.

En gros l'Arduino reçoit en I2C une consigne de type "chauffe 30 min à 80°", et il se débrouille, en retournant la température actuelle quand on lui demande gentiment.

Ça permettrait de chaîner plusieurs Arduino esclaves, pilotés par un système maître aussi puissant et sophistiqué que souhaité.

 

= La réalisation =

== Version standard ==
[[File:Branchements-GRainNMaster-std.gif|thumb|right|400px|schéma de principe]]Voici le schéma de principe pour la réalisation : (cliquer pour agrandir)
Le schéma de base des branchements de l'Arduino Mega provient du site [[Www.pighixxx.com|www.pighixxx.com]]

Avant de sortir le fer à souder, gardez ce schéma imprimé en grand, ou à portée de main.

 

=== Préparation de la sonde 1 wire DS18B20 ===

Il va nous falloir une résistance de 4.7Kohm. Sa valeur n'est pas critique, si vous n'avez qu'une 3K ou une 5.1Kohm sous la main, ça marchera quand même.
Soudez la résistance entre les fils + et signal :[[File:SondeDS18B20.jpg|300px|SondeDS18B20.jpg]][[File:Resist pullup.jpg|402px|Resist pullup.jpg]] 
=== Préparation du SCR (variateur de puissance 10KW) ===
[[File:SCR.jpg|right|300px|SCR.jpg]]
Il va ici falloir sacrifier une rallonge électrique, que nous viendrons relier sur le bornier.

Coupez la rallonge en son centre (quand elle est débranchée...) 

Puis dénudez les 3 fils.

Ensuite, ça parait bête mais on va re-brancher un des fils qu'on a coupé :

Ce fil c'est le fil de terre :prenez le fil de terre côté prise femelle, et rassemblez-le avec un domino sur le fil de terre côté prise mâle.

Si vous avez un châssis métallique, vous pouvez en profiter pour relier votre châssis à la terre.

Ensuite, branchez les fils phase et neutre de la prise mâle sur le côté noté "INPUT", et les fils phase et neutre de la prise femelle sur le côté "OUTPUT"

Ça c'était la partie facile.

 

[[File:Broches scr.png|right|RTENOTITLE]]Maintenant repérez ce connecteur >
C'est celui où se branche le petit afficheur qui a été fourni avec votre SCR.

On va se servir de ses broches pour pouvoir le piloter .

On en utilise que 3 sur 4, attention à bien repérer le sens.

En récupérant le câble fourni, vous n'aurez pas à modifier le SCR.

Branchez les fils repérés DETECT et GATE sur les bonnes broches de l'arduino, et GND sur une des nombreuses pins GND disponibles.

 

=== L'afficheur LCD ===

Là, rien de plus simple, on le branche comme n'importe quel shield. Par contre comme c'est prévu à l'origine pour un UNO beaucoup plus petit que le MEGA, il faut veiller à bien l'aligner sur les bonnes broches.

 [[File:Lcd shield (Medium).jpg|400px|Lcd shield (Medium).jpg]]

=== Le lecteur SD card ===

[[File:Lecteur SD.png|right|250x183px|Lecteur SD.png]]Ici, rien de très compliqué, on câble MOSI du lecteur SD sur MOSI de l'arduino, MISO sur MISO, etc.... 

Les broches MISO MOSI SCK GND et +5V peuvent être récupérées sur le header ISP 6 broches

Attention à bien relier SS (slave select) parfois nommé CS à la masse, sinon ça ne fonctionnera pas

La carte SD qui sera utilisée devra être formatée en FAT32

 

=== Le buzzer :  ===

Si vous voulez mettre un buzzer, la pin 40 est attribuée à cette fonction par défaut.

 

=== Tableau récapitulatif des branchements  ===
[[File:Tableau-pins.png|800px|tableau des branchements]]
= Le code  =

== Environnement nécessaire ==

Il vous faudra l'environnement Arduino dans sa dernière mouture. Le code à été ecrit sur la V1.6.8

== Librairies externes nécessaires ==

La plupart se trouvent sur le site officiel d'arduino

*'''PID_v1''' par Brett Beauregard  [http://brettbeauregard.com/blog/2011/04/improving-the-beginners-pid-introduction http://brettbeauregard.com/blog/2011/04/improving-the-beginners-pid-introduction]
*'''EEPROMex''' par Thijs Elenbaas
*'''Timer-master''' par Simon Monk  [http://srmonk.blogspot.com/2012/01/arduino-timer-library.html http://srmonk.blogspot.com/2012/01/arduino-timer-library.html]
*'''Adafruit_ADS1015 '''Par la société Adafuit
*'''OneWire '''(contributeurs multiples)  [http://www.arduino.cc/playground/Learning/OneWire http://www.arduino.cc/playground/Learning/OneWire]
*'''dallas-temperature-control '''(contributeurs multiples)

== Code source ==

Téléchargez le code source sur mon google drive [https://drive.google.com/file/d/0B07KoZer3VcxY0NsZ01hMEc4aTg/view?usp=sharing https://drive.google.com/file/d/0B07KoZer3VcxY0NsZ01hMEc4aTg/view?usp=sharing]

Si toutes les bibliothèques sont correctement installées, vous ne devriez pas rencontrer d'erreurs de compilation.

== Contribuer au code ==

Le code source est très commenté. Mais ce sont des commentaires sortis tout droit de mon esprit malade, donc il est possible que ça ne soit pas clair du premier coup.

Si vous souhaitez discuter d'améliorations, ou avoir plus d'informations sur le fonctionnement du code, vous pouvez toujours passer par le biais du forum.

Si vous avez trouvé moyen de faire des miracles avec quelques optimisations, tenez moi au courant, je mettrai à jour le code source, afin que l'amélioration bénéficie à tous.

 

= Configurer le GraiNMaster =

Si vous être arrivés à flasher le code dans votre Arduino, et que les morceaux de câble sur la table du salon n'ont pas causé votre divorce, vous devriez approcher du but.

Mais il reste une étape importante : la configuration de l'automate.

Car vous devez vous en douter il ne faudra pas les mêmes réglages pour une cafetière électrique, et pour une cuve de brassage de 100L ...

Comme la configuration directe sur automate nécessiterait des complications notoires dans le code, j'ai choisi d'implémenter un système de fichier de configuration depuis la carte SD

C'est un fichier texte, qui doit se nommer ''SETUP.GRM ''et doit se trouver à la racine de votre carte SD.

Bonne nouvelle, vous n'avez pas grand chose à faire pour le créer : si une carte SD est présente dans l'automate, valider les étapes de réglage et le fichier de config va se créer tout seul.

Le plus dur sera de le modifier ensuite pour ajuster le fonctionnement.

Le fichier s'ouvre avec un banal éditeur texte, et se présente sous la forme "''NOMDUPARAMETRE=valeur,"''

par exemple :'' THERMPIN2=1,THERMPIN1=3,OFSETPRBE=138,(etc...)''

Voici un tableau récapitulatif des fonctions :
[[File:Parametres-GRM.png|600px|tableau des paramètres]]
Si quelqu'un est assez doué en programmation Windows, Mac et/ou Linux il peut facilement créer une interface utilisateur pour faciliter la modification des paramètres. 

= Première utilisation =

== Dernières vérifications ==

*Vérifiez une dernière fois que toutes les règles de l'électricité sont respectées
*Branchez une lampe à incandescence sur la sortie
*Allumez !
*Si aucun nuage de fumée ne s'est produit, c'est bien ! on va continuer
*Observez l'écran LCD, vous devez voir s'afficher les écrans suivants

[[File:UI-002 (Medium).jpg|400px|UI-002 (Medium).jpg]]

Si une carte SD est reconnue, et qu'elle a bien son fichier de config vous verrez ceci :

[[File:UI-003 (Medium).jpg|400px|UI-003 (Medium).jpg]]

[[File:UI-004 (Medium).jpg|400px|UI-004 (Medium).jpg]]

Si vous voyez 25 paramètres lus ou une valeur différente du maxi, c'est qu'un des paramètres est mal inscrit dans le fichier de config.

Ensuite, le menu du premier réglage s'affichera :

[[File:UI-005 (Medium).jpg|400px|UI-005 (Medium).jpg]]

== Navigation dans les menus : ==

[[File:UI-001 (Medium).jpg|400px|UI-001 (Medium).jpg]]

Open GraiNMaster

2016-10-09T14:48:47Z

N.master :

l'automate de brassage simple et abordable

== Introduction ==

Salut à tous.

Certains ont suivi le sujet GraiNmaster sur le forum, la fabrication d'un système semi-automatisé de brassage.(voir ici [https://www.brassageamateur.com/forum/ftopic25406.html [1]])

Ce projet étant maintenant suffisamment abouti, j'ai choisi de partager avec vous un guide pour recréer la partie électronique de ce système !

== Qu'est ce que c'est ? ==

[[File:Apercu appareil.JPG|right|400px|aperçu de l'appareil]] Un petit montage électronique, assemblé à partir de modules tout faits, et qui s'occupe des températures et des temps de paliers lors d'un brassage

 

== Que faut-t-il pour pouvoir s'en servir ? ==

 

une cuve munie d'un chauffage électrique. C'est pour ainsi dire la seule contrainte. Après celui qui est capable de piloter le gaz électriquement pourrait sans doute détourner un peu l'appareil pour s'en servir.

 

== Pour quoi faire ? ==

Quand on brasse tout grain, on a pas mal de choses à gérer, et l'une d'elle concerne la température.

Il faut maintenir des paliers, pendant un temps donné, et à une température aussi précise que possible, surtout si on veut espérer brasser plusieurs fois une recette, ou espérer une certaine répétabilité dans le process.

 

== Mais il existe déjà des choses similaires sur le marché ? ==

Oui et non :

Le marché évolue, il évolue vite, et entre le début de mon projet et le moment où vous lisez ces lignes, ça peut avoir changé.

Mais quand j'ai commencé les solutions existantes étaient un peu extrèmes :

 

- Soit le basique type PID chinois STC1000 + une minuterie de cuisine (ça marche, je dis pas le contraire)

- Soit du très compliqué équipé de série avec interface graphique sur écran 32" 6 millions de couleurs, smartphone, PC, wifi, multimédia, peinture métallisée, lecteur MP3 blutooth XD ...

- Soit on est un peu bricoleur et on peut bricoler le STC1000 pour le flasher avec un autre programme. 

Ces solutions ne me plaisaient pas, c'était soit trop cher, soit trop basique.

C'est pourquoi j'ai développé ma solution, avec l'avantage de pouvoir maîtriser et adapter  aussi bien le matériel que le logiciel

 

== Concept et cahier des charges de départ ==

- On évite de réinventer la roue, le matériel c'est du kit, avec vraiment le strict minimum de circuits maison.

- On limite le budget au minimum, on s'accorde plus que le budget d'un PiD, mais nettement moins qu'une solution commerciale sophistiquée

- On s'arrange pour rester assez souple sur les possibilités.

Donc, il fallait partir d'autre chose...

 

== Le projet Open GraiNMaster ==

A la base je comptais produire seulement quelques exemplaires, non pas pour en faire un business, mais plutôt pour ceux qui n'ont pas le temps de réinventer la même chose, ou pas les moyens financiers pour les solutions clef en main.

Et puis le temps a passé, faire des prototypes est couteux en temps et en finances, et je me suis dit que sans le partage des bouts de code, des librairies, et autres exemples sur le net, mon projet n'existerait pas. Et donc redistribuer gratuitement le projet me semble un juste remerciement à la communauté.

 

On va donc dire que c'est une licence Beerware, si vous aimez mon invention, envoyez moi <del>une bière</del> <del>des bières</del> un carton de bière de votre fabrication :D (j'ai rayé les mentions inutiles)

C'est exclusivement pour un usage amateur, pas d'usage commercial, et je veux pas que dans 15 jours des malins commercialisent un automate fabriqué en Chine suivant mes plans.

Et si vous envisagez un usage commercial, ça serait sympa de penser un peu à moi ;).

 

=== Prérequis ===

Avant d'aborder la réalisation, merci de vérifier :

0 - que c'est bien de ça que vous avez besoin, ça peut sembler évident, mais peut être que les solutions basiques vous suffisent, ou peut être que vous recherchez plus complexe sans que le prix ne soit un problème.

1 - que vous êtes dotés de bon sens (on utilise pas du matériel amateur pour faire autre chose que de la bière amateur, c'est pas interdit de s'en servir pour aller plus loin, mais c'est pas fait pour ça donc vous n'irrez pas pleurer si ça ne marche pas. Pas de SAV ni de garanties !)

2 - que vous comprenez au moins les bases de l'électronique (le fil rouge sur le bouton rouge ...XD)

3 - que vous '''MAITRISEZ PARFAITEMENT''' les règles de sécurité électrique et que vous n'allez pas les contourner pour économiser 3 radis. J'inciste '''TRES''' lourdement sur ce point car il en va de votre vie. L'électricité '''TUE''', et mal maîtrisée, elle peut aussi causer d'autre accidents domestiques (incendie par exemple)

4 - que vous savez vous servir d'un ordinateur, d'un tournevis, et d'un fer à souder, et peut être aussi d'un multimètre basique

5 - que vous comprenez le français, car pour l'instant je ne me suis pas donné la peine de traduire quoique ce soit

 

Maintenant que c'est dit, voici donc les éléments clefs qu'il vous faudra pour faire un automate Open GraiNmaster :

 

=== La réalisation ===

Je vais vous parler de 3 options possibles :

 

*La version Eco ''(Je fais de la bière parce que la Kro c'est trop cher :D )''
*La version standard ''(Je fais de la bière parce que c'est ma passion)''
*La version originale ''(Je suis un birjik, et aussi un vrai geek, j'aime mieux faire compliqué)''

 

Toutes les version sont identiques point de vue interface utilisateur. La différence vient plutôt du côté matériel :

 

'''Version Eco :''' compter un budget d'environ 50€ (boitier compris, 35€ sans la boite)

Sonde : DS18B20

Puissance : Relais ou SSR

Pilotage de la chauffe : tout ou rien

 

'''Version standard :''' budget environ 65€ (50€ sans la boite)

Sonde : DS18B20

Puissance : SCR du commerce modifié

Pilotage de la chauffe : proportionnel

 

'''Version originale ''': environ 100€ ?

Sonde : PT100

Puissance : SCR du commerce modifié

Pilotage de la chauffe : proportionnel

 

=== Quelle version choisir ? ===

La version standard est recommandée pour tous.

La version dite éco, a pour seule différence qu'elle se passe d'élément de commande proportionelle, pour privilégier un système tout ou rien parfois plus économique à l'achat, et plus polyvalent.

La seule raison de préférer la version originale, c'est si vous avez déjà un équipement utilisant des sondes PT100 ou PT1000, ou si vous avez un autre circuit de mesure de température capable d'envoyer une information proportionnelle en tension 0-5V.

 

=== Matériel ===

'''Pour toutes les versions :'''

[[File:Arduino mega.jpg|right|400px|RTENOTITLE]]- un arduino Mega 2560 R3. Soutenir les créateurs officiels est toujours sympa, mais si vous êtes fauchés, on peut en trouver à moins de 10€ chez Aliexpress ou ebay.

- un LCD shield: prix environ 2€ chez ces mêmes vendeurs

- Un lecteur de cartes SD (Si on l'enlève, le montage fonctionne quand même très bien, mais pour 3€ ça serait dommage de s'en priver, surtout que dans ce cas, ça oblige à modifier le code "en dur" pour toucher aux paramètres PID)

- une carte SD (une toute petite de récup suffit très très largement) (5€ si on l'a pas)

- Facultatifs d'un point de vue purement fonctionnel, mais indispensables d'un point de vue sécurité : un disjoncteur réarmable (3€ tant qu'on tape pas dans de la haute puissance > 15A) , ou à défaut un fusible bien choisi (0.5€ chez le voleur du coin)

- Un boîtier décent pour isoler toute la partie puissance, on trouve des boîtiers corrects pour tableau électrique à environ 15€

- facultatif : un buzzer, avec son électronique de pilotage si il consomme plus de quelques milliamperes

- Suivant votre usage, une rallonge électrique à sacrifier 5€ (ATTENTION A LA PUISSANCE QUE VOUS TIREZ A LA PRISE : en général un circuit de prise électriques murales est prévu pour 15A, mais c'est parfois moins)

 

'''Pour la version Eco :'''

[[File:Sonde DS18B20.jpg|right|400px|RTENOTITLE]]- Une sonde 1 wire DS18B20 adaptée à votre usage (donc de préférence avec fourreau inox et étanche) 2€

- 2 résistances (1 kopek)

- une alimentation pour votre montage (9V si on se sert du régulateur de l'arduino - 5V si on se branche en direct) 2 à 10€

+ au choix : 

- Un relais 5V assez puissant pour contrôler votre élément de chauffe (ne pas hésiter à fortement sur-dimentionner) en tapant "relay arduino' on trouve pas mal de choses.

Choisir impérativement une version optocouplée. comptez 3-4€ pour un module comprenant deux relais. A réserver aux petites puissances, les relais 5V sont rarement prévus pour les grosses charges.
<div style="background:#eee; border:1px solid #ccc; padding:5px 10px">pour info, on trouve une plaque signalétique sous les appareils avec indiqué les puissances, à partir de cette info, on peut estimer l'ampérage (l'intensité) nécessaire en Ampères</div><div style="background:#eee; border:1px solid #ccc; padding:5px 10px">En alternatif, P = U x I x Cos(Phi)</div><div style="background:#eee; border:1px solid #ccc; padding:5px 10px">Mais ne vous vrillez pas le cerveau, pour un élément de chauffage (en théorie purement résistif), on peut s'autoriser une petite simplification et considérer que :</div><div style="background:#eee; border:1px solid #ccc; padding:5px 10px">P = U x I et donc  Intensité = Puissance / tension </div><div style="background:#eee; border:1px solid #ccc; padding:5px 10px">Donc pour un appareil de 2000W et sous 230V, on aura une intensité de 1000/230 = 8.6A</div><div style="background:#eee; border:1px solid #ccc; padding:5px 10px">Donc en théorie, un relais 10A suffirait à contrôler cet élément de chauffe. Cependant attention à toujours prendre une bonne marge de sécurité</div><div style="background:#eee; border:1px solid #ccc; padding:5px 10px">Il est prudent de prendre un relais une gamme au dessus du besoin réel. Exemple j'ai besoin de piloter 10A, je prend un relais 15A</div><div style="background:#eee; border:1px solid #ccc; padding:5px 10px">pour plus d'infos sur intensité, tension, puissance, voir par exemple ici :[http://webetab.ac-bordeaux.fr/Pedagogie/Physique/Physico/Electro/e08puiss.htm  http://webetab.ac-bordeaux.fr/Pedagogie/Physique/Physico/Electro/e08puiss.htm]</div>
 

- Solution plus sûre (mais nécessite un peu d'électronique) faire soi même l'optocoupleur, et piloter un relais acheté chez un revendeur sérieux (Farnell, radiospares, TME, mouser ...) environ 10€ pour un relais 10A , 2€ pour un optocoupleur. Il faudra peut être prévoir d'alimenter le relais en 12V ce qui ajoute donc une alim dans les frais ...

- solution un peu usine à gaz : commander un petit relais 5V avec l'arduino, et ce relais pilote l'alimentation d'un gros relais ou d'un contacteur. Attention les contacteurs ça fait des gros CLAC! quand ça contacte, et ça peut surprendre. C'est pas économique du tout mais on peut envisager de très grosses puissances

- solution plus coûteuse : un relais "solid state" SSR attention toutefois à pouvoir le piloter en 5V. NE PAS PRENDRE UNE MERDE DE CONTREFACON !! il vaut mieux prendre un SSR 15A de marque shneider electric, Merlin gerin, siemmens qu'un 40A de marque king kong tong qui prendra feu dès qu'on lui tire 5A dessus !

Compter environ 30€ pour du matériel sérieux chez un distributeur sérieux. moins cher c'est forcément suspect. Economiquement cette solution présente finalement peu d'intérêt face à la version standard. Le seul intérêt c'est si vous avez déjà le SSR qui attend sagement sur l'étagère...

 

'''Pour la version Standard'''

 La même chose que précédemment mais à la place du relais il faut un régulateur de puissance 10000W[[File:SCR.jpg|right|400px|RTENOTITLE]]

10 Kw ça parait énorme et surprenant oui, mais les chinois aiment annoncer des gros chiffres, et 40A serait sans doute plus "vrai" que 10 KW...

Je n' ai pas essayé de brancher 10 sèches cheveux sur mon variateur, cependant le modèle que j'ai entre les mains comprend bien un gros triac donné pour 40A maxi, ce qui sous 250V avec une charge purement résistive, à fond la caisse avec le vent dans le dos, donnerait effectivement 10KW

Il est monté sur un bon radiateur, et donc une charge de 2.5KW ne le fait même pas tiédir.

 Ça se trouve sous plein de références différentes, je suppose que ce sont tous des clones, mais il faut que ça soit le modèle avec un petit écran afficheur qui donne la puissance :

Ainsi il sera pratiquement "plug and play" pour notre usage.

Je l'ai eu sous le nom

"10000W Import SCR Super Power Digital Regulator Dimmer Speed Thermostat"  15€

  

'''Pour la version originale'''

le hardware ne sera pas abordé dans le détail car inutilement compliqué, et en plus assez cher.

Il faut la même chose que la version standard sauf qu'on remplace la sonde DS18B20

L'idée, c'est d'avoir une sonde de son choix, puis un circuit qui renvoie la lecture de la température sous forme d'une tension comprise entre 0V et +5V

Et ensuite on vient lire cette valeur pour connaître la température.

Pour plus de précision on utilise un DAC 16 bits, car les DACs intégrés à l'arduino sont assez imprécis.

J'ai utilisé : une sonde PT100

un convertisseur PT100 vers 0-5V

un DAC 16bits ADS1115 type adafruit

des circuits de filtrage, qui sont à adapter suivant le matériel utilisé pour la conversion PT100->0-5V (donc quelques résistances et condensateurs)

=== Sécurité ===

J'ai déjà parlé dans les prérequis et le matériel de la sécurité, mais je ne suis pas dupe, certains fous vont essayer de jouer les apprentis sorciers et faire des choses dangereuses.

Aussi, je me dit que certains rappels des bases ne feront pas de mal :

'''l'électricité tue''', vous le savez certainement, mais elle tue facilement, et profitera d'une milliseconde d'inattention pour vous griller la tronche dans un déluge d’effets pyrotechniques ...

Et même l'électricien avec 30 ans de métier peut se faire piéger.. Sur un montage qu'on met au point, on branche, on débranche, on branche, on débranche, on branche, on débranche, puis d'un coup, on débranche et on branche, et là c'est le drame...

Partez donc du principe, que oui, on veut vous tuer, et vous devez être parano pour survivre. Et un bon parano qui se respecte, se protège avec toutes les armes à sa portée :

*arme n° 1 : le disjoncteur de la maison. Normalement si vous n'êtes pas dans un appartement vétuste des années 30, vous devriez avoir un disjoncteur différentiel. Chatouilleux, c'est mieux pour votre survie. Vous n'en avez pas ? Alors il vaudrait mieux laisser tomber l'idée de faire de l'électricité amateur ...
*arme n°2 : le fil de terre, qui couplé au disjoncteur, vous évitera des problèmes si un câble mal isolé vient toucher la carcasse ou la cuve de votre appareil de brassage.
*arme n°3 : des gants en plastique. Même moi qui bricole beaucoup, et qui « joue » avec l'électricité, j'ai pris l'habitude de mettre des gants au moment du raccordement final au secteur. Car même si il ne m'est jamais arrivé de pépin, oublier de débrancher puis ripper sur une partie non isolée peut arriver
*arme n°4 : le boitier et les composants de sécurité électrique. Il est tentant de laisser un montage « en l'air » juste « pour le temps de tester » mais on connait tous le fameux provisoire devenu définitif... et avec le temps on se méfie moins de ce fil mal isolé qui trainait là, et PAF !
*arme n°5 : Vigilance et bon sens : on ne touche pas à l'électricité quand on est pas en forme. Il faut être concentré. Si vous êtes bourrés, fatigués, énervés, et que le chien vous casse les oreilles, c'est pas le bon moment pour bricoler !

Et je ne le répète jamais assez '''ON NE RADINE PAS SUR LA SÉCURITÉ'''. Si vous avez voulu gratter 30€ sur le SSR, et que votre SSR à 10€ met le feu à votre maison, vous regretterez amèrement cette économie....

== Fonctions du logiciel ==

version actuelle (V1.002):

Première version que je diffuse, elle est pleinement fonctionnelle, je m'en suis servi sur plusieurs brassins, et je n'ai pas noté de plantages ni problèmes étranges.

=== Fonctionnalités actuelles ===

Programmation et gestion de 7 étapes de brassage :

 - Préchauffage (température uniquement)

- Palier 1 (température et durée)

- Palier 2 (température et durée)

- Palier 3 (température et durée)

- Palier 4 (température et durée)

- Mash out/rinçage (température uniquement)

- ébullition (température et durée)

 Les étapes peuvent être sautées, ou annulées après confirmation

Affichage de la température pendant le refroidissement

Enregistrement du log sur carte SD (journal des températures en fonction du temps)

Programmation depuis la carte SD en éditant un fichier de configuration (certains paramètres système ne peuvent être modifié que par ce biais, ou en modifiant le code)

Gestion (sommaire) des erreurs type "pas de carte SD branchée" ou appuis involontaires sur un bouton pendant le brassage

Buzzer qui sonne pour prévenir qu'une étape est atteinte

Possibilité de modifier la température d'un palier "à la volée"

 

=== Ce qui pourrait être amélioré ===

 - Le code utilise beaucoup de variables, et certaines pourraient sans doute être mieux gérées

- Pour le moment ça tourne sur un arduino Mega. Avec de l'optimisation, ou en supprimant les fonction inutilisées de la version originale, on devrait pouvoir tourner sur un arduino UNO

- On peut changer les températures d'un palier à la volée, mais pas le temps du palier en question

- On pourrait envisager des alarmes différentes avec le bipeur ou des témoins lumineux

- les paramètres de réglage du système ne sont accessibles que par carte SD

- un auto-tune du PID ?

- traductions ?

 

=== Ce qui est en cours d'implémentation ===

 

=== Bugs connus ===

- il n'y a pas de fin programmée pour l'enregistrement sur carte SD. Toutes les minutes une info est écrite, et si on retire la carte pile poil quand il faut pas (une chance par minute), il peut se produire une erreur d'écriture sur la carte.

===  Ce qu'il serait techniquement possible de faire ===

(mais ça serait un fork du projet initial)

On pourrait avec le même matériel, et en modifiant le code, faire fonctionner l'Arduino en mode 'esclave' c'est à dire qu'on vire tout le côté programmation et interface utilisateur, et on ne lui laisse que la partie commande, et on ajoute un protocole de communication avec un système maître/esclave.

En gros l'Arduino reçoit en I2C une consigne de type "chauffe 30 min à 80°", et il se débrouille, en retournant la température actuelle quand on lui demande gentiment.

Ça permettrait de chaîner plusieurs Arduino esclaves, pilotés par un système maître aussi puissant et sophistiqué que souhaité.

 

= La réalisation =

== Version standard ==
[[File:Branchements-GRainNMaster-std.gif|thumb|right|400px|schéma de principe]]Voici le schéma de principe pour la réalisation : (cliquer pour agrandir)
Le schéma de base des branchements de l'Arduino Mega provient du site [[Www.pighixxx.com|www.pighixxx.com]]

Avant de sortir le fer à souder, gardez ce schéma imprimé en grand, ou à portée de main.

 

=== Préparation de la sonde 1 wire DS18B20 ===

Il va nous falloir une résistance de 4.7Kohm. Sa valeur n'est pas critique, si vous n'avez qu'une 3K ou une 5.1Kohm sous la main, ça marchera quand même.
Soudez la résistance entre les fils + et signal :[[File:SondeDS18B20.jpg|300px|SondeDS18B20.jpg]][[File:Resist pullup.jpg|402px|Resist pullup.jpg]] 
=== Préparation du SCR (variateur de puissance 10KW) ===
[[File:SCR.jpg|right|300px|SCR.jpg]]
Il va ici falloir sacrifier une rallonge électrique, que nous viendrons relier sur le bornier.

Coupez la rallonge en son centre (quand elle est débranchée...) 

Puis dénudez les 3 fils.

Ensuite, ça parait bête mais on va re-brancher un des fils qu'on a coupé :

Ce fil c'est le fil de terre :prenez le fil de terre côté prise femelle, et rassemblez-le avec un domino sur le fil de terre côté prise mâle.

Si vous avez un châssis métallique, vous pouvez en profiter pour relier votre châssis à la terre.

Ensuite, branchez les fils phase et neutre de la prise mâle sur le côté noté "INPUT", et les fils phase et neutre de la prise femelle sur le côté "OUTPUT"

Ça c'était la partie facile.

 

[[File:Broches scr.png|right|RTENOTITLE]]Maintenant repérez ce connecteur >
C'est celui où se branche le petit afficheur qui a été fourni avec votre SCR.

On va se servir de ses broches pour pouvoir le piloter .

On en utilise que 3 sur 4, attention à bien repérer le sens.

En récupérant le câble fourni, vous n'aurez pas à modifier le SCR.

Branchez les fils repérés DETECT et GATE sur les bonnes broches de l'arduino, et GND sur une des nombreuses pins GND disponibles.

 

=== L'afficheur LCD ===

Là, rien de plus simple, on le branche comme n'importe quel shield. Par contre comme c'est prévu à l'origine pour un UNO beaucoup plus petit que le MEGA, il faut veiller à bien l'aligner sur les bonnes broches.

 [[File:Lcd shield (Medium).jpg|400px]]

=== Le lecteur SD card ===

[[File:Lecteur SD.png|right|250x183px|Lecteur SD.png]]Ici, rien de très compliqué, on câble MOSI du lecteur SD sur MOSI de l'arduino, MISO sur MISO, etc.... 

Les broches MISO MOSI SCK GND et +5V peuvent être récupérées sur le header ISP 6 broches

Attention à bien relier SS (slave select) parfois nommé CS à la masse, sinon ça ne fonctionnera pas

La carte SD qui sera utilisée devra être formatée en FAT32

 

=== Le buzzer :  ===

Si vous voulez mettre un buzzer, la pin 40 est attribuée à cette fonction par défaut.

 

=== Tableau récapitulatif des branchements  ===
[[File:Tableau-pins.png|800px|tableau des branchements]]
= Le code  =

== Environnement nécessaire ==

Il vous faudra l'environnement Arduino dans sa dernière mouture. Le code à été ecrit sur la V1.6.8

== Librairies externes nécessaires ==

La plupart se trouvent sur le site officiel d'arduino

*'''PID_v1''' par Brett Beauregard  [http://brettbeauregard.com/blog/2011/04/improving-the-beginners-pid-introduction http://brettbeauregard.com/blog/2011/04/improving-the-beginners-pid-introduction]
*'''EEPROMex''' par Thijs Elenbaas
*'''Timer-master''' par Simon Monk  [http://srmonk.blogspot.com/2012/01/arduino-timer-library.html http://srmonk.blogspot.com/2012/01/arduino-timer-library.html]
*'''Adafruit_ADS1015 '''Par la société Adafuit
*'''OneWire '''(contributeurs multiples)  [http://www.arduino.cc/playground/Learning/OneWire http://www.arduino.cc/playground/Learning/OneWire]
*'''dallas-temperature-control '''(contributeurs multiples)

== Code source ==

Téléchargez le code source sur mon google drive [https://drive.google.com/file/d/0B07KoZer3VcxY0NsZ01hMEc4aTg/view?usp=sharing https://drive.google.com/file/d/0B07KoZer3VcxY0NsZ01hMEc4aTg/view?usp=sharing]

Si toutes les bibliothèques sont correctement installées, vous ne devriez pas rencontrer d'erreurs de compilation.

== Contribuer au code ==

Le code source est très commenté. Mais ce sont des commentaires sortis tout droit de mon esprit malade, donc il est possible que ça ne soit pas clair du premier coup.

Si vous souhaitez discuter d'améliorations, ou avoir plus d'informations sur le fonctionnement du code, vous pouvez toujours passer par le biais du forum.

Si vous avez trouvé moyen de faire des miracles avec quelques optimisations, tenez moi au courant, je mettrai à jour le code source, afin que l'amélioration bénéficie à tous.

 

= Configurer le GraiNMaster =

Si vous être arrivés à flasher le code dans votre Arduino, et que les morceaux de câble sur la table du salon n'ont pas causé votre divorce, vous devriez approcher du but.

Mais il reste une étape importante : la configuration de l'automate.

Car vous devez vous en douter il ne faudra pas les mêmes réglages pour une cafetière électrique, et pour une cuve de brassage de 100L ...

Comme la configuration directe sur automate nécessiterait des complications notoires dans le code, j'ai choisi d'implémenter un système de fichier de configuration depuis la carte SD

C'est un fichier texte, qui doit se nommer ''SETUP.GRM ''et doit se trouver à la racine de votre carte SD.

Bonne nouvelle, vous n'avez pas grand chose à faire pour le créer : si une carte SD est présente dans l'automate, valider les étapes de réglage et le fichier de config va se créer tout seul.

Le plus dur sera de le modifier ensuite pour ajuster le fonctionnement.

Le fichier s'ouvre avec un banal éditeur texte, et se présente sous la forme "''NOMDUPARAMETRE=valeur,"''

par exemple :'' THERMPIN2=1,THERMPIN1=3,OFSETPRBE=138,(etc...)''

Voici un tableau récapitulatif des fonctions :
[[File:Parametres-GRM.png|600px|tableau des paramètres]]
Si quelqu'un est assez doué en programmation Windows, Mac et/ou Linux il peut facilement créer une interface utilisateur pour faciliter la modification des paramètres. 

= Première utilisation =

== Dernières vérifications ==

*Vérifiez une dernière fois que toutes les règles de l'électricité sont respectées
*Branchez une lampe à incandescence sur la sortie
*Allumez !
*Si aucun nuage de fumée ne s'est produit, c'est bien ! on va continuer
*Observez l'écran LCD, vous devez voir s'afficher les écrans suivants

[[File:UI-002 (Medium).jpg|400px]]

Si une carte SD est reconnue, et qu'elle a bien son fichier de config vous verrez ceci :

[[File:UI-003 (Medium).jpg|400px]]

[[File:UI-004 (Medium).jpg|400px]]

Si vous voyez 25 paramètres lus ou une valeur différente du maxi, c'est qu'un des paramètres est mal inscrit dans le fichier de config.

Ensuite, le menu du premier réglage s'affichera :

[[File:UI-005 (Medium).jpg|400px]]

== Navigation dans les menus : ==

[[File:UI-001 (Medium).jpg|400px]]

Fichier:UI-005 (Medium).jpg

2016-10-09T14:40:11Z

N.master : Fichier chargé via MsUpload

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Fichier:UI-004 (Medium).jpg

2016-10-09T14:40:09Z

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Fichier:UI-003 (Medium).jpg

2016-10-09T14:40:06Z

N.master : Fichier chargé via MsUpload

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Fichier:UI-002 (Medium).jpg

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N.master : Fichier chargé via MsUpload

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Fichier:UI-001 (Medium).jpg

2016-10-09T14:40:00Z

N.master : Fichier chargé via MsUpload

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Fichier:Lcd shield (Medium).jpg

2016-10-09T14:39:47Z

N.master : Fichier chargé via MsUpload

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Open GraiNMaster

2016-10-09T10:35:37Z

N.master :

l'automate de brassage simple et abordable

== Introduction ==

Salut à tous.

Certains ont suivi le sujet GraiNmaster sur le forum, la fabrication d'un système semi-automatisé de brassage.(voir ici [https://www.brassageamateur.com/forum/ftopic25406.html [1]])

Ce projet étant maintenant suffisamment abouti, j'ai choisi de partager avec vous un guide pour recréer la partie électronique de ce système !

== Qu'est ce que c'est ? ==

[[File:Apercu appareil.JPG|right|400px|aperçu de l'appareil]] Un petit montage électronique, assemblé à partir de modules tout faits, et qui s'occupe des températures et des temps de paliers lors d'un brassage

 

== Que faut-t-il pour pouvoir s'en servir ? ==

 

une cuve munie d'un chauffage électrique. C'est pour ainsi dire la seule contrainte. Après celui qui est capable de piloter le gaz électriquement pourrait sans doute détourner un peu l'appareil pour s'en servir.

 

== Pour quoi faire ? ==

Quand on brasse tout grain, on a pas mal de choses à gérer, et l'une d'elle concerne la température.

Il faut maintenir des paliers, pendant un temps donné, et à une température aussi précise que possible, surtout si on veut espérer brasser plusieurs fois une recette, ou espérer une certaine répétabilité dans le process.

 

== Mais il existe déjà des choses similaires sur le marché ? ==

Oui et non :

Le marché évolue, il évolue vite, et entre le début de mon projet et le moment où vous lisez ces lignes, ça peut avoir changé.

Mais quand j'ai commencé les solutions existantes étaient un peu extrèmes :

 

- Soit le basique type PID chinois STC1000 + une minuterie de cuisine (ça marche, je dis pas le contraire)

- Soit du très compliqué équipé de série avec interface graphique sur écran 32" 6 millions de couleurs, smartphone, PC, wifi, multimédia, peinture métallisée, lecteur MP3 blutooth XD ...

- Soit on est un peu bricoleur et on peut bricoler le STC1000 pour le flasher avec un autre programme. 

Ces solutions ne me plaisaient pas, c'était soit trop cher, soit trop basique.

C'est pourquoi j'ai développé ma solution, avec l'avantage de pouvoir maîtriser et adapter  aussi bien le matériel que le logiciel

 

== Concept et cahier des charges de départ ==

- On évite de réinventer la roue, le matériel c'est du kit, avec vraiment le strict minimum de circuits maison.

- On limite le budget au minimum, on s'accorde plus que le budget d'un PiD, mais nettement moins qu'une solution commerciale sophistiquée

- On s'arrange pour rester assez souple sur les possibilités.

Donc, il fallait partir d'autre chose...

 

== Le projet Open GraiNMaster ==

A la base je comptais produire seulement quelques exemplaires, non pas pour en faire un business, mais plutôt pour ceux qui n'ont pas le temps de réinventer la même chose, ou pas les moyens financiers pour les solutions clef en main.

Et puis le temps a passé, faire des prototypes est couteux en temps et en finances, et je me suis dit que sans le partage des bouts de code, des librairies, et autres exemples sur le net, mon projet n'existerait pas. Et donc redistribuer gratuitement le projet me semble un juste remerciement à la communauté.

 

On va donc dire que c'est une licence Beerware, si vous aimez mon invention, envoyez moi <del>une bière</del> <del>des bières</del> un carton de bière de votre fabrication :D (j'ai rayé les mentions inutiles)

C'est exclusivement pour un usage amateur, pas d'usage commercial, et je veux pas que dans 15 jours des malins commercialisent un automate fabriqué en Chine suivant mes plans.

Et si vous envisagez un usage commercial, ça serait sympa de penser un peu à moi ;).

 

=== Prérequis ===

Avant d'aborder la réalisation, merci de vérifier :

0 - que c'est bien de ça que vous avez besoin, ça peut sembler évident, mais peut être que les solutions basiques vous suffisent, ou peut être que vous recherchez plus complexe sans que le prix ne soit un problème.

1 - que vous êtes dotés de bon sens (on utilise pas du matériel amateur pour faire autre chose que de la bière amateur, c'est pas interdit de s'en servir pour aller plus loin, mais c'est pas fait pour ça donc vous n'irrez pas pleurer si ça ne marche pas. Pas de SAV ni de garanties !)

2 - que vous comprenez au moins les bases de l'électronique (le fil rouge sur le bouton rouge ...XD)

3 - que vous '''MAITRISEZ PARFAITEMENT''' les règles de sécurité électrique et que vous n'allez pas les contourner pour économiser 3 radis. J'inciste '''TRES''' lourdement sur ce point car il en va de votre vie. L'électricité '''TUE''', et mal maîtrisée, elle peut aussi causer d'autre accidents domestiques (incendie par exemple)

4 - que vous savez vous servir d'un ordinateur, d'un tournevis, et d'un fer à souder, et peut être aussi d'un multimètre basique

5 - que vous comprenez le français, car pour l'instant je ne me suis pas donné la peine de traduire quoique ce soit

 

Maintenant que c'est dit, voici donc les éléments clefs qu'il vous faudra pour faire un automate Open GraiNmaster :

 

=== La réalisation ===

Je vais vous parler de 3 options possibles :

 

*La version Eco ''(Je fais de la bière parce que la Kro c'est trop cher :D )''
*La version standard ''(Je fais de la bière parce que c'est ma passion)''
*La version originale ''(Je suis un birjik, et aussi un vrai geek, j'aime mieux faire compliqué)''

 

Toutes les version sont identiques point de vue interface utilisateur. La différence vient plutôt du côté matériel :

 

'''Version Eco :''' compter un budget d'environ 50€ (boitier compris, 35€ sans la boite)

Sonde : DS18B20

Puissance : Relais ou SSR

Pilotage de la chauffe : tout ou rien

 

'''Version standard :''' budget environ 65€ (50€ sans la boite)

Sonde : DS18B20

Puissance : SCR du commerce modifié

Pilotage de la chauffe : proportionnel

 

'''Version originale ''': environ 100€ ?

Sonde : PT100

Puissance : SCR du commerce modifié

Pilotage de la chauffe : proportionnel

 

=== Quelle version choisir ? ===

La version standard est recommandée pour tous.

La version dite éco, a pour seule différence qu'elle se passe d'élément de commande proportionelle, pour privilégier un système tout ou rien parfois plus économique à l'achat, et plus polyvalent.

La seule raison de préférer la version originale, c'est si vous avez déjà un équipement utilisant des sondes PT100 ou PT1000, ou si vous avez un autre circuit de mesure de température capable d'envoyer une information proportionnelle en tension 0-5V.

 

=== Matériel ===

'''Pour toutes les versions :'''

[[File:Arduino mega.jpg|right|400px|RTENOTITLE]]- un arduino Mega 2560 R3. Soutenir les créateurs officiels est toujours sympa, mais si vous êtes fauchés, on peut en trouver à moins de 10€ chez Aliexpress ou ebay.

- un LCD shield: prix environ 2€ chez ces mêmes vendeurs

- Un lecteur de cartes SD (Si on l'enlève, le montage fonctionne quand même très bien, mais pour 3€ ça serait dommage de s'en priver, surtout que dans ce cas, ça oblige à modifier le code "en dur" pour toucher aux paramètres PID)

- une carte SD (une toute petite de récup suffit très très largement) (5€ si on l'a pas)

- Facultatifs d'un point de vue purement fonctionnel, mais indispensables d'un point de vue sécurité : un disjoncteur réarmable (3€ tant qu'on tape pas dans de la haute puissance > 15A) , ou à défaut un fusible bien choisi (0.5€ chez le voleur du coin)

- Un boîtier décent pour isoler toute la partie puissance, on trouve des boîtiers corrects pour tableau électrique à environ 15€

- facultatif : un buzzer, avec son électronique de pilotage si il consomme plus de quelques milliamperes

- Suivant votre usage, une rallonge électrique à sacrifier 5€ (ATTENTION A LA PUISSANCE QUE VOUS TIREZ A LA PRISE : en général un circuit de prise électriques murales est prévu pour 15A, mais c'est parfois moins)

 

'''Pour la version Eco :'''

[[File:Sonde DS18B20.jpg|right|400px|RTENOTITLE]]- Une sonde 1 wire DS18B20 adaptée à votre usage (donc de préférence avec fourreau inox et étanche) 2€

- 2 résistances (1 kopek)

- une alimentation pour votre montage (9V si on se sert du régulateur de l'arduino - 5V si on se branche en direct) 2 à 10€

+ au choix : 

- Un relais 5V assez puissant pour contrôler votre élément de chauffe (ne pas hésiter à fortement sur-dimentionner) en tapant "relay arduino' on trouve pas mal de choses.

Choisir impérativement une version optocouplée. comptez 3-4€ pour un module comprenant deux relais. A réserver aux petites puissances, les relais 5V sont rarement prévus pour les grosses charges.
<div style="background:#eee; border:1px solid #ccc; padding:5px 10px">pour info, on trouve une plaque signalétique sous les appareils avec indiqué les puissances, à partir de cette info, on peut estimer l'ampérage (l'intensité) nécessaire en Ampères</div><div style="background:#eee; border:1px solid #ccc; padding:5px 10px">En alternatif, P = U x I x Cos(Phi)</div><div style="background:#eee; border:1px solid #ccc; padding:5px 10px">Mais ne vous vrillez pas le cerveau, pour un élément de chauffage (en théorie purement résistif), on peut s'autoriser une petite simplification et considérer que :</div><div style="background:#eee; border:1px solid #ccc; padding:5px 10px">P = U x I et donc  Intensité = Puissance / tension </div><div style="background:#eee; border:1px solid #ccc; padding:5px 10px">Donc pour un appareil de 2000W et sous 230V, on aura une intensité de 1000/230 = 8.6A</div><div style="background:#eee; border:1px solid #ccc; padding:5px 10px">Donc en théorie, un relais 10A suffirait à contrôler cet élément de chauffe. Cependant attention à toujours prendre une bonne marge de sécurité</div><div style="background:#eee; border:1px solid #ccc; padding:5px 10px">Il est prudent de prendre un relais une gamme au dessus du besoin réel. Exemple j'ai besoin de piloter 10A, je prend un relais 15A</div><div style="background:#eee; border:1px solid #ccc; padding:5px 10px">pour plus d'infos sur intensité, tension, puissance, voir par exemple ici :[http://webetab.ac-bordeaux.fr/Pedagogie/Physique/Physico/Electro/e08puiss.htm  http://webetab.ac-bordeaux.fr/Pedagogie/Physique/Physico/Electro/e08puiss.htm]</div>
 

- Solution plus sûre (mais nécessite un peu d'électronique) faire soi même l'optocoupleur, et piloter un relais acheté chez un revendeur sérieux (Farnell, radiospares, TME, mouser ...) environ 10€ pour un relais 10A , 2€ pour un optocoupleur. Il faudra peut être prévoir d'alimenter le relais en 12V ce qui ajoute donc une alim dans les frais ...

- solution un peu usine à gaz : commander un petit relais 5V avec l'arduino, et ce relais pilote l'alimentation d'un gros relais ou d'un contacteur. Attention les contacteurs ça fait des gros CLAC! quand ça contacte, et ça peut surprendre. C'est pas économique du tout mais on peut envisager de très grosses puissances

- solution plus coûteuse : un relais "solid state" SSR attention toutefois à pouvoir le piloter en 5V. NE PAS PRENDRE UNE MERDE DE CONTREFACON !! il vaut mieux prendre un SSR 15A de marque shneider electric, Merlin gerin, siemmens qu'un 40A de marque king kong tong qui prendra feu dès qu'on lui tire 5A dessus !

Compter environ 30€ pour du matériel sérieux chez un distributeur sérieux. moins cher c'est forcément suspect. Economiquement cette solution présente finalement peu d'intérêt face à la version standard. Le seul intérêt c'est si vous avez déjà le SSR qui attend sagement sur l'étagère...

 

'''Pour la version Standard'''

 La même chose que précédemment mais à la place du relais il faut un régulateur de puissance 10000W[[File:SCR.jpg|right|400px|RTENOTITLE]]

10 Kw ça parait énorme et surprenant oui, mais les chinois aiment annoncer des gros chiffres, et 40A serait sans doute plus "vrai" que 10 KW...

Je n' ai pas essayé de brancher 10 sèches cheveux sur mon variateur, cependant le modèle que j'ai entre les mains comprend bien un gros triac donné pour 40A maxi, ce qui sous 250V avec une charge purement résistive, à fond la caisse avec le vent dans le dos, donnerait effectivement 10KW

Il est monté sur un bon radiateur, et donc une charge de 2.5KW ne le fait même pas tiédir.

 Ça se trouve sous plein de références différentes, je suppose que ce sont tous des clones, mais il faut que ça soit le modèle avec un petit écran afficheur qui donne la puissance :

Ainsi il sera pratiquement "plug and play" pour notre usage.

Je l'ai eu sous le nom

"10000W Import SCR Super Power Digital Regulator Dimmer Speed Thermostat"  15€

  

'''Pour la version originale'''

le hardware ne sera pas abordé dans le détail car inutilement compliqué, et en plus assez cher.

Il faut la même chose que la version standard sauf qu'on remplace la sonde DS18B20

L'idée, c'est d'avoir une sonde de son choix, puis un circuit qui renvoie la lecture de la température sous forme d'une tension comprise entre 0V et +5V

Et ensuite on vient lire cette valeur pour connaître la température.

Pour plus de précision on utilise un DAC 16 bits, car les DACs intégrés à l'arduino sont assez imprécis.

J'ai utilisé : une sonde PT100

un convertisseur PT100 vers 0-5V

un DAC 16bits ADS1115 type adafruit

des circuits de filtrage, qui sont à adapter suivant le matériel utilisé pour la conversion PT100->0-5V (donc quelques résistances et condensateurs)

=== Sécurité ===

J'ai déjà parlé dans les prérequis et le matériel de la sécurité, mais je ne suis pas dupe, certains fous vont essayer de jouer les apprentis sorciers et faire des choses dangereuses.

Aussi, je me dit que certains rappels des bases ne feront pas de mal :

'''l'électricité tue''', vous le savez certainement, mais elle tue facilement, et profitera d'une milliseconde d'inattention pour vous griller la tronche dans un déluge d’effets pyrotechniques ...

Et même l'électricien avec 30 ans de métier peut se faire piéger.. Sur un montage qu'on met au point, on branche, on débranche, on branche, on débranche, on branche, on débranche, puis d'un coup, on débranche et on branche, et là c'est le drame...

Partez donc du principe, que oui, on veut vous tuer, et vous devez être parano pour survivre. Et un bon parano qui se respecte, se protège avec toutes les armes à sa portée :

*arme n° 1 : le disjoncteur de la maison. Normalement si vous n'êtes pas dans un appartement vétuste des années 30, vous devriez avoir un disjoncteur différentiel. Chatouilleux, c'est mieux pour votre survie. Vous n'en avez pas ? Alors il vaudrait mieux laisser tomber l'idée de faire de l'électricité amateur ...
*arme n°2 : le fil de terre, qui couplé au disjoncteur, vous évitera des problèmes si un câble mal isolé vient toucher la carcasse ou la cuve de votre appareil de brassage.
*arme n°3 : des gants en plastique. Même moi qui bricole beaucoup, et qui « joue » avec l'électricité, j'ai pris l'habitude de mettre des gants au moment du raccordement final au secteur. Car même si il ne m'est jamais arrivé de pépin, oublier de débrancher puis ripper sur une partie non isolée peut arriver
*arme n°4 : le boitier et les composants de sécurité électrique. Il est tentant de laisser un montage « en l'air » juste « pour le temps de tester » mais on connait tous le fameux provisoire devenu définitif... et avec le temps on se méfie moins de ce fil mal isolé qui trainait là, et PAF !
*arme n°5 : Vigilance et bon sens : on ne touche pas à l'électricité quand on est pas en forme. Il faut être concentré. Si vous êtes bourrés, fatigués, énervés, et que le chien vous casse les oreilles, c'est pas le bon moment pour bricoler !

Et je ne le répète jamais assez '''ON NE RADINE PAS SUR LA SÉCURITÉ'''. Si vous avez voulu gratter 30€ sur le SSR, et que votre SSR à 10€ met le feu à votre maison, vous regretterez amèrement cette économie....

== Fonctions du logiciel ==

version actuelle (V1.002):

Première version que je diffuse, elle est pleinement fonctionnelle, je m'en suis servi sur plusieurs brassins, et je n'ai pas noté de plantages ni problèmes étranges.

=== Fonctionnalités actuelles ===

Programmation et gestion de 7 étapes de brassage :

 - Préchauffage (température uniquement)

- Palier 1 (température et durée)

- Palier 2 (température et durée)

- Palier 3 (température et durée)

- Palier 4 (température et durée)

- Mash out/rinçage (température uniquement)

- ébullition (température et durée)

 Les étapes peuvent être sautées, ou annulées après confirmation

Affichage de la température pendant le refroidissement

Enregistrement du log sur carte SD (journal des températures en fonction du temps)

Programmation depuis la carte SD en éditant un fichier de configuration (certains paramètres système ne peuvent être modifié que par ce biais, ou en modifiant le code)

Gestion (sommaire) des erreurs type "pas de carte SD branchée" ou appuis involontaires sur un bouton pendant le brassage

Buzzer qui sonne pour prévenir qu'une étape est atteinte

Possibilité de modifier la température d'un palier "à la volée"

 

=== Ce qui pourrait être amélioré ===

 - Le code utilise beaucoup de variables, et certaines pourraient sans doute être mieux gérées

- Pour le moment ça tourne sur un arduino Mega. Avec de l'optimisation, ou en supprimant les fonction inutilisées de la version originale, on devrait pouvoir tourner sur un arduino UNO

- On peut changer les températures d'un palier à la volée, mais pas le temps du palier en question

- On pourrait envisager des alarmes différentes avec le bipeur ou des témoins lumineux

- les paramètres de réglage du système ne sont accessibles que par carte SD

- un auto-tune du PID ?

- traductions ?

 

=== Ce qui est en cours d'implémentation ===

 

=== Bugs connus ===

- il n'y a pas de fin programmée pour l'enregistrement sur carte SD. Toutes les minutes une info est écrite, et si on retire la carte pile poil quand il faut pas (une chance par minute), il peut se produire une erreur d'écriture sur la carte.

===  Ce qu'il serait techniquement possible de faire (mais ça serait un fork du projet initial) ===

 On pourrait avec le même matériel, et en modifiant le code, faire fonctionner l'arduino en mode 'esclave' c'est à dire qu'on vire tout le côté programmation et interface utilisateur, et on ne lui laisse que la partie commande, et on ajoute un protocole de communication avec un système maitre/esclave.

En gros l'arduino reçoit en I2C une consigne de type "chauffe 30 min à 80°", et il se débrouille, en retournant la témpérature actuelle quand on lui demande gentiment.

Ca permettrait de chaîner plusieurs arduinos esclaves, pilotés par un système maître aussi puissant et sophistiqué que souhaité.

= La réalisation =

== Version standard ==

Voici le schéma de principe pour la réalisation :

[[File:Branchements-GRainNMaster-std.gif|600px|schéma de principe]]

Le schéma de base des branchements de l'arduino Mega probient du site [[Www.pighixxx.com|www.pighixxx.com]]

Avant de sortir le fer à souder, gardez ce schéma imprimé en grand, ou à portée de main.

*Préparation de la sonde 1 wire DS18B20

Il va nous falloir une résistance de 4.7Kohm. Sa valeur n'est pas critique, si vous n'avez qu'une 3K ou une 5.1Kohm sous la main, ça marchera quand même.

Soudez la résistance entre les fils + et signal :

[[File:SondeDS18B20.jpg|300px|SondeDS18B20.jpg]][[File:Resist pullup.jpg|400px|Resist pullup.jpg]]

*Préparation du SCR (variateur de puissance 10KW)

[[File:SCR.jpg|400px|SCR.jpg]]

Il va ici falloir sacrifier une rallonge électrique, que nous viendrons relier sur le bornier.

Coupez la rallonge en son centre (quand elle est débranchée...) 

Puis dénudez les 3 fils.

Ensuite, ça parait bête mais on va re-brancher un des fils qu'on a coupé :

Ce fil c'est le fil de terre :prenez le fil de terre côté prise femelle, et rassemblez-le avec un domino sur le fil de terre côté prise mâle.

Si vous avez un châssis métallique, vous pouvez en profiter pour relier votre châssis à la terre.

Ensuite, branchez les fils phase et neutre de la prise mâle sur le côté noté "INPUT", et les fils phase et neutre de la prise femelle sur le côté "OUTPUT"

Ca c'était la partie facile.

Maintenant repérez ce connecteur :

[[File:Broches scr.png|RTENOTITLE]]

C'est celui où se branche le petit afficheur qui a été fourni avec votre SCR.

On va se servir de ses broches pour pouvoir le piloter .

On en utilise que 3 sur 4, attention à bien repérer le sens.

En récupérant le câble fourni, vous n'aurez pas à modifier le SCR.

Branchez les fils repérés DETECT et GATE sur les bonnes broches de l'arduino, et GND sur une des nombreuses pins GND disponibles.

*L'afficheur LCD : 

Là, rien de plus simple, on le branche comme n'importe quel shield. Par contre comme c'est prévu à l'origine pour un UNO beaucoup plus petit que le MEGA, il faut veiller à bien l'aligner sur les bonnes broches.

*Le lecteur SD card

[[File:Lecteur SD.png|400px|Lecteur SD.png]]

Ici, rien de très compliqué, on câble MOSI du lecteur SD sur MOSI de l'arduino, MISO sur MISO, etc.... 

Les broches MISO MOSI SCK GND et +5V peuvent être récupérées sur le header ISP 6 broches

Attention à bien relier SS (slave select) parfois nommé CS à la masse, sinon ça ne fonctionnera pas

La carte SD qui sera utilisée devra être formatée en FAT32

*Le buzzer : 

Si vous voulez mettre un  buzzer, la pin 40 est attribuée à cette fonction par défaut

== Tableau récapitulatif des branchements  ==

[[File:Tableau-pins.png|800px|tableau des branchements]]

= Le code  =

== Environnement nécessaire ==

Il vous faudra l'environnement Arduino dans sa dernière mouture. Le code à été ecrit sur la V1.6.8

== Librairies externes nécessaires ==

La plupart se trouvent sur le site officiel d'arduino

'''PID_v1''' par Brett Beauregard [http://brettbeauregard.com/blog/2011/04/improving-the-beginners-pid-introduction/ [1]]

'''EEPROMex''' par Thijs Elenbaas

'''Timer-master''' par Simon Monk [http://srmonk.blogspot.com/2012/01/arduino-timer-library.html http://srmonk.blogspot.com/2012/01/arduino-timer-library.html]

'''Adafruit_ADS1015 '''Par la société Adafuit

'''OneWire '''(contributeurs multiples) '''[http://www.arduino.cc/playground/Learning/OneWire http://www.arduino.cc/playground/Learning/OneWire]'''

'''dallas-temperature-control '''(contributeurs multiples)

== Code source ==

Téléchargez le code source sur mon google drive [https://drive.google.com/file/d/0B07KoZer3VcxY0NsZ01hMEc4aTg/view?usp=sharing https://drive.google.com/file/d/0B07KoZer3VcxY0NsZ01hMEc4aTg/view?usp=sharing]

Si toutes les bibliothèques sont correctement installées, vous ne devriez pas rencontrer d'erreurs de compilation.

== Contribuer au code ==

Le code source est très commenté. Mais ce sont des commentaires sortis tout droit de mon esprit malade, donc il est possible que ça ne soit pas clair du premier coup.

Si vous souhaitez discuter d'améliorations, ou avoir plus d'informations sur le fonctionnement du code, vous pouvez toujours passer par le biais du forum.

Si vous avez trouvé moyen de faire des miracles avec quelques optimisations, tenez moi au courant, je mettrai à jour le code source, afin que l'amélioration bénéficie à tous.

= Configurer le GraiNMaster =

Si vous être arrivés à flasher le code dans votre arduino, et que les morceaux de câble sur la table du salon n'ont pas causé votre divorce, vous devriez approcher du but.

Mais il reste une étape importante : la configuration de l'automate.

Car vous devez vous en douter il ne faudra pas les mêmes réglages pour une cafetière électrique, et pour une cuve de brassage de 100L ...

Comme la configuration directe sur automate nécessiterait des complications notoires dans le code, j'ai choisi d'implémenter un système de fichier de configuration depuis la carte SD

C'est un fichier texte, qui doit se nommer ''SETUP.GRM ''et doit se trouver à la racine de votre carte SD.

Bonne nouvelle, vous n'avez pas grand chose à faire pour le créer : si une carte SD est présente dans l'automate, valider les étapes de réglage et le fichier de config va se créer tout seul.

Le plus dur sera de le modifier ensuite pour ajuster le fonctionnement.

Le fichier s'ouvre avec un banal éditeur texte, et se présente sous la forme "''NOMDUPARAMETRE=valeur,"''

par exemple :'' THERMPIN2=1,THERMPIN1=3,OFSETPRBE=138,(etc...)''

Voici un tableau récapitulatif des fonctions :

[[File:Parametres-GRM.png|600px|tableau des paramètres]]

Si quelqu'un est assez doué en programmation windows, il peut facilement créer une interface utilisateur pour faciliter la modification des paramètres.

Open GraiNMaster

2016-10-09T10:34:50Z

N.master :

l'automate de brassage simple et abordable

== Introduction ==

Salut à tous.

Certains ont suivi le sujet GraiNmaster sur le forum, la fabrication d'un système semi-automatisé de brassage.(voir ici [https://www.brassageamateur.com/forum/ftopic25406.html [1]])

Ce projet étant maintenant suffisamment abouti, j'ai choisi de partager avec vous un guide pour recréer la partie électronique de ce système !

== Qu'est ce que c'est ? ==

[[File:Apercu appareil.JPG|right|400px|aperçu de l'appareil]] Un petit montage électronique, assemblé à partir de modules tout faits, et qui s'occupe des températures et des temps de paliers lors d'un brassage

 

== Que faut-t-il pour pouvoir s'en servir ? ==

 

une cuve munie d'un chauffage électrique. C'est pour ainsi dire la seule contrainte. Après celui qui est capable de piloter le gaz électriquement pourrait sans doute détourner un peu l'appareil pour s'en servir.

 

== Pour quoi faire ? ==

Quand on brasse tout grain, on a pas mal de choses à gérer, et l'une d'elle concerne la température.

Il faut maintenir des paliers, pendant un temps donné, et à une température aussi précise que possible, surtout si on veut espérer brasser plusieurs fois une recette, ou espérer une certaine répétabilité dans le process.

 

== Mais il existe déjà des choses similaires sur le marché ? ==

Oui et non :

Le marché évolue, il évolue vite, et entre le début de mon projet et le moment où vous lisez ces lignes, ça peut avoir changé.

Mais quand j'ai commencé les solutions existantes étaient un peu extrèmes :

 

- Soit le basique type PID chinois STC1000 + une minuterie de cuisine (ça marche, je dis pas le contraire)

- Soit du très compliqué équipé de série avec interface graphique sur écran 32" 6 millions de couleurs, smartphone, PC, wifi, multimédia, peinture métallisée, lecteur MP3 blutooth XD ...

- Soit on est un peu bricoleur et on peut bricoler le STC1000 pour le flasher avec un autre programme. 

Ces solutions ne me plaisaient pas, c'était soit trop cher, soit trop basique.

C'est pourquoi j'ai développé ma solution, avec l'avantage de pouvoir maîtriser et adapter  aussi bien le matériel que le logiciel

 

== Concept et cahier des charges de départ ==

- On évite de réinventer la roue, le matériel c'est du kit, avec vraiment le strict minimum de circuits maison.

- On limite le budget au minimum, on s'accorde plus que le budget d'un PiD, mais nettement moins qu'une solution commerciale sophistiquée

- On s'arrange pour rester assez souple sur les possibilités.

Donc, il fallait partir d'autre chose...

 

== Le projet Open GraiNmaster ==

A la base je comptais produire seulement quelques exemplaires, non pas pour en faire un business, mais plutôt pour ceux qui n'ont pas le temps de réinventer la même chose, ou pas les moyens financiers pour les solutions clef en main.

Et puis le temps a passé, faire des prototypes est couteux en temps et en finances, et je me suis dit que sans le partage des bouts de code, des librairies, et autres exemples sur le net, mon projet n'existerait pas. Et donc redistribuer gratuitement le projet me semble un juste remerciement à la communauté.

 

On va donc dire que c'est une licence Beerware, si vous aimez mon invention, envoyez moi <del>une bière</del> <del>des bières</del> un carton de bière de votre fabrication :D (j'ai rayé les mentions inutiles)

C'est exclusivement pour un usage amateur, pas d'usage commercial, et je veux pas que dans 15 jours des malins commercialisent un automate fabriqué en Chine suivant mes plans.

Et si vous envisagez un usage commercial, ça serait sympa de penser un peu à moi ;).

 

=== Prérequis ===

Avant d'aborder la réalisation, merci de vérifier :

0 - que c'est bien de ça que vous avez besoin, ça peut sembler évident, mais peut être que les solutions basiques vous suffisent, ou peut être que vous recherchez plus complexe sans que le prix ne soit un problème.

1 - que vous êtes dotés de bon sens (on utilise pas du matériel amateur pour faire autre chose que de la bière amateur, c'est pas interdit de s'en servir pour aller plus loin, mais c'est pas fait pour ça donc vous n'irrez pas pleurer si ça ne marche pas. Pas de SAV ni de garanties !)

2 - que vous comprenez au moins les bases de l'électronique (le fil rouge sur le bouton rouge ...XD)

3 - que vous '''MAITRISEZ PARFAITEMENT''' les règles de sécurité électrique et que vous n'allez pas les contourner pour économiser 3 radis. J'inciste '''TRES''' lourdement sur ce point car il en va de votre vie. L'électricité '''TUE''', et mal maîtrisée, elle peut aussi causer d'autre accidents domestiques (incendie par exemple)

4 - que vous savez vous servir d'un ordinateur, d'un tournevis, et d'un fer à souder, et peut être aussi d'un multimètre basique

5 - que vous comprenez le français, car pour l'instant je ne me suis pas donné la peine de traduire quoique ce soit

 

Maintenant que c'est dit, voici donc les éléments clefs qu'il vous faudra pour faire un automate Open GraiNmaster :

 

=== La réalisation ===

Je vais vous parler de 3 options possibles :

 

*La version Eco ''(Je fais de la bière parce que la Kro c'est trop cher :D )''
*La version standard ''(Je fais de la bière parce que c'est ma passion)''
*La version originale ''(Je suis un birjik, et aussi un vrai geek, j'aime mieux faire compliqué)''

 

Toutes les version sont identiques point de vue interface utilisateur. La différence vient plutôt du côté matériel :

 

'''Version Eco :''' compter un budget d'environ 50€ (boitier compris, 35€ sans la boite)

Sonde : DS18B20

Puissance : Relais ou SSR

Pilotage de la chauffe : tout ou rien

 

'''Version standard :''' budget environ 65€ (50€ sans la boite)

Sonde : DS18B20

Puissance : SCR du commerce modifié

Pilotage de la chauffe : proportionnel

 

'''Version originale ''': environ 100€ ?

Sonde : PT100

Puissance : SCR du commerce modifié

Pilotage de la chauffe : proportionnel

 

=== Quelle version choisir ? ===

La version standard est recommandée pour tous.

La version dite éco, a pour seule différence qu'elle se passe d'élément de commande proportionelle, pour privilégier un système tout ou rien parfois plus économique à l'achat, et plus polyvalent.

La seule raison de préférer la version originale, c'est si vous avez déjà un équipement utilisant des sondes PT100 ou PT1000, ou si vous avez un autre circuit de mesure de température capable d'envoyer une information proportionnelle en tension 0-5V.

 

=== Matériel ===

'''Pour toutes les versions :'''

[[File:Arduino mega.jpg|right|400px|RTENOTITLE]]- un arduino Mega 2560 R3. Soutenir les créateurs officiels est toujours sympa, mais si vous êtes fauchés, on peut en trouver à moins de 10€ chez Aliexpress ou ebay.

- un LCD shield: prix environ 2€ chez ces mêmes vendeurs

- Un lecteur de cartes SD (Si on l'enlève, le montage fonctionne quand même très bien, mais pour 3€ ça serait dommage de s'en priver, surtout que dans ce cas, ça oblige à modifier le code "en dur" pour toucher aux paramètres PID)

- une carte SD (une toute petite de récup suffit très très largement) (5€ si on l'a pas)

- Facultatifs d'un point de vue purement fonctionnel, mais indispensables d'un point de vue sécurité : un disjoncteur réarmable (3€ tant qu'on tape pas dans de la haute puissance > 15A) , ou à défaut un fusible bien choisi (0.5€ chez le voleur du coin)

- Un boîtier décent pour isoler toute la partie puissance, on trouve des boîtiers corrects pour tableau électrique à environ 15€

- facultatif : un buzzer, avec son électronique de pilotage si il consomme plus de quelques milliamperes

- Suivant votre usage, une rallonge électrique à sacrifier 5€ (ATTENTION A LA PUISSANCE QUE VOUS TIREZ A LA PRISE : en général un circuit de prise électriques murales est prévu pour 15A, mais c'est parfois moins)

 

'''Pour la version Eco :'''

[[File:Sonde DS18B20.jpg|right|400px|RTENOTITLE]]- Une sonde 1 wire DS18B20 adaptée à votre usage (donc de préférence avec fourreau inox et étanche) 2€

- 2 résistances (1 kopek)

- une alimentation pour votre montage (9V si on se sert du régulateur de l'arduino - 5V si on se branche en direct) 2 à 10€

+ au choix : 

- Un relais 5V assez puissant pour contrôler votre élément de chauffe (ne pas hésiter à fortement sur-dimentionner) en tapant "relay arduino' on trouve pas mal de choses.

Choisir impérativement une version optocouplée. comptez 3-4€ pour un module comprenant deux relais. A réserver aux petites puissances, les relais 5V sont rarement prévus pour les grosses charges.
<div style="background:#eee; border:1px solid #ccc; padding:5px 10px">pour info, on trouve une plaque signalétique sous les appareils avec indiqué les puissances, à partir de cette info, on peut estimer l'ampérage (l'intensité) nécessaire en Ampères</div><div style="background:#eee; border:1px solid #ccc; padding:5px 10px">En alternatif, P = U x I x Cos(Phi)</div><div style="background:#eee; border:1px solid #ccc; padding:5px 10px">Mais ne vous vrillez pas le cerveau, pour un élément de chauffage (en théorie purement résistif), on peut s'autoriser une petite simplification et considérer que :</div><div style="background:#eee; border:1px solid #ccc; padding:5px 10px">P = U x I et donc  Intensité = Puissance / tension </div><div style="background:#eee; border:1px solid #ccc; padding:5px 10px">Donc pour un appareil de 2000W et sous 230V, on aura une intensité de 1000/230 = 8.6A</div><div style="background:#eee; border:1px solid #ccc; padding:5px 10px">Donc en théorie, un relais 10A suffirait à contrôler cet élément de chauffe. Cependant attention à toujours prendre une bonne marge de sécurité</div><div style="background:#eee; border:1px solid #ccc; padding:5px 10px">Il est prudent de prendre un relais une gamme au dessus du besoin réel. Exemple j'ai besoin de piloter 10A, je prend un relais 15A</div><div style="background:#eee; border:1px solid #ccc; padding:5px 10px">pour plus d'infos sur intensité, tension, puissance, voir par exemple ici :[http://webetab.ac-bordeaux.fr/Pedagogie/Physique/Physico/Electro/e08puiss.htm  http://webetab.ac-bordeaux.fr/Pedagogie/Physique/Physico/Electro/e08puiss.htm]</div>
 

- Solution plus sûre (mais nécessite un peu d'électronique) faire soi même l'optocoupleur, et piloter un relais acheté chez un revendeur sérieux (Farnell, radiospares, TME, mouser ...) environ 10€ pour un relais 10A , 2€ pour un optocoupleur. Il faudra peut être prévoir d'alimenter le relais en 12V ce qui ajoute donc une alim dans les frais ...

- solution un peu usine à gaz : commander un petit relais 5V avec l'arduino, et ce relais pilote l'alimentation d'un gros relais ou d'un contacteur. Attention les contacteurs ça fait des gros CLAC! quand ça contacte, et ça peut surprendre. C'est pas économique du tout mais on peut envisager de très grosses puissances

- solution plus coûteuse : un relais "solid state" SSR attention toutefois à pouvoir le piloter en 5V. NE PAS PRENDRE UNE MERDE DE CONTREFACON !! il vaut mieux prendre un SSR 15A de marque shneider electric, Merlin gerin, siemmens qu'un 40A de marque king kong tong qui prendra feu dès qu'on lui tire 5A dessus !

Compter environ 30€ pour du matériel sérieux chez un distributeur sérieux. moins cher c'est forcément suspect. Economiquement cette solution présente finalement peu d'intérêt face à la version standard. Le seul intérêt c'est si vous avez déjà le SSR qui attend sagement sur l'étagère...

 

'''Pour la version Standard'''

 La même chose que précédemment mais à la place du relais il faut un régulateur de puissance 10000W[[File:SCR.jpg|right|400px|RTENOTITLE]]

10 Kw ça parait énorme et surprenant oui, mais les chinois aiment annoncer des gros chiffres, et 40A serait sans doute plus "vrai" que 10 KW...

Je n' ai pas essayé de brancher 10 sèches cheveux sur mon variateur, cependant le modèle que j'ai entre les mains comprend bien un gros triac donné pour 40A maxi, ce qui sous 250V avec une charge purement résistive, à fond la caisse avec le vent dans le dos, donnerait effectivement 10KW

Il est monté sur un bon radiateur, et donc une charge de 2.5KW ne le fait même pas tiédir.

 Ça se trouve sous plein de références différentes, je suppose que ce sont tous des clones, mais il faut que ça soit le modèle avec un petit écran afficheur qui donne la puissance :

Ainsi il sera pratiquement "plug and play" pour notre usage.

Je l'ai eu sous le nom

"10000W Import SCR Super Power Digital Regulator Dimmer Speed Thermostat"  15€

  

'''Pour la version originale'''

le hardware ne sera pas abordé dans le détail car inutilement compliqué, et en plus assez cher.

Il faut la même chose que la version standard sauf qu'on remplace la sonde DS18B20

L'idée, c'est d'avoir une sonde de son choix, puis un circuit qui renvoie la lecture de la température sous forme d'une tension comprise entre 0V et +5V

Et ensuite on vient lire cette valeur pour connaître la température.

Pour plus de précision on utilise un DAC 16 bits, car les DACs intégrés à l'arduino sont assez imprécis.

J'ai utilisé : une sonde PT100

un convertisseur PT100 vers 0-5V

un DAC 16bits ADS1115 type adafruit

des circuits de filtrage, qui sont à adapter suivant le matériel utilisé pour la conversion PT100->0-5V (donc quelques résistances et condensateurs)

=== Sécurité ===

J'ai déjà parlé dans les prérequis et le matériel de la sécurité, mais je ne suis pas dupe, certains fous vont essayer de jouer les apprentis sorciers et faire des choses dangereuses.

Aussi, je me dit que certains rappels des bases ne feront pas de mal :

'''l'électricité tue''', vous le savez certainement, mais elle tue facilement, et profitera d'une milliseconde d'inattention pour vous griller la tronche dans un déluge d’effets pyrotechniques ...

Et même l'électricien avec 30 ans de métier peut se faire piéger.. Sur un montage qu'on met au point, on branche, on débranche, on branche, on débranche, on branche, on débranche, puis d'un coup, on débranche et on branche, et là c'est le drame...

Partez donc du principe, que oui, on veut vous tuer, et vous devez être parano pour survivre. Et un bon parano qui se respecte, se protège avec toutes les armes à sa portée :

*arme n° 1 : le disjoncteur de la maison. Normalement si vous n'êtes pas dans un appartement vétuste des années 30, vous devriez avoir un disjoncteur différentiel. Chatouilleux, c'est mieux pour votre survie. Vous n'en avez pas ? Alors il vaudrait mieux laisser tomber l'idée de faire de l'électricité amateur ...
*arme n°2 : le fil de terre, qui couplé au disjoncteur, vous évitera des problèmes si un câble mal isolé vient toucher la carcasse ou la cuve de votre appareil de brassage.
*arme n°3 : des gants en plastique. Même moi qui bricole beaucoup, et qui « joue » avec l'électricité, j'ai pris l'habitude de mettre des gants au moment du raccordement final au secteur. Car même si il ne m'est jamais arrivé de pépin, oublier de débrancher puis ripper sur une partie non isolée peut arriver
*arme n°4 : le boitier et les composants de sécurité électrique. Il est tentant de laisser un montage « en l'air » juste « pour le temps de tester » mais on connait tous le fameux provisoire devenu définitif... et avec le temps on se méfie moins de ce fil mal isolé qui trainait là, et PAF !
*arme n°5 : Vigilance et bon sens : on ne touche pas à l'électricité quand on est pas en forme. Il faut être concentré. Si vous êtes bourrés, fatigués, énervés, et que le chien vous casse les oreilles, c'est pas le bon moment pour bricoler !

Et je ne le répète jamais assez '''ON NE RADINE PAS SUR LA SÉCURITÉ'''. Si vous avez voulu gratter 30€ sur le SSR, et que votre SSR à 10€ met le feu à votre maison, vous regretterez amèrement cette économie....

== Fonctions du logiciel ==

version actuelle (V1.002):

Première version que je diffuse, elle est pleinement fonctionnelle, je m'en suis servi sur plusieurs brassins, et je n'ai pas noté de plantages ni problèmes étranges.

=== Fonctionnalités actuelles ===

Programmation et gestion de 7 étapes de brassage :

 - Préchauffage (température uniquement)

- Palier 1 (température et durée)

- Palier 2 (température et durée)

- Palier 3 (température et durée)

- Palier 4 (température et durée)

- Mash out/rinçage (température uniquement)

- ébullition (température et durée)

 Les étapes peuvent être sautées, ou annulées après confirmation

Affichage de la température pendant le refroidissement

Enregistrement du log sur carte SD (journal des températures en fonction du temps)

Programmation depuis la carte SD en éditant un fichier de configuration (certains paramètres système ne peuvent être modifié que par ce biais, ou en modifiant le code)

Gestion (sommaire) des erreurs type "pas de carte SD branchée" ou appuis involontaires sur un bouton pendant le brassage

Buzzer qui sonne pour prévenir qu'une étape est atteinte

Possibilité de modifier la température d'un palier "à la volée"

 

=== Ce qui pourrait être amélioré ===

 - Le code utilise beaucoup de variables, et certaines pourraient sans doute être mieux gérées

- Pour le moment ça tourne sur un arduino Mega. Avec de l'optimisation, ou en supprimant les fonction inutilisées de la version originale, on devrait pouvoir tourner sur un arduino UNO

- On peut changer les températures d'un palier à la volée, mais pas le temps du palier en question

- On pourrait envisager des alarmes différentes avec le bipeur ou des témoins lumineux

- les paramètres de réglage du système ne sont accessibles que par carte SD

- un auto-tune du PID ?

- traductions ?

 

=== Ce qui est en cours d'implémentation ===

 

=== Bugs connus ===

- il n'y a pas de fin programmée pour l'enregistrement sur carte SD. Toutes les minutes une info est écrite, et si on retire la carte pile poil quand il faut pas (une chance par minute), il peut se produire une erreur d'écriture sur la carte.

===  Ce qu'il serait techniquement possible de faire (mais ça serait un fork du projet initial) ===

 On pourrait avec le même matériel, et en modifiant le code, faire fonctionner l'arduino en mode 'esclave' c'est à dire qu'on vire tout le côté programmation et interface utilisateur, et on ne lui laisse que la partie commande, et on ajoute un protocole de communication avec un système maitre/esclave.

En gros l'arduino reçoit en I2C une consigne de type "chauffe 30 min à 80°", et il se débrouille, en retournant la témpérature actuelle quand on lui demande gentiment.

Ca permettrait de chaîner plusieurs arduinos esclaves, pilotés par un système maître aussi puissant et sophistiqué que souhaité.

= La réalisation =

== Version standard ==

Voici le schéma de principe pour la réalisation :

[[File:Branchements-GRainNMaster-std.gif|600px|schéma de principe]]

Le schéma de base des branchements de l'arduino Mega probient du site [[Www.pighixxx.com|www.pighixxx.com]]

Avant de sortir le fer à souder, gardez ce schéma imprimé en grand, ou à portée de main.

*Préparation de la sonde 1 wire DS18B20

Il va nous falloir une résistance de 4.7Kohm. Sa valeur n'est pas critique, si vous n'avez qu'une 3K ou une 5.1Kohm sous la main, ça marchera quand même.

Soudez la résistance entre les fils + et signal :

[[File:SondeDS18B20.jpg|300px|SondeDS18B20.jpg]][[File:Resist pullup.jpg|400px|Resist pullup.jpg]]

*Préparation du SCR (variateur de puissance 10KW)

[[File:SCR.jpg|400px|SCR.jpg]]

Il va ici falloir sacrifier une rallonge électrique, que nous viendrons relier sur le bornier.

Coupez la rallonge en son centre (quand elle est débranchée...) 

Puis dénudez les 3 fils.

Ensuite, ça parait bête mais on va re-brancher un des fils qu'on a coupé :

Ce fil c'est le fil de terre :prenez le fil de terre côté prise femelle, et rassemblez-le avec un domino sur le fil de terre côté prise mâle.

Si vous avez un châssis métallique, vous pouvez en profiter pour relier votre châssis à la terre.

Ensuite, branchez les fils phase et neutre de la prise mâle sur le côté noté "INPUT", et les fils phase et neutre de la prise femelle sur le côté "OUTPUT"

Ca c'était la partie facile.

Maintenant repérez ce connecteur :

[[File:Broches scr.png|RTENOTITLE]]

C'est celui où se branche le petit afficheur qui a été fourni avec votre SCR.

On va se servir de ses broches pour pouvoir le piloter .

On en utilise que 3 sur 4, attention à bien repérer le sens.

En récupérant le câble fourni, vous n'aurez pas à modifier le SCR.

Branchez les fils repérés DETECT et GATE sur les bonnes broches de l'arduino, et GND sur une des nombreuses pins GND disponibles.

*L'afficheur LCD : 

Là, rien de plus simple, on le branche comme n'importe quel shield. Par contre comme c'est prévu à l'origine pour un UNO beaucoup plus petit que le MEGA, il faut veiller à bien l'aligner sur les bonnes broches.

*Le lecteur SD card

[[File:Lecteur SD.png|400px|Lecteur SD.png]]

Ici, rien de très compliqué, on câble MOSI du lecteur SD sur MOSI de l'arduino, MISO sur MISO, etc.... 

Les broches MISO MOSI SCK GND et +5V peuvent être récupérées sur le header ISP 6 broches

Attention à bien relier SS (slave select) parfois nommé CS à la masse, sinon ça ne fonctionnera pas

La carte SD qui sera utilisée devra être formatée en FAT32

*Le buzzer : 

Si vous voulez mettre un  buzzer, la pin 40 est attribuée à cette fonction par défaut

== Tableau récapitulatif des branchements  ==

[[File:Tableau-pins.png|800px|tableau des branchements]]

= Le code  =

== Environnement nécessaire ==

Il vous faudra l'environnement Arduino dans sa dernière mouture. Le code à été ecrit sur la V1.6.8

== Librairies externes nécessaires ==

La plupart se trouvent sur le site officiel d'arduino

'''PID_v1''' par Brett Beauregard [http://brettbeauregard.com/blog/2011/04/improving-the-beginners-pid-introduction/ [1]]

'''EEPROMex''' par Thijs Elenbaas

'''Timer-master''' par Simon Monk [http://srmonk.blogspot.com/2012/01/arduino-timer-library.html http://srmonk.blogspot.com/2012/01/arduino-timer-library.html]

'''Adafruit_ADS1015 '''Par la société Adafuit

'''OneWire '''(contributeurs multiples) '''[http://www.arduino.cc/playground/Learning/OneWire http://www.arduino.cc/playground/Learning/OneWire]'''

'''dallas-temperature-control '''(contributeurs multiples)

== Code source ==

Téléchargez le code source sur mon google drive [https://drive.google.com/file/d/0B07KoZer3VcxY0NsZ01hMEc4aTg/view?usp=sharing https://drive.google.com/file/d/0B07KoZer3VcxY0NsZ01hMEc4aTg/view?usp=sharing]

Si toutes les bibliothèques sont correctement installées, vous ne devriez pas rencontrer d'erreurs de compilation.

== Contribuer au code ==

Le code source est très commenté. Mais ce sont des commentaires sortis tout droit de mon esprit malade, donc il est possible que ça ne soit pas clair du premier coup.

Si vous souhaitez discuter d'améliorations, ou avoir plus d'informations sur le fonctionnement du code, vous pouvez toujours passer par le biais du forum.

Si vous avez trouvé moyen de faire des miracles avec quelques optimisations, tenez moi au courant, je mettrai à jour le code source, afin que l'amélioration bénéficie à tous.

= Configurer le GraiNMaster =

Si vous être arrivés à flasher le code dans votre arduino, et que les morceaux de câble sur la table du salon n'ont pas causé votre divorce, vous devriez approcher du but.

Mais il reste une étape importante : la configuration de l'automate.

Car vous devez vous en douter il ne faudra pas les mêmes réglages pour une cafetière électrique, et pour une cuve de brassage de 100L ...

Comme la configuration directe sur automate nécessiterait des complications notoires dans le code, j'ai choisi d'implémenter un système de fichier de configuration depuis la carte SD

C'est un fichier texte, qui doit se nommer ''SETUP.GRM ''et doit se trouver à la racine de votre carte SD.

Bonne nouvelle, vous n'avez pas grand chose à faire pour le créer : si une carte SD est présente dans l'automate, valider les étapes de réglage et le fichier de config va se créer tout seul.

Le plus dur sera de le modifier ensuite pour ajuster le fonctionnement.

Le fichier s'ouvre avec un banal éditeur texte, et se présente sous la forme "''NOMDUPARAMETRE=valeur,"''

par exemple :'' THERMPIN2=1,THERMPIN1=3,OFSETPRBE=138,(etc...)''

Voici un tableau récapitulatif des fonctions :

[[File:Parametres-GRM.png|600px|tableau des paramètres]]

Si quelqu'un est assez doué en programmation windows, il peut facilement créer une interface utilisateur pour faciliter la modification des paramètres.

Fichier:Parametres-GRM.png

2016-10-09T10:31:20Z

N.master : Fichier chargé via MsUpload

Fichier chargé via MsUpload

Open GraiNMaster

2016-10-09T10:04:28Z

N.master :

l'automate de brassage simple et abordable

== Introduction ==

Salut à tous.

Certains ont suivi le sujet GraiNmaster sur le forum, la fabrication d'un système semi-automatisé de brassage.(voir ici [https://www.brassageamateur.com/forum/ftopic25406.html [1]])

Ce projet étant maintenant suffisamment abouti, j'ai choisi de partager avec vous un guide pour recréer la partie électronique de ce système !

== Qu'est ce que c'est ? ==

[[File:Apercu appareil.JPG|right|400px|aperçu de l'appareil]] Un petit montage électronique, assemblé à partir de modules tout faits, et qui s'occupe des températures et des temps de paliers lors d'un brassage

 

== Que faut-t-il pour pouvoir s'en servir ? ==

 

une cuve munie d'un chauffage électrique. C'est pour ainsi dire la seule contrainte. Après celui qui est capable de piloter le gaz électriquement pourrait sans doute détourner un peu l'appareil pour s'en servir.

 

== Pour quoi faire ? ==

Quand on brasse tout grain, on a pas mal de choses à gérer, et l'une d'elle concerne la température.

Il faut maintenir des paliers, pendant un temps donné, et à une température aussi précise que possible, surtout si on veut espérer brasser plusieurs fois une recette, ou espérer une certaine répétabilité dans le process.

 

== Mais il existe déjà des choses similaires sur le marché ? ==

Oui et non :

Le marché évolue, il évolue vite, et entre le début de mon projet et le moment où vous lisez ces lignes, ça peut avoir changé.

Mais quand j'ai commencé les solutions existantes étaient un peu extrèmes :

 

- Soit le basique type PID chinois STC1000 + une minuterie de cuisine (ça marche, je dis pas le contraire)

- Soit du très compliqué équipé de série avec interface graphique sur écran 32" 6 millions de couleurs, smartphone, PC, wifi, multimédia, peinture métallisée, lecteur MP3 blutooth XD ...

- Soit on est un peu bricoleur et on peut bricoler le STC1000 pour le flasher avec un autre programme. 

Ces solutions ne me plaisaient pas, c'était soit trop cher, soit trop basique.

C'est pourquoi j'ai développé ma solution, avec l'avantage de pouvoir maîtriser et adapter  aussi bien le matériel que le logiciel

 

== Concept et cahier des charges de départ ==

- On évite de réinventer la roue, le matériel c'est du kit, avec vraiment le strict minimum de circuits maison.

- On limite le budget au minimum, on s'accorde plus que le budget d'un PiD, mais nettement moins qu'une solution commerciale sophistiquée

- On s'arrange pour rester assez souple sur les possibilités.

Donc, il fallait partir d'autre chose...

 

== Le projet Open GraiNmaster ==

A la base je comptais produire seulement quelques exemplaires, non pas pour en faire un business, mais plutôt pour ceux qui n'ont pas le temps de réinventer la même chose, ou pas les moyens financiers pour les solutions clef en main.

Et puis le temps a passé, faire des prototypes est couteux en temps et en finances, et je me suis dit que sans le partage des bouts de code, des librairies, et autres exemples sur le net, mon projet n'existerait pas. Et donc redistribuer gratuitement le projet me semble un juste remerciement à la communauté.

 

On va donc dire que c'est une licence Beerware, si vous aimez mon invention, envoyez moi <del>une bière</del> <del>des bières</del> un carton de bière de votre fabrication :D (j'ai rayé les mentions inutiles)

C'est exclusivement pour un usage amateur, pas d'usage commercial, et je veux pas que dans 15 jours des malins commercialisent un automate fabriqué en Chine suivant mes plans.

Et si vous envisagez un usage commercial, ça serait sympa de penser un peu à moi ;).

 

=== Prérequis ===

Avant d'aborder la réalisation, merci de vérifier :

0 - que c'est bien de ça que vous avez besoin, ça peut sembler évident, mais peut être que les solutions basiques vous suffisent, ou peut être que vous recherchez plus complexe sans que le prix ne soit un problème.

1 - que vous êtes dotés de bon sens (on utilise pas du matériel amateur pour faire autre chose que de la bière amateur, c'est pas interdit de s'en servir pour aller plus loin, mais c'est pas fait pour ça donc vous n'irrez pas pleurer si ça ne marche pas. Pas de SAV ni de garanties !)

2 - que vous comprenez au moins les bases de l'électronique (le fil rouge sur le bouton rouge ...XD)

3 - que vous '''MAITRISEZ PARFAITEMENT''' les règles de sécurité électrique et que vous n'allez pas les contourner pour économiser 3 radis. J'inciste '''TRES''' lourdement sur ce point car il en va de votre vie. L'électricité '''TUE''', et mal maîtrisée, elle peut aussi causer d'autre accidents domestiques (incendie par exemple)

4 - que vous savez vous servir d'un ordinateur, d'un tournevis, et d'un fer à souder, et peut être aussi d'un multimètre basique

5 - que vous comprenez le français, car pour l'instant je ne me suis pas donné la peine de traduire quoique ce soit

 

Maintenant que c'est dit, voici donc les éléments clefs qu'il vous faudra pour faire un automate Open GraiNmaster :

 

=== La réalisation ===

Je vais vous parler de 3 options possibles :

 

*La version Eco ''(Je fais de la bière parce que la Kro c'est trop cher :D )''
*La version standard ''(Je fais de la bière parce que c'est ma passion)''
*La version originale ''(Je suis un birjik, et aussi un vrai geek, j'aime mieux faire compliqué)''

 

Toutes les version sont identiques point de vue interface utilisateur. La différence vient plutôt du côté matériel :

 

'''Version Eco :''' compter un budget d'environ 50€ (boitier compris, 35€ sans la boite)

Sonde : DS18B20

Puissance : Relais ou SSR

Pilotage de la chauffe : tout ou rien

 

'''Version standard :''' budget environ 65€ (50€ sans la boite)

Sonde : DS18B20

Puissance : SCR du commerce modifié

Pilotage de la chauffe : proportionnel

 

'''Version originale ''': environ 100€ ?

Sonde : PT100

Puissance : SCR du commerce modifié

Pilotage de la chauffe : proportionnel

 

=== Quelle version choisir ? ===

La version standard est recommandée pour tous.

La version dite éco, a pour seule différence qu'elle se passe d'élément de commande proportionelle, pour privilégier un système tout ou rien parfois plus économique à l'achat, et plus polyvalent.

La seule raison de préférer la version originale, c'est si vous avez déjà un équipement utilisant des sondes PT100 ou PT1000, ou si vous avez un autre circuit de mesure de température capable d'envoyer une information proportionnelle en tension 0-5V.

 

=== Matériel ===

'''Pour toutes les versions :'''

[[File:Arduino mega.jpg|right|400px|RTENOTITLE]]- un arduino Mega 2560 R3. Soutenir les créateurs officiels est toujours sympa, mais si vous êtes fauchés, on peut en trouver à moins de 10€ chez Aliexpress ou ebay.

- un LCD shield: prix environ 2€ chez ces mêmes vendeurs

- Un lecteur de cartes SD (Si on l'enlève, le montage fonctionne quand même très bien, mais pour 3€ ça serait dommage de s'en priver, surtout que dans ce cas, ça oblige à modifier le code "en dur" pour toucher aux paramètres PID)

- une carte SD (une toute petite de récup suffit très très largement) (5€ si on l'a pas)

- Facultatifs d'un point de vue purement fonctionnel, mais indispensables d'un point de vue sécurité : un disjoncteur réarmable (3€ tant qu'on tape pas dans de la haute puissance > 15A) , ou à défaut un fusible bien choisi (0.5€ chez le voleur du coin)

- Un boîtier décent pour isoler toute la partie puissance, on trouve des boîtiers corrects pour tableau électrique à environ 15€

- facultatif : un buzzer, avec son électronique de pilotage si il consomme plus de quelques milliamperes

- Suivant votre usage, une rallonge électrique à sacrifier 5€ (ATTENTION A LA PUISSANCE QUE VOUS TIREZ A LA PRISE : en général un circuit de prise électriques murales est prévu pour 15A, mais c'est parfois moins)

 

'''Pour la version Eco :'''

[[File:Sonde DS18B20.jpg|right|400px|RTENOTITLE]]- Une sonde 1 wire DS18B20 adaptée à votre usage (donc de préférence avec fourreau inox et étanche) 2€

- 2 résistances (1 kopek)

- une alimentation pour votre montage (9V si on se sert du régulateur de l'arduino - 5V si on se branche en direct) 2 à 10€

+ au choix : 

- Un relais 5V assez puissant pour contrôler votre élément de chauffe (ne pas hésiter à fortement sur-dimentionner) en tapant "relay arduino' on trouve pas mal de choses.

Choisir impérativement une version optocouplée. comptez 3-4€ pour un module comprenant deux relais. A réserver aux petites puissances, les relais 5V sont rarement prévus pour les grosses charges.
<div style="background:#eee; border:1px solid #ccc; padding:5px 10px">pour info, on trouve une plaque signalétique sous les appareils avec indiqué les puissances, à partir de cette info, on peut estimer l'ampérage (l'intensité) nécessaire en Ampères</div><div style="background:#eee; border:1px solid #ccc; padding:5px 10px">En alternatif, P = U x I x Cos(Phi)</div><div style="background:#eee; border:1px solid #ccc; padding:5px 10px">Mais ne vous vrillez pas le cerveau, pour un élément de chauffage (en théorie purement résistif), on peut s'autoriser une petite simplification et considérer que :</div><div style="background:#eee; border:1px solid #ccc; padding:5px 10px">P = U x I et donc  Intensité = Puissance / tension </div><div style="background:#eee; border:1px solid #ccc; padding:5px 10px">Donc pour un appareil de 2000W et sous 230V, on aura une intensité de 1000/230 = 8.6A</div><div style="background:#eee; border:1px solid #ccc; padding:5px 10px">Donc en théorie, un relais 10A suffirait à contrôler cet élément de chauffe. Cependant attention à toujours prendre une bonne marge de sécurité</div><div style="background:#eee; border:1px solid #ccc; padding:5px 10px">Il est prudent de prendre un relais une gamme au dessus du besoin réel. Exemple j'ai besoin de piloter 10A, je prend un relais 15A</div><div style="background:#eee; border:1px solid #ccc; padding:5px 10px">pour plus d'infos sur intensité, tension, puissance, voir par exemple ici :[http://webetab.ac-bordeaux.fr/Pedagogie/Physique/Physico/Electro/e08puiss.htm  http://webetab.ac-bordeaux.fr/Pedagogie/Physique/Physico/Electro/e08puiss.htm]</div>
 

- Solution plus sûre (mais nécessite un peu d'électronique) faire soi même l'optocoupleur, et piloter un relais acheté chez un revendeur sérieux (Farnell, radiospares, TME, mouser ...) environ 10€ pour un relais 10A , 2€ pour un optocoupleur. Il faudra peut être prévoir d'alimenter le relais en 12V ce qui ajoute donc une alim dans les frais ...

- solution un peu usine à gaz : commander un petit relais 5V avec l'arduino, et ce relais pilote l'alimentation d'un gros relais ou d'un contacteur. Attention les contacteurs ça fait des gros CLAC! quand ça contacte, et ça peut surprendre. C'est pas économique du tout mais on peut envisager de très grosses puissances

- solution plus coûteuse : un relais "solid state" SSR attention toutefois à pouvoir le piloter en 5V. NE PAS PRENDRE UNE MERDE DE CONTREFACON !! il vaut mieux prendre un SSR 15A de marque shneider electric, Merlin gerin, siemmens qu'un 40A de marque king kong tong qui prendra feu dès qu'on lui tire 5A dessus !

Compter environ 30€ pour du matériel sérieux chez un distributeur sérieux. moins cher c'est forcément suspect. Economiquement cette solution présente finalement peu d'intérêt face à la version standard. Le seul intérêt c'est si vous avez déjà le SSR qui attend sagement sur l'étagère...

 

'''Pour la version Standard'''

 La même chose que précédemment mais à la place du relais il faut un régulateur de puissance 10000W[[File:SCR.jpg|right|400px|RTENOTITLE]]

10 Kw ça parait énorme et surprenant oui, mais les chinois aiment annoncer des gros chiffres, et 40A serait sans doute plus "vrai" que 10 KW...

Je n' ai pas essayé de brancher 10 sèches cheveux sur mon variateur, cependant le modèle que j'ai entre les mains comprend bien un gros triac donné pour 40A maxi, ce qui sous 250V avec une charge purement résistive, à fond la caisse avec le vent dans le dos, donnerait effectivement 10KW

Il est monté sur un bon radiateur, et donc une charge de 2.5KW ne le fait même pas tiédir.

 Ça se trouve sous plein de références différentes, je suppose que ce sont tous des clones, mais il faut que ça soit le modèle avec un petit écran afficheur qui donne la puissance :

Ainsi il sera pratiquement "plug and play" pour notre usage.

Je l'ai eu sous le nom

"10000W Import SCR Super Power Digital Regulator Dimmer Speed Thermostat"  15€

  

'''Pour la version originale'''

le hardware ne sera pas abordé dans le détail car inutilement compliqué, et en plus assez cher.

Il faut la même chose que la version standard sauf qu'on remplace la sonde DS18B20

L'idée, c'est d'avoir une sonde de son choix, puis un circuit qui renvoie la lecture de la température sous forme d'une tension comprise entre 0V et +5V

Et ensuite on vient lire cette valeur pour connaître la température.

Pour plus de précision on utilise un DAC 16 bits, car les DACs intégrés à l'arduino sont assez imprécis.

J'ai utilisé : une sonde PT100

un convertisseur PT100 vers 0-5V

un DAC 16bits ADS1115 type adafruit

des circuits de filtrage, qui sont à adapter suivant le matériel utilisé pour la conversion PT100->0-5V (donc quelques résistances et condensateurs)

=== Sécurité ===

J'ai déjà parlé dans les prérequis et le matériel de la sécurité, mais je ne suis pas dupe, certains fous vont essayer de jouer les apprentis sorciers et faire des choses dangereuses.

Aussi, je me dit que certains rappels des bases ne feront pas de mal :

'''l'électricité tue''', vous le savez certainement, mais elle tue facilement, et profitera d'une milliseconde d'inattention pour vous griller la tronche dans un déluge d’effets pyrotechniques ...

Et même l'électricien avec 30 ans de métier peut se faire piéger.. Sur un montage qu'on met au point, on branche, on débranche, on branche, on débranche, on branche, on débranche, puis d'un coup, on débranche et on branche, et là c'est le drame...

Partez donc du principe, que oui, on veut vous tuer, et vous devez être parano pour survivre. Et un bon parano qui se respecte, se protège avec toutes les armes à sa portée :

*arme n° 1 : le disjoncteur de la maison. Normalement si vous n'êtes pas dans un appartement vétuste des années 30, vous devriez avoir un disjoncteur différentiel. Chatouilleux, c'est mieux pour votre survie. Vous n'en avez pas ? Alors il vaudrait mieux laisser tomber l'idée de faire de l'électricité amateur ...
*arme n°2 : le fil de terre, qui couplé au disjoncteur, vous évitera des problèmes si un câble mal isolé vient toucher la carcasse ou la cuve de votre appareil de brassage.
*arme n°3 : des gants en plastique. Même moi qui bricole beaucoup, et qui « joue » avec l'électricité, j'ai pris l'habitude de mettre des gants au moment du raccordement final au secteur. Car même si il ne m'est jamais arrivé de pépin, oublier de débrancher puis ripper sur une partie non isolée peut arriver
*arme n°4 : le boitier et les composants de sécurité électrique. Il est tentant de laisser un montage « en l'air » juste « pour le temps de tester » mais on connait tous le fameux provisoire devenu définitif... et avec le temps on se méfie moins de ce fil mal isolé qui trainait là, et PAF !
*arme n°5 : Vigilance et bon sens : on ne touche pas à l'électricité quand on est pas en forme. Il faut être concentré. Si vous êtes bourrés, fatigués, énervés, et que le chien vous casse les oreilles, c'est pas le bon moment pour bricoler !

Et je ne le répète jamais assez '''ON NE RADINE PAS SUR LA SÉCURITÉ'''. Si vous avez voulu gratter 30€ sur le SSR, et que votre SSR à 10€ met le feu à votre maison, vous regretterez amèrement cette économie....

== Fonctions du logiciel ==

version actuelle (V1.002):

Première version que je diffuse, elle est pleinement fonctionnelle, je m'en suis servi sur plusieurs brassins, et je n'ai pas noté de plantages ni problèmes étranges.

=== Fonctionnalités actuelles ===

Programmation et gestion de 7 étapes de brassage :

 - Préchauffage (température uniquement)

- Palier 1 (température et durée)

- Palier 2 (température et durée)

- Palier 3 (température et durée)

- Palier 4 (température et durée)

- Mash out/rinçage (température uniquement)

- ébullition (température et durée)

 Les étapes peuvent être sautées, ou annulées après confirmation

Affichage de la température pendant le refroidissement

Enregistrement du log sur carte SD (journal des températures en fonction du temps)

Programmation depuis la carte SD en éditant un fichier de configuration (certains paramètres système ne peuvent être modifié que par ce biais, ou en modifiant le code)

Gestion (sommaire) des erreurs type "pas de carte SD branchée" ou appuis involontaires sur un bouton pendant le brassage

Buzzer qui sonne pour prévenir qu'une étape est atteinte

Possibilité de modifier la température d'un palier "à la volée"

 

=== Ce qui pourrait être amélioré ===

 - Le code utilise beaucoup de variables, et certaines pourraient sans doute être mieux gérées

- Pour le moment ça tourne sur un arduino Mega. Avec de l'optimisation, ou en supprimant les fonction inutilisées de la version originale, on devrait pouvoir tourner sur un arduino UNO

- On peut changer les températures d'un palier à la volée, mais pas le temps du palier en question

- On pourrait envisager des alarmes différentes avec le bipeur ou des témoins lumineux

- les paramètres de réglage du système ne sont accessibles que par carte SD

- un auto-tune du PID ?

- traductions ?

 

=== Ce qui est en cours d'implémentation ===

 

=== Bugs connus ===

- il n'y a pas de fin programmée pour l'enregistrement sur carte SD. Toutes les minutes une info est écrite, et si on retire la carte pile poil quand il faut pas (une chance par minute), il peut se produire une erreur d'écriture sur la carte.

===  Ce qu'il serait techniquement possible de faire (mais ça serait un fork du projet initial) ===

 On pourrait avec le même matériel, et en modifiant le code, faire fonctionner l'arduino en mode 'esclave' c'est à dire qu'on vire tout le côté programmation et interface utilisateur, et on ne lui laisse que la partie commande, et on ajoute un protocole de communication avec un système maitre/esclave.

En gros l'arduino reçoit en I2C une consigne de type "chauffe 30 min à 80°", et il se débrouille, en retournant la témpérature actuelle quand on lui demande gentiment.

Ca permettrait de chaîner plusieurs arduinos esclaves, pilotés par un système maître aussi puissant et sophistiqué que souhaité.

= La réalisation =

== Version standard ==

Voici le schéma de principe pour la réalisation :

[[File:Branchements-GRainNMaster-std.gif|600px|schéma de principe]]

Le schéma de base des branchements de l'arduino Mega probient du site [[Www.pighixxx.com|www.pighixxx.com]]

Avant de sortir le fer à souder, gardez ce schéma imprimé en grand, ou à portée de main.

*Préparation de la sonde 1 wire DS18B20

Il va nous falloir une résistance de 4.7Kohm. Sa valeur n'est pas critique, si vous n'avez qu'une 3K ou une 5.1Kohm sous la main, ça marchera quand même.

Soudez la résistance entre les fils + et signal :

[[File:SondeDS18B20.jpg|300px|SondeDS18B20.jpg]][[File:Resist pullup.jpg|400px|Resist pullup.jpg]]

*Préparation du SCR (variateur de puissance 10KW)

[[File:SCR.jpg|400px|SCR.jpg]]

Il va ici falloir sacrifier une rallonge électrique, que nous viendrons relier sur le bornier.

Coupez la rallonge en son centre (quand elle est débranchée...) 

Puis dénudez les 3 fils.

Ensuite, ça parait bête mais on va re-brancher un des fils qu'on a coupé :

Ce fil c'est le fil de terre :prenez le fil de terre côté prise femelle, et rassemblez-le avec un domino sur le fil de terre côté prise mâle.

Si vous avez un châssis métallique, vous pouvez en profiter pour relier votre châssis à la terre.

Ensuite, branchez les fils phase et neutre de la prise mâle sur le côté noté "INPUT", et les fils phase et neutre de la prise femelle sur le côté "OUTPUT"

Ca c'était la partie facile.

Maintenant repérez ce connecteur :

[[File:Broches scr.png|RTENOTITLE]]

C'est celui où se branche le petit afficheur qui a été fourni avec votre SCR.

On va se servir de ses broches pour pouvoir le piloter .

On en utilise que 3 sur 4, attention à bien repérer le sens.

En récupérant le câble fourni, vous n'aurez pas à modifier le SCR.

Branchez les fils repérés DETECT et GATE sur les bonnes broches de l'arduino, et GND sur une des nombreuses pins GND disponibles.

*L'afficheur LCD : 

Là, rien de plus simple, on le branche comme n'importe quel shield. Par contre comme c'est prévu à l'origine pour un UNO beaucoup plus petit que le MEGA, il faut veiller à bien l'aligner sur les bonnes broches.

*Le lecteur SD card

[[File:Lecteur SD.png|400px|Lecteur SD.png]]

Ici, rien de très compliqué, on câble MOSI du lecteur SD sur MOSI de l'arduino, MISO sur MISO, etc.... 

Les broches MISO MOSI SCK GND et +5V peuvent être récupérées sur le header ISP 6 broches

Attention à bien relier SS (slave select) parfois nommé CS à la masse, sinon ça ne fonctionnera pas

La carte SD qui sera utilisée devra être formatée en FAT32

*Le buzzer : 

Si vous voulez mettre un  buzzer, la pin 40 est attribuée à cette fonction par défaut

== Tableau récapitulatif des branchements  ==

[[File:Tableau-pins.png|800px|tableau des branchements]]

= Le code  =

== Environnement nécessaire ==

Il vous faudra l'environnement Arduino dans sa dernière mouture. Le code à été ecrit sur la V1.6.8

== Librairies externes nécessaires ==

La plupart se trouvent sur le site officiel d'arduino

'''PID_v1''' par Brett Beauregard [http://brettbeauregard.com/blog/2011/04/improving-the-beginners-pid-introduction/ [1]]

'''EEPROMex''' par Thijs Elenbaas

'''Timer-master''' par Simon Monk [http://srmonk.blogspot.com/2012/01/arduino-timer-library.html http://srmonk.blogspot.com/2012/01/arduino-timer-library.html]

'''Adafruit_ADS1015 '''Par la société Adafuit

'''OneWire '''(contributeurs multiples) '''[http://www.arduino.cc/playground/Learning/OneWire http://www.arduino.cc/playground/Learning/OneWire]'''

'''dallas-temperature-control '''(contributeurs multiples)

== Code source ==

Téléchargez le code source sur mon google drive [https://drive.google.com/file/d/0B07KoZer3VcxY0NsZ01hMEc4aTg/view?usp=sharing https://drive.google.com/file/d/0B07KoZer3VcxY0NsZ01hMEc4aTg/view?usp=sharing]

Si toutes les bibliothèques sont correctement installées, vous ne devriez pas rencontrer d'erreurs de compilation.

== Contribuer au code ==

Le code source est très commenté. Mais ce sont des commentaires sortis tout droit de mon esprit malade, donc il est possible que ça ne soit pas clair du premier coup.

Si vous souhaitez discuter d'améliorations, ou avoir plus d'informations sur le fonctionnement du code, vous pouvez toujours passer par le biais du forum.

Si vous avez trouvé moyen de faire des miracles avec quelques optimisations, tenez moi au courant, je mettrai à jour le code source, afin que l'amélioration bénéficie à tous.

= Configurer le GraiNMaster =

Si vous être arrivés à flasher le code dans votre arduino, et que les morceaux de câble sur la table du salon n'ont pas causé votre divorce, vous devriez approcher du but.

Mais il reste une étape importante : la configuration de l'automate.

Car vous devez vous en douter il ne faudra pas les mêmes réglages pour une cafetière électrique, et pour une cuve de brassage de 100L ...

Comme la configuration directe sur automate nécessiterait des complications notoires dans le code, j'ai choisi d'implémenter un système de fichier de configuration depuis la carte SD

C'est un fichier texte, qui doit se nommer ''SETUP.GRM ''et doit se trouver à la racine de votre carte SD.

Bonne nouvelle, vous n'avez pas grand chose à faire pour le créer : si une carte SD est présente dans l'automate, valider les étapes de réglage et le fichier de config va se créer tout seul.

Le plus dur sera de le modifier ensuite pour ajuster le fonctionnement.

Open GraiNMaster

2016-10-09T09:51:42Z

N.master :

l'automate de brassage simple et abordable

== Introduction ==

Salut à tous.

Certains ont suivi le sujet GraiNmaster sur le forum, la fabrication d'un système semi-automatisé de brassage.(voir ici [https://www.brassageamateur.com/forum/ftopic25406.html [1]])

Ce projet étant maintenant suffisamment abouti, j'ai choisi de partager avec vous un guide pour recréer la partie électronique de ce système !

== Qu'est ce que c'est ? ==

[[File:Apercu appareil.JPG|right|400px|aperçu de l'appareil]] Un petit montage électronique, assemblé à partir de modules tout faits, et qui s'occupe des températures et des temps de paliers lors d'un brassage

 

== Que faut-t-il pour pouvoir s'en servir ? ==

 

une cuve munie d'un chauffage électrique. C'est pour ainsi dire la seule contrainte. Après celui qui est capable de piloter le gaz électriquement pourrait sans doute détourner un peu l'appareil pour s'en servir.

 

== Pour quoi faire ? ==

Quand on brasse tout grain, on a pas mal de choses à gérer, et l'une d'elle concerne la température.

Il faut maintenir des paliers, pendant un temps donné, et à une température aussi précise que possible, surtout si on veut espérer brasser plusieurs fois une recette, ou espérer une certaine répétabilité dans le process.

 

== Mais il existe déjà des choses similaires sur le marché ? ==

Oui et non :

Le marché évolue, il évolue vite, et entre le début de mon projet et le moment où vous lisez ces lignes, ça peut avoir changé.

Mais quand j'ai commencé les solutions existantes étaient un peu extrèmes :

 

- Soit le basique type PID chinois STC1000 + une minuterie de cuisine (ça marche, je dis pas le contraire)

- Soit du très compliqué équipé de série avec interface graphique sur écran 32" 6 millions de couleurs, smartphone, PC, wifi, multimédia, peinture métallisée, lecteur MP3 blutooth XD ...

- Soit on est un peu bricoleur et on peut bricoler le STC1000 pour le flasher avec un autre programme. 

Ces solutions ne me plaisaient pas, c'était soit trop cher, soit trop basique.

C'est pourquoi j'ai développé ma solution, avec l'avantage de pouvoir maîtriser et adapter  aussi bien le matériel que le logiciel

 

== Concept et cahier des charges de départ ==

- On évite de réinventer la roue, le matériel c'est du kit, avec vraiment le strict minimum de circuits maison.

- On limite le budget au minimum, on s'accorde plus que le budget d'un PiD, mais nettement moins qu'une solution commerciale sophistiquée

- On s'arrange pour rester assez souple sur les possibilités.

Donc, il fallait partir d'autre chose...

 

== Le projet Open GraiNmaster ==

A la base je comptais produire seulement quelques exemplaires, non pas pour en faire un business, mais plutôt pour ceux qui n'ont pas le temps de réinventer la même chose, ou pas les moyens financiers pour les solutions clef en main.

Et puis le temps a passé, faire des prototypes est couteux en temps et en finances, et je me suis dit que sans le partage des bouts de code, des librairies, et autres exemples sur le net, mon projet n'existerait pas. Et donc redistribuer gratuitement le projet me semble un juste remerciement à la communauté.

 

On va donc dire que c'est une licence Beerware, si vous aimez mon invention, envoyez moi <del>une bière</del> <del>des bières</del> un carton de bière de votre fabrication :D (j'ai rayé les mentions inutiles)

C'est exclusivement pour un usage amateur, pas d'usage commercial, et je veux pas que dans 15 jours des malins commercialisent un automate fabriqué en Chine suivant mes plans.

Et si vous envisagez un usage commercial, ça serait sympa de penser un peu à moi ;).

 

=== Prérequis ===

Avant d'aborder la réalisation, merci de vérifier :

0 - que c'est bien de ça que vous avez besoin, ça peut sembler évident, mais peut être que les solutions basiques vous suffisent, ou peut être que vous recherchez plus complexe sans que le prix ne soit un problème.

1 - que vous êtes dotés de bon sens (on utilise pas du matériel amateur pour faire autre chose que de la bière amateur, c'est pas interdit de s'en servir pour aller plus loin, mais c'est pas fait pour ça donc vous n'irrez pas pleurer si ça ne marche pas. Pas de SAV ni de garanties !)

2 - que vous comprenez au moins les bases de l'électronique (le fil rouge sur le bouton rouge ...XD)

3 - que vous '''MAITRISEZ PARFAITEMENT''' les règles de sécurité électrique et que vous n'allez pas les contourner pour économiser 3 radis. J'inciste '''TRES''' lourdement sur ce point car il en va de votre vie. L'électricité '''TUE''', et mal maîtrisée, elle peut aussi causer d'autre accidents domestiques (incendie par exemple)

4 - que vous savez vous servir d'un ordinateur, d'un tournevis, et d'un fer à souder, et peut être aussi d'un multimètre basique

5 - que vous comprenez le français, car pour l'instant je ne me suis pas donné la peine de traduire quoique ce soit

 

Maintenant que c'est dit, voici donc les éléments clefs qu'il vous faudra pour faire un automate Open GraiNmaster :

 

=== La réalisation ===

Je vais vous parler de 3 options possibles :

 

*La version Eco ''(Je fais de la bière parce que la Kro c'est trop cher :D )''
*La version standard ''(Je fais de la bière parce que c'est ma passion)''
*La version originale ''(Je suis un birjik, et aussi un vrai geek, j'aime mieux faire compliqué)''

 

Toutes les version sont identiques point de vue interface utilisateur. La différence vient plutôt du côté matériel :

 

'''Version Eco :''' compter un budget d'environ 50€ (boitier compris, 35€ sans la boite)

Sonde : DS18B20

Puissance : Relais ou SSR

Pilotage de la chauffe : tout ou rien

 

'''Version standard :''' budget environ 65€ (50€ sans la boite)

Sonde : DS18B20

Puissance : SCR du commerce modifié

Pilotage de la chauffe : proportionnel

 

'''Version originale ''': environ 100€ ?

Sonde : PT100

Puissance : SCR du commerce modifié

Pilotage de la chauffe : proportionnel

 

=== Quelle version choisir ? ===

La version standard est recommandée pour tous.

La version dite éco, a pour seule différence qu'elle se passe d'élément de commande proportionelle, pour privilégier un système tout ou rien parfois plus économique à l'achat, et plus polyvalent.

La seule raison de préférer la version originale, c'est si vous avez déjà un équipement utilisant des sondes PT100 ou PT1000, ou si vous avez un autre circuit de mesure de température capable d'envoyer une information proportionnelle en tension 0-5V.

 

=== Matériel ===

'''Pour toutes les versions :'''

[[File:Arduino mega.jpg|right|400px|RTENOTITLE]]- un arduino Mega 2560 R3. Soutenir les créateurs officiels est toujours sympa, mais si vous êtes fauchés, on peut en trouver à moins de 10€ chez Aliexpress ou ebay.

- un LCD shield: prix environ 2€ chez ces mêmes vendeurs

- Un lecteur de cartes SD (Si on l'enlève, le montage fonctionne quand même très bien, mais pour 3€ ça serait dommage de s'en priver, surtout que dans ce cas, ça oblige à modifier le code "en dur" pour toucher aux paramètres PID)

- une carte SD (une toute petite de récup suffit très très largement) (5€ si on l'a pas)

- Facultatifs d'un point de vue purement fonctionnel, mais indispensables d'un point de vue sécurité : un disjoncteur réarmable (3€ tant qu'on tape pas dans de la haute puissance > 15A) , ou à défaut un fusible bien choisi (0.5€ chez le voleur du coin)

- Un boîtier décent pour isoler toute la partie puissance, on trouve des boîtiers corrects pour tableau électrique à environ 15€

- facultatif : un buzzer, avec son électronique de pilotage si il consomme plus de quelques milliamperes

- Suivant votre usage, une rallonge électrique à sacrifier 5€ (ATTENTION A LA PUISSANCE QUE VOUS TIREZ A LA PRISE : en général un circuit de prise électriques murales est prévu pour 15A, mais c'est parfois moins)

 

'''Pour la version Eco :'''

[[File:Sonde DS18B20.jpg|right|400px|RTENOTITLE]]- Une sonde 1 wire DS18B20 adaptée à votre usage (donc de préférence avec fourreau inox et étanche) 2€

- 2 résistances (1 kopek)

- une alimentation pour votre montage (9V si on se sert du régulateur de l'arduino - 5V si on se branche en direct) 2 à 10€

+ au choix : 

- Un relais 5V assez puissant pour contrôler votre élément de chauffe (ne pas hésiter à fortement sur-dimentionner) en tapant "relay arduino' on trouve pas mal de choses.

Choisir impérativement une version optocouplée. comptez 3-4€ pour un module comprenant deux relais. A réserver aux petites puissances, les relais 5V sont rarement prévus pour les grosses charges.
<div style="background:#eee; border:1px solid #ccc; padding:5px 10px">pour info, on trouve une plaque signalétique sous les appareils avec indiqué les puissances, à partir de cette info, on peut estimer l'ampérage (l'intensité) nécessaire en Ampères</div><div style="background:#eee; border:1px solid #ccc; padding:5px 10px">En alternatif, P = U x I x Cos(Phi)</div><div style="background:#eee; border:1px solid #ccc; padding:5px 10px">Mais ne vous vrillez pas le cerveau, pour un élément de chauffage (en théorie purement résistif), on peut s'autoriser une petite simplification et considérer que :</div><div style="background:#eee; border:1px solid #ccc; padding:5px 10px">P = U x I et donc  Intensité = Puissance / tension </div><div style="background:#eee; border:1px solid #ccc; padding:5px 10px">Donc pour un appareil de 2000W et sous 230V, on aura une intensité de 1000/230 = 8.6A</div><div style="background:#eee; border:1px solid #ccc; padding:5px 10px">Donc en théorie, un relais 10A suffirait à contrôler cet élément de chauffe. Cependant attention à toujours prendre une bonne marge de sécurité</div><div style="background:#eee; border:1px solid #ccc; padding:5px 10px">Il est prudent de prendre un relais une gamme au dessus du besoin réel. Exemple j'ai besoin de piloter 10A, je prend un relais 15A</div><div style="background:#eee; border:1px solid #ccc; padding:5px 10px">pour plus d'infos sur intensité, tension, puissance, voir par exemple ici :[http://webetab.ac-bordeaux.fr/Pedagogie/Physique/Physico/Electro/e08puiss.htm  http://webetab.ac-bordeaux.fr/Pedagogie/Physique/Physico/Electro/e08puiss.htm]</div>
 

- Solution plus sûre (mais nécessite un peu d'électronique) faire soi même l'optocoupleur, et piloter un relais acheté chez un revendeur sérieux (Farnell, radiospares, TME, mouser ...) environ 10€ pour un relais 10A , 2€ pour un optocoupleur. Il faudra peut être prévoir d'alimenter le relais en 12V ce qui ajoute donc une alim dans les frais ...

- solution un peu usine à gaz : commander un petit relais 5V avec l'arduino, et ce relais pilote l'alimentation d'un gros relais ou d'un contacteur. Attention les contacteurs ça fait des gros CLAC! quand ça contacte, et ça peut surprendre. C'est pas économique du tout mais on peut envisager de très grosses puissances

- solution plus coûteuse : un relais "solid state" SSR attention toutefois à pouvoir le piloter en 5V. NE PAS PRENDRE UNE MERDE DE CONTREFACON !! il vaut mieux prendre un SSR 15A de marque shneider electric, Merlin gerin, siemmens qu'un 40A de marque king kong tong qui prendra feu dès qu'on lui tire 5A dessus !

Compter environ 30€ pour du matériel sérieux chez un distributeur sérieux. moins cher c'est forcément suspect. Economiquement cette solution présente finalement peu d'intérêt face à la version standard. Le seul intérêt c'est si vous avez déjà le SSR qui attend sagement sur l'étagère...

 

'''Pour la version Standard'''

 La même chose que précédemment mais à la place du relais il faut un régulateur de puissance 10000W[[File:SCR.jpg|right|400px|RTENOTITLE]]

10 Kw ça parait énorme et surprenant oui, mais les chinois aiment annoncer des gros chiffres, et 40A serait sans doute plus "vrai" que 10 KW...

Je n' ai pas essayé de brancher 10 sèches cheveux sur mon variateur, cependant le modèle que j'ai entre les mains comprend bien un gros triac donné pour 40A maxi, ce qui sous 250V avec une charge purement résistive, à fond la caisse avec le vent dans le dos, donnerait effectivement 10KW

Il est monté sur un bon radiateur, et donc une charge de 2.5KW ne le fait même pas tiédir.

 Ça se trouve sous plein de références différentes, je suppose que ce sont tous des clones, mais il faut que ça soit le modèle avec un petit écran afficheur qui donne la puissance :

Ainsi il sera pratiquement "plug and play" pour notre usage.

Je l'ai eu sous le nom

"10000W Import SCR Super Power Digital Regulator Dimmer Speed Thermostat"  15€

  

'''Pour la version originale'''

le hardware ne sera pas abordé dans le détail car inutilement compliqué, et en plus assez cher.

Il faut la même chose que la version standard sauf qu'on remplace la sonde DS18B20

L'idée, c'est d'avoir une sonde de son choix, puis un circuit qui renvoie la lecture de la température sous forme d'une tension comprise entre 0V et +5V

Et ensuite on vient lire cette valeur pour connaître la température.

Pour plus de précision on utilise un DAC 16 bits, car les DACs intégrés à l'arduino sont assez imprécis.

J'ai utilisé : une sonde PT100

un convertisseur PT100 vers 0-5V

un DAC 16bits ADS1115 type adafruit

des circuits de filtrage, qui sont à adapter suivant le matériel utilisé pour la conversion PT100->0-5V (donc quelques résistances et condensateurs)

=== Sécurité ===

J'ai déjà parlé dans les prérequis et le matériel de la sécurité, mais je ne suis pas dupe, certains fous vont essayer de jouer les apprentis sorciers et faire des choses dangereuses.

Aussi, je me dit que certains rappels des bases ne feront pas de mal :

'''l'électricité tue''', vous le savez certainement, mais elle tue facilement, et profitera d'une milliseconde d'inattention pour vous griller la tronche dans un déluge d’effets pyrotechniques ...

Et même l'électricien avec 30 ans de métier peut se faire piéger.. Sur un montage qu'on met au point, on branche, on débranche, on branche, on débranche, on branche, on débranche, puis d'un coup, on débranche et on branche, et là c'est le drame...

Partez donc du principe, que oui, on veut vous tuer, et vous devez être parano pour survivre. Et un bon parano qui se respecte, se protège avec toutes les armes à sa portée :

*arme n° 1 : le disjoncteur de la maison. Normalement si vous n'êtes pas dans un appartement vétuste des années 30, vous devriez avoir un disjoncteur différentiel. Chatouilleux, c'est mieux pour votre survie. Vous n'en avez pas ? Alors il vaudrait mieux laisser tomber l'idée de faire de l'électricité amateur ...
*arme n°2 : le fil de terre, qui couplé au disjoncteur, vous évitera des problèmes si un câble mal isolé vient toucher la carcasse ou la cuve de votre appareil de brassage.
*arme n°3 : des gants en plastique. Même moi qui bricole beaucoup, et qui « joue » avec l'électricité, j'ai pris l'habitude de mettre des gants au moment du raccordement final au secteur. Car même si il ne m'est jamais arrivé de pépin, oublier de débrancher puis ripper sur une partie non isolée peut arriver
*arme n°4 : le boitier et les composants de sécurité électrique. Il est tentant de laisser un montage « en l'air » juste « pour le temps de tester » mais on connait tous le fameux provisoire devenu définitif... et avec le temps on se méfie moins de ce fil mal isolé qui trainait là, et PAF !
*arme n°5 : Vigilance et bon sens : on ne touche pas à l'électricité quand on est pas en forme. Il faut être concentré. Si vous êtes bourrés, fatigués, énervés, et que le chien vous casse les oreilles, c'est pas le bon moment pour bricoler !

Et je ne le répète jamais assez '''ON NE RADINE PAS SUR LA SÉCURITÉ'''. Si vous avez voulu gratter 30€ sur le SSR, et que votre SSR à 10€ met le feu à votre maison, vous regretterez amèrement cette économie....

== Fonctions du logiciel ==

version actuelle (V1.002):

Première version que je diffuse, elle est pleinement fonctionnelle, je m'en suis servi sur plusieurs brassins, et je n'ai pas noté de plantages ni problèmes étranges.

=== Fonctionnalités actuelles ===

Programmation et gestion de 7 étapes de brassage :

 - Préchauffage (température uniquement)

- Palier 1 (température et durée)

- Palier 2 (température et durée)

- Palier 3 (température et durée)

- Palier 4 (température et durée)

- Mash out/rinçage (température uniquement)

- ébullition (température et durée)

 Les étapes peuvent être sautées, ou annulées après confirmation

Affichage de la température pendant le refroidissement

Enregistrement du log sur carte SD (journal des températures en fonction du temps)

Programmation depuis la carte SD en éditant un fichier de configuration (certains paramètres système ne peuvent être modifié que par ce biais, ou en modifiant le code)

Gestion (sommaire) des erreurs type "pas de carte SD branchée" ou appuis involontaires sur un bouton pendant le brassage

Buzzer qui sonne pour prévenir qu'une étape est atteinte

Possibilité de modifier la température d'un palier "à la volée"

 

=== Ce qui pourrait être amélioré ===

 - Le code utilise beaucoup de variables, et certaines pourraient sans doute être mieux gérées

- Pour le moment ça tourne sur un arduino Mega. Avec de l'optimisation, ou en supprimant les fonction inutilisées de la version originale, on devrait pouvoir tourner sur un arduino UNO

- On peut changer les températures d'un palier à la volée, mais pas le temps du palier en question

- On pourrait envisager des alarmes différentes avec le bipeur ou des témoins lumineux

- les paramètres de réglage du système ne sont accessibles que par carte SD

- un auto-tune du PID ?

- traductions ?

 

=== Ce qui est en cours d'implémentation ===

 

=== Bugs connus ===

- il n'y a pas de fin programmée pour l'enregistrement sur carte SD. Toutes les minutes une info est écrite, et si on retire la carte pile poil quand il faut pas (une chance par minute), il peut se produire une erreur d'écriture sur la carte.

===  Ce qu'il serait techniquement possible de faire (mais ça serait un fork du projet initial) ===

 On pourrait avec le même matériel, et en modifiant le code, faire fonctionner l'arduino en mode 'esclave' c'est à dire qu'on vire tout le côté programmation et interface utilisateur, et on ne lui laisse que la partie commande, et on ajoute un protocole de communication avec un système maitre/esclave.

En gros l'arduino reçoit en I2C une consigne de type "chauffe 30 min à 80°", et il se débrouille, en retournant la témpérature actuelle quand on lui demande gentiment.

Ca permettrait de chaîner plusieurs arduinos esclaves, pilotés par un système maître aussi puissant et sophistiqué que souhaité.

= La réalisation =

== Version standard ==

Voici le schéma de principe pour la réalisation :

[[File:Branchements-GRainNMaster-std.gif|600px|schéma de principe]]

Le schéma de base des branchements de l'arduino Mega probient du site [[Www.pighixxx.com|www.pighixxx.com]]

Avant de sortir le fer à souder, gardez ce schéma imprimé en grand, ou à portée de main.

*Préparation de la sonde 1 wire DS18B20

Il va nous falloir une résistance de 4.7Kohm. Sa valeur n'est pas critique, si vous n'avez qu'une 3K ou une 5.1Kohm sous la main, ça marchera quand même.

Soudez la résistance entre les fils + et signal :

[[File:SondeDS18B20.jpg|300px|SondeDS18B20.jpg]][[File:Resist pullup.jpg|400px|Resist pullup.jpg]]

*Préparation du SCR (variateur de puissance 10KW)

[[File:SCR.jpg|400px|SCR.jpg]]

Il va ici falloir sacrifier une rallonge électrique, que nous viendrons relier sur le bornier.

Coupez la rallonge en son centre (quand elle est débranchée...) 

Puis dénudez les 3 fils.

Ensuite, ça parait bête mais on va re-brancher un des fils qu'on a coupé :

Ce fil c'est le fil de terre :prenez le fil de terre côté prise femelle, et rassemblez-le avec un domino sur le fil de terre côté prise mâle.

Si vous avez un châssis métallique, vous pouvez en profiter pour relier votre châssis à la terre.

Ensuite, branchez les fils phase et neutre de la prise mâle sur le côté noté "INPUT", et les fils phase et neutre de la prise femelle sur le côté "OUTPUT"

Ca c'était la partie facile.

Maintenant repérez ce connecteur :

[[File:Broches scr.png|RTENOTITLE]]

C'est celui où se branche le petit afficheur qui a été fourni avec votre SCR.

On va se servir de ses broches pour pouvoir le piloter .

On en utilise que 3 sur 4, attention à bien repérer le sens.

En récupérant le câble fourni, vous n'aurez pas à modifier le SCR.

Branchez les fils repérés DETECT et GATE sur les bonnes broches de l'arduino, et GND sur une des nombreuses pins GND disponibles.

*L'afficheur LCD : 

Là, rien de plus simple, on le branche comme n'importe quel shield. Par contre comme c'est prévu à l'origine pour un UNO beaucoup plus petit que le MEGA, il faut veiller à bien l'aligner sur les bonnes broches.

*Le lecteur SD card

[[File:Lecteur SD.png|400px|Lecteur SD.png]]

Ici, rien de très compliqué, on câble MOSI du lecteur SD sur MOSI de l'arduino, MISO sur MISO, etc.... 

Les broches MISO MOSI SCK GND et +5V peuvent être récupérées sur le header ISP 6 broches

Attention à bien relier SS (slave select) parfois nommé CS à la masse, sinon ça ne fonctionnera pas

La carte SD qui sera utilisée devra être formatée en FAT32

*Le buzzer : 

Si vous voulez mettre un  buzzer, la pin 40 est attribuée à cette fonction par défaut

== Tableau récapitulatif des branchements  ==

[[File:Tableau-pins.png|800px|tableau des branchements]]

= Le code  =

== Environnement nécessaire ==

Il vous faudra l'environnement Arduino dans sa dernière mouture. Le code à été ecrit sur la V1.6.8

== Librairies externes nécessaires ==

La plupart se trouvent sur le site officiel d'arduino

'''PID_v1''' par Brett Beauregard [http://brettbeauregard.com/blog/2011/04/improving-the-beginners-pid-introduction/ [1]]

'''EEPROMex''' par Thijs Elenbaas

'''Timer-master''' par Simon Monk [http://srmonk.blogspot.com/2012/01/arduino-timer-library.html http://srmonk.blogspot.com/2012/01/arduino-timer-library.html]

'''Adafruit_ADS1015 '''Par la société Adafuit

'''OneWire '''(contributeurs multiples) '''[http://www.arduino.cc/playground/Learning/OneWire http://www.arduino.cc/playground/Learning/OneWire]'''

'''dallas-temperature-control '''(contributeurs multiples)

== Code source ==

Téléchargez le code source sur mon google drive [https://drive.google.com/file/d/0B07KoZer3VcxY0NsZ01hMEc4aTg/view?usp=sharing https://drive.google.com/file/d/0B07KoZer3VcxY0NsZ01hMEc4aTg/view?usp=sharing]

Si toutes les bibliothèques sont correctement installées, vous ne devriez pas rencontrer d'erreurs de compilation.

== Contribuer au code ==

Le code source est très commenté. Mais ce sont des commentaires sortis tout droit de mon esprit malade, donc il est possible que ça ne soit pas clair du premier coup.

Si vous souhaitez discuter d'améliorations, ou avoir plus d'informations sur le fonctionnement du code, vous pouvez toujours passer par le biais du forum.

Si vous avez trouvé moyen de faire des miracles avec quelques optimisations, tenez moi au courant, je mettrai à jour le code source, afin que l'amélioration bénéficie à tous.

= Configurer le GraiNMaster =

Si vous être arrivés à flasher le code dans votre arduino, et que les morceaux de câble sur la table du salon n'ont pas causé votre divorce, vous devriez approcher du but.

Mais il reste une étape importante : la configuration de l'automate.

Car vous devez vous en douter il ne faudra pas les mêmes réglages pour une cafetière électrique, et pour une cuve de brassage de 100L ...

Comme la configuration directe sur automate nécessiterait des complications notoires dans le code, j'ai choisi d'implémenter un système de fichier de configuration depuis la carte SD

Open GraiNMaster

2016-10-09T09:44:18Z

N.master :

l'automate de brassage simple et abordable

== Introduction ==

Salut à tous.

Certains ont suivi le sujet GraiNmaster sur le forum, la fabrication d'un système semi-automatisé de brassage.(voir ici [https://www.brassageamateur.com/forum/ftopic25406.html [1]])

Ce projet étant maintenant suffisamment abouti, j'ai choisi de partager avec vous un guide pour recréer la partie électronique de ce système !

== Qu'est ce que c'est ? ==

[[File:Apercu appareil.JPG|right|400px|aperçu de l'appareil]] Un petit montage électronique, assemblé à partir de modules tout faits, et qui s'occupe des températures et des temps de paliers lors d'un brassage

 

== Que faut-t-il pour pouvoir s'en servir ? ==

 

une cuve munie d'un chauffage électrique. C'est pour ainsi dire la seule contrainte. Après celui qui est capable de piloter le gaz électriquement pourrait sans doute détourner un peu l'appareil pour s'en servir.

 

== Pour quoi faire ? ==

Quand on brasse tout grain, on a pas mal de choses à gérer, et l'une d'elle concerne la température.

Il faut maintenir des paliers, pendant un temps donné, et à une température aussi précise que possible, surtout si on veut espérer brasser plusieurs fois une recette, ou espérer une certaine répétabilité dans le process.

 

== Mais il existe déjà des choses similaires sur le marché ? ==

Oui et non :

Le marché évolue, il évolue vite, et entre le début de mon projet et le moment où vous lisez ces lignes, ça peut avoir changé.

Mais quand j'ai commencé les solutions existantes étaient un peu extrèmes :

 

- Soit le basique type PID chinois STC1000 + une minuterie de cuisine (ça marche, je dis pas le contraire)

- Soit du très compliqué équipé de série avec interface graphique sur écran 32" 6 millions de couleurs, smartphone, PC, wifi, multimédia, peinture métallisée, lecteur MP3 blutooth XD ...

- Soit on est un peu bricoleur et on peut bricoler le STC1000 pour le flasher avec un autre programme. 

Ces solutions ne me plaisaient pas, c'était soit trop cher, soit trop basique.

C'est pourquoi j'ai développé ma solution, avec l'avantage de pouvoir maîtriser et adapter  aussi bien le matériel que le logiciel

 

== Concept et cahier des charges de départ ==

- On évite de réinventer la roue, le matériel c'est du kit, avec vraiment le strict minimum de circuits maison.

- On limite le budget au minimum, on s'accorde plus que le budget d'un PiD, mais nettement moins qu'une solution commerciale sophistiquée

- On s'arrange pour rester assez souple sur les possibilités.

Donc, il fallait partir d'autre chose...

 

== Le projet Open GraiNmaster ==

A la base je comptais produire seulement quelques exemplaires, non pas pour en faire un business, mais plutôt pour ceux qui n'ont pas le temps de réinventer la même chose, ou pas les moyens financiers pour les solutions clef en main.

Et puis le temps a passé, faire des prototypes est couteux en temps et en finances, et je me suis dit que sans le partage des bouts de code, des librairies, et autres exemples sur le net, mon projet n'existerait pas. Et donc redistribuer gratuitement le projet me semble un juste remerciement à la communauté.

 

On va donc dire que c'est une licence Beerware, si vous aimez mon invention, envoyez moi <del>une bière</del> <del>des bières</del> un carton de bière de votre fabrication :D (j'ai rayé les mentions inutiles)

C'est exclusivement pour un usage amateur, pas d'usage commercial, et je veux pas que dans 15 jours des malins commercialisent un automate fabriqué en Chine suivant mes plans.

Et si vous envisagez un usage commercial, ça serait sympa de penser un peu à moi ;).

 

=== Prérequis ===

Avant d'aborder la réalisation, merci de vérifier :

0 - que c'est bien de ça que vous avez besoin, ça peut sembler évident, mais peut être que les solutions basiques vous suffisent, ou peut être que vous recherchez plus complexe sans que le prix ne soit un problème.

1 - que vous êtes dotés de bon sens (on utilise pas du matériel amateur pour faire autre chose que de la bière amateur, c'est pas interdit de s'en servir pour aller plus loin, mais c'est pas fait pour ça donc vous n'irrez pas pleurer si ça ne marche pas. Pas de SAV ni de garanties !)

2 - que vous comprenez au moins les bases de l'électronique (le fil rouge sur le bouton rouge ...XD)

3 - que vous '''MAITRISEZ PARFAITEMENT''' les règles de sécurité électrique et que vous n'allez pas les contourner pour économiser 3 radis. J'inciste '''TRES''' lourdement sur ce point car il en va de votre vie. L'électricité '''TUE''', et mal maîtrisée, elle peut aussi causer d'autre accidents domestiques (incendie par exemple)

4 - que vous savez vous servir d'un ordinateur, d'un tournevis, et d'un fer à souder, et peut être aussi d'un multimètre basique

5 - que vous comprenez le français, car pour l'instant je ne me suis pas donné la peine de traduire quoique ce soit

 

Maintenant que c'est dit, voici donc les éléments clefs qu'il vous faudra pour faire un automate Open GraiNmaster :

 

=== La réalisation ===

Je vais vous parler de 3 options possibles :

 

*La version Eco ''(Je fais de la bière parce que la Kro c'est trop cher :D )''
*La version standard ''(Je fais de la bière parce que c'est ma passion)''
*La version originale ''(Je suis un birjik, et aussi un vrai geek, j'aime mieux faire compliqué)''

 

Toutes les version sont identiques point de vue interface utilisateur. La différence vient plutôt du côté matériel :

 

'''Version Eco :''' compter un budget d'environ 50€ (boitier compris, 35€ sans la boite)

Sonde : DS18B20

Puissance : Relais ou SSR

Pilotage de la chauffe : tout ou rien

 

'''Version standard :''' budget environ 65€ (50€ sans la boite)

Sonde : DS18B20

Puissance : SCR du commerce modifié

Pilotage de la chauffe : proportionnel

 

'''Version originale ''': environ 100€ ?

Sonde : PT100

Puissance : SCR du commerce modifié

Pilotage de la chauffe : proportionnel

 

=== Quelle version choisir ? ===

La version standard est recommandée pour tous.

La version dite éco, a pour seule différence qu'elle se passe d'élément de commande proportionelle, pour privilégier un système tout ou rien parfois plus économique à l'achat, et plus polyvalent.

La seule raison de préférer la version originale, c'est si vous avez déjà un équipement utilisant des sondes PT100 ou PT1000, ou si vous avez un autre circuit de mesure de température capable d'envoyer une information proportionnelle en tension 0-5V.

 

=== Matériel ===

'''Pour toutes les versions :'''

[[File:Arduino mega.jpg|right|400px|RTENOTITLE]]- un arduino Mega 2560 R3. Soutenir les créateurs officiels est toujours sympa, mais si vous êtes fauchés, on peut en trouver à moins de 10€ chez Aliexpress ou ebay.

- un LCD shield: prix environ 2€ chez ces mêmes vendeurs

- Un lecteur de cartes SD (Si on l'enlève, le montage fonctionne quand même très bien, mais pour 3€ ça serait dommage de s'en priver, surtout que dans ce cas, ça oblige à modifier le code "en dur" pour toucher aux paramètres PID)

- une carte SD (une toute petite de récup suffit très très largement) (5€ si on l'a pas)

- Facultatifs d'un point de vue purement fonctionnel, mais indispensables d'un point de vue sécurité : un disjoncteur réarmable (3€ tant qu'on tape pas dans de la haute puissance > 15A) , ou à défaut un fusible bien choisi (0.5€ chez le voleur du coin)

- Un boîtier décent pour isoler toute la partie puissance, on trouve des boîtiers corrects pour tableau électrique à environ 15€

- facultatif : un buzzer, avec son électronique de pilotage si il consomme plus de quelques milliamperes

- Suivant votre usage, une rallonge électrique à sacrifier 5€ (ATTENTION A LA PUISSANCE QUE VOUS TIREZ A LA PRISE : en général un circuit de prise électriques murales est prévu pour 15A, mais c'est parfois moins)

 

'''Pour la version Eco :'''

[[File:Sonde DS18B20.jpg|right|400px|RTENOTITLE]]- Une sonde 1 wire DS18B20 adaptée à votre usage (donc de préférence avec fourreau inox et étanche) 2€

- 2 résistances (1 kopek)

- une alimentation pour votre montage (9V si on se sert du régulateur de l'arduino - 5V si on se branche en direct) 2 à 10€

+ au choix : 

- Un relais 5V assez puissant pour contrôler votre élément de chauffe (ne pas hésiter à fortement sur-dimentionner) en tapant "relay arduino' on trouve pas mal de choses.

Choisir impérativement une version optocouplée. comptez 3-4€ pour un module comprenant deux relais. A réserver aux petites puissances, les relais 5V sont rarement prévus pour les grosses charges.
<div style="background:#eee; border:1px solid #ccc; padding:5px 10px">pour info, on trouve une plaque signalétique sous les appareils avec indiqué les puissances, à partir de cette info, on peut estimer l'ampérage (l'intensité) nécessaire en Ampères</div><div style="background:#eee; border:1px solid #ccc; padding:5px 10px">En alternatif, P = U x I x Cos(Phi)</div><div style="background:#eee; border:1px solid #ccc; padding:5px 10px">Mais ne vous vrillez pas le cerveau, pour un élément de chauffage (en théorie purement résistif), on peut s'autoriser une petite simplification et considérer que :</div><div style="background:#eee; border:1px solid #ccc; padding:5px 10px">P = U x I et donc  Intensité = Puissance / tension </div><div style="background:#eee; border:1px solid #ccc; padding:5px 10px">Donc pour un appareil de 2000W et sous 230V, on aura une intensité de 1000/230 = 8.6A</div><div style="background:#eee; border:1px solid #ccc; padding:5px 10px">Donc en théorie, un relais 10A suffirait à contrôler cet élément de chauffe. Cependant attention à toujours prendre une bonne marge de sécurité</div><div style="background:#eee; border:1px solid #ccc; padding:5px 10px">Il est prudent de prendre un relais une gamme au dessus du besoin réel. Exemple j'ai besoin de piloter 10A, je prend un relais 15A</div><div style="background:#eee; border:1px solid #ccc; padding:5px 10px">pour plus d'infos sur intensité, tension, puissance, voir par exemple ici :[http://webetab.ac-bordeaux.fr/Pedagogie/Physique/Physico/Electro/e08puiss.htm  http://webetab.ac-bordeaux.fr/Pedagogie/Physique/Physico/Electro/e08puiss.htm]</div>
 

- Solution plus sûre (mais nécessite un peu d'électronique) faire soi même l'optocoupleur, et piloter un relais acheté chez un revendeur sérieux (Farnell, radiospares, TME, mouser ...) environ 10€ pour un relais 10A , 2€ pour un optocoupleur. Il faudra peut être prévoir d'alimenter le relais en 12V ce qui ajoute donc une alim dans les frais ...

- solution un peu usine à gaz : commander un petit relais 5V avec l'arduino, et ce relais pilote l'alimentation d'un gros relais ou d'un contacteur. Attention les contacteurs ça fait des gros CLAC! quand ça contacte, et ça peut surprendre. C'est pas économique du tout mais on peut envisager de très grosses puissances

- solution plus coûteuse : un relais "solid state" SSR attention toutefois à pouvoir le piloter en 5V. NE PAS PRENDRE UNE MERDE DE CONTREFACON !! il vaut mieux prendre un SSR 15A de marque shneider electric, Merlin gerin, siemmens qu'un 40A de marque king kong tong qui prendra feu dès qu'on lui tire 5A dessus !

Compter environ 30€ pour du matériel sérieux chez un distributeur sérieux. moins cher c'est forcément suspect. Economiquement cette solution présente finalement peu d'intérêt face à la version standard. Le seul intérêt c'est si vous avez déjà le SSR qui attend sagement sur l'étagère...

 

'''Pour la version Standard'''

 La même chose que précédemment mais à la place du relais il faut un régulateur de puissance 10000W[[File:SCR.jpg|right|400px|RTENOTITLE]]

10 Kw ça parait énorme et surprenant oui, mais les chinois aiment annoncer des gros chiffres, et 40A serait sans doute plus "vrai" que 10 KW...

Je n' ai pas essayé de brancher 10 sèches cheveux sur mon variateur, cependant le modèle que j'ai entre les mains comprend bien un gros triac donné pour 40A maxi, ce qui sous 250V avec une charge purement résistive, à fond la caisse avec le vent dans le dos, donnerait effectivement 10KW

Il est monté sur un bon radiateur, et donc une charge de 2.5KW ne le fait même pas tiédir.

 Ça se trouve sous plein de références différentes, je suppose que ce sont tous des clones, mais il faut que ça soit le modèle avec un petit écran afficheur qui donne la puissance :

Ainsi il sera pratiquement "plug and play" pour notre usage.

Je l'ai eu sous le nom

"10000W Import SCR Super Power Digital Regulator Dimmer Speed Thermostat"  15€

  

'''Pour la version originale'''

le hardware ne sera pas abordé dans le détail car inutilement compliqué, et en plus assez cher.

Il faut la même chose que la version standard sauf qu'on remplace la sonde DS18B20

L'idée, c'est d'avoir une sonde de son choix, puis un circuit qui renvoie la lecture de la température sous forme d'une tension comprise entre 0V et +5V

Et ensuite on vient lire cette valeur pour connaître la température.

Pour plus de précision on utilise un DAC 16 bits, car les DACs intégrés à l'arduino sont assez imprécis.

J'ai utilisé : une sonde PT100

un convertisseur PT100 vers 0-5V

un DAC 16bits ADS1115 type adafruit

des circuits de filtrage, qui sont à adapter suivant le matériel utilisé pour la conversion PT100->0-5V (donc quelques résistances et condensateurs)

=== Sécurité ===

J'ai déjà parlé dans les prérequis et le matériel de la sécurité, mais je ne suis pas dupe, certains fous vont essayer de jouer les apprentis sorciers et faire des choses dangereuses.

Aussi, je me dit que certains rappels des bases ne feront pas de mal :

'''l'électricité tue''', vous le savez certainement, mais elle tue facilement, et profitera d'une milliseconde d'inattention pour vous griller la tronche dans un déluge d’effets pyrotechniques ...

Et même l'électricien avec 30 ans de métier peut se faire piéger.. Sur un montage qu'on met au point, on branche, on débranche, on branche, on débranche, on branche, on débranche, puis d'un coup, on débranche et on branche, et là c'est le drame...

Partez donc du principe, que oui, on veut vous tuer, et vous devez être parano pour survivre. Et un bon parano qui se respecte, se protège avec toutes les armes à sa portée :

*arme n° 1 : le disjoncteur de la maison. Normalement si vous n'êtes pas dans un appartement vétuste des années 30, vous devriez avoir un disjoncteur différentiel. Chatouilleux, c'est mieux pour votre survie. Vous n'en avez pas ? Alors il vaudrait mieux laisser tomber l'idée de faire de l'électricité amateur ...
*arme n°2 : le fil de terre, qui couplé au disjoncteur, vous évitera des problèmes si un câble mal isolé vient toucher la carcasse ou la cuve de votre appareil de brassage.
*arme n°3 : des gants en plastique. Même moi qui bricole beaucoup, et qui « joue » avec l'électricité, j'ai pris l'habitude de mettre des gants au moment du raccordement final au secteur. Car même si il ne m'est jamais arrivé de pépin, oublier de débrancher puis ripper sur une partie non isolée peut arriver
*arme n°4 : le boitier et les composants de sécurité électrique. Il est tentant de laisser un montage « en l'air » juste « pour le temps de tester » mais on connait tous le fameux provisoire devenu définitif... et avec le temps on se méfie moins de ce fil mal isolé qui trainait là, et PAF !
*arme n°5 : Vigilance et bon sens : on ne touche pas à l'électricité quand on est pas en forme. Il faut être concentré. Si vous êtes bourrés, fatigués, énervés, et que le chien vous casse les oreilles, c'est pas le bon moment pour bricoler !

Et je ne le répète jamais assez '''ON NE RADINE PAS SUR LA SÉCURITÉ'''. Si vous avez voulu gratter 30€ sur le SSR, et que votre SSR à 10€ met le feu à votre maison, vous regretterez amèrement cette économie....

== Fonctions du logiciel ==

version actuelle (V1.002):

Première version que je diffuse, elle est pleinement fonctionnelle, je m'en suis servi sur plusieurs brassins, et je n'ai pas noté de plantages ni problèmes étranges.

=== Fonctionnalités actuelles ===

Programmation et gestion de 7 étapes de brassage :

 - Préchauffage (température uniquement)

- Palier 1 (température et durée)

- Palier 2 (température et durée)

- Palier 3 (température et durée)

- Palier 4 (température et durée)

- Mash out/rinçage (température uniquement)

- ébullition (température et durée)

 Les étapes peuvent être sautées, ou annulées après confirmation

Affichage de la température pendant le refroidissement

Enregistrement du log sur carte SD (journal des températures en fonction du temps)

Programmation depuis la carte SD en éditant un fichier de configuration (certains paramètres système ne peuvent être modifié que par ce biais, ou en modifiant le code)

Gestion (sommaire) des erreurs type "pas de carte SD branchée" ou appuis involontaires sur un bouton pendant le brassage

Buzzer qui sonne pour prévenir qu'une étape est atteinte

Possibilité de modifier la température d'un palier "à la volée"

 

=== Ce qui pourrait être amélioré ===

 - Le code utilise beaucoup de variables, et certaines pourraient sans doute être mieux gérées

- Pour le moment ça tourne sur un arduino Mega. Avec de l'optimisation, ou en supprimant les fonction inutilisées de la version originale, on devrait pouvoir tourner sur un arduino UNO

- On peut changer les températures d'un palier à la volée, mais pas le temps du palier en question

- On pourrait envisager des alarmes différentes avec le bipeur ou des témoins lumineux

- les paramètres de réglage du système ne sont accessibles que par carte SD

- un auto-tune du PID ?

- traductions ?

 

=== Ce qui est en cours d'implémentation ===

 

=== Bugs connus ===

- il n'y a pas de fin programmée pour l'enregistrement sur carte SD. Toutes les minutes une info est écrite, et si on retire la carte pile poil quand il faut pas (une chance par minute), il peut se produire une erreur d'écriture sur la carte.

===  Ce qu'il serait techniquement possible de faire (mais ça serait un fork du projet initial) ===

 On pourrait avec le même matériel, et en modifiant le code, faire fonctionner l'arduino en mode 'esclave' c'est à dire qu'on vire tout le côté programmation et interface utilisateur, et on ne lui laisse que la partie commande, et on ajoute un protocole de communication avec un système maitre/esclave.

En gros l'arduino reçoit en I2C une consigne de type "chauffe 30 min à 80°", et il se débrouille, en retournant la témpérature actuelle quand on lui demande gentiment.

Ca permettrait de chaîner plusieurs arduinos esclaves, pilotés par un système maître aussi puissant et sophistiqué que souhaité.

= La réalisation =

== Version standard ==

Voici le schéma de principe pour la réalisation :

[[File:Branchements-GRainNMaster-std.gif|600px|schéma de principe]]

Le schéma de base des branchements de l'arduino Mega probient du site [[Www.pighixxx.com|www.pighixxx.com]]

Avant de sortir le fer à souder, gardez ce schéma imprimé en grand, ou à portée de main.

*Préparation de la sonde 1 wire DS18B20

Il va nous falloir une résistance de 4.7Kohm. Sa valeur n'est pas critique, si vous n'avez qu'une 3K ou une 5.1Kohm sous la main, ça marchera quand même.

Soudez la résistance entre les fils + et signal :

[[File:SondeDS18B20.jpg|300px|SondeDS18B20.jpg]][[File:Resist pullup.jpg|400px|Resist pullup.jpg]]

*Préparation du SCR (variateur de puissance 10KW)

[[File:SCR.jpg|400px|SCR.jpg]]

Il va ici falloir sacrifier une rallonge électrique, que nous viendrons relier sur le bornier.

Coupez la rallonge en son centre (quand elle est débranchée...) 

Puis dénudez les 3 fils.

Ensuite, ça parait bête mais on va re-brancher un des fils qu'on a coupé :

Ce fil c'est le fil de terre :prenez le fil de terre côté prise femelle, et rassemblez-le avec un domino sur le fil de terre côté prise mâle.

Si vous avez un châssis métallique, vous pouvez en profiter pour relier votre châssis à la terre.

Ensuite, branchez les fils phase et neutre de la prise mâle sur le côté noté "INPUT", et les fils phase et neutre de la prise femelle sur le côté "OUTPUT"

Ca c'était la partie facile.

Maintenant repérez ce connecteur :

[[File:Broches scr.png|RTENOTITLE]]

C'est celui où se branche le petit afficheur qui a été fourni avec votre SCR.

On va se servir de ses broches pour pouvoir le piloter .

On en utilise que 3 sur 4, attention à bien repérer le sens.

En récupérant le câble fourni, vous n'aurez pas à modifier le SCR.

Branchez les fils repérés DETECT et GATE sur les bonnes broches de l'arduino, et GND sur une des nombreuses pins GND disponibles.

*L'afficheur LCD : 

Là, rien de plus simple, on le branche comme n'importe quel shield. Par contre comme c'est prévu à l'origine pour un UNO beaucoup plus petit que le MEGA, il faut veiller à bien l'aligner sur les bonnes broches.

*Le lecteur SD card

[[File:Lecteur SD.png|400px|Lecteur SD.png]]

Ici, rien de très compliqué, on câble MOSI du lecteur SD sur MOSI de l'arduino, MISO sur MISO, etc.... 

Les broches MISO MOSI SCK GND et +5V peuvent être récupérées sur le header ISP 6 broches

Attention à bien relier SS (slave select) parfois nommé CS à la masse, sinon ça ne fonctionnera pas

La carte SD qui sera utilisée devra être formatée en FAT32

*Le buzzer : 

Si vous voulez mettre un  buzzer, la pin 40 est attribuée à cette fonction par défaut

== Tableau récapitulatif des branchements  ==

[[File:Tableau-pins.png|800px|tableau des branchements]]

= Le code  =

== Environnement nécessaire ==

Il vous faudra l'environnement Arduino dans sa dernière mouture. Le code à été ecrit sur la V1.6.8

== Librairies externes nécessaires ==

La plupart se trouvent sur le site officiel d'arduino

'''PID_v1''' par Brett Beauregard [http://brettbeauregard.com/blog/2011/04/improving-the-beginners-pid-introduction/ [1]]

'''EEPROMex''' par Thijs Elenbaas

'''Timer-master''' par Simon Monk [http://srmonk.blogspot.com/2012/01/arduino-timer-library.html http://srmonk.blogspot.com/2012/01/arduino-timer-library.html]

'''Adafruit_ADS1015 '''Par la société Adafuit

'''OneWire '''(contributeurs multiples) '''[http://www.arduino.cc/playground/Learning/OneWire http://www.arduino.cc/playground/Learning/OneWire]'''

'''dallas-temperature-control '''(contributeurs multiples)

== Code source ==

Téléchargez le code source sur mon google drive [https://drive.google.com/file/d/0B07KoZer3VcxY0NsZ01hMEc4aTg/view?usp=sharing https://drive.google.com/file/d/0B07KoZer3VcxY0NsZ01hMEc4aTg/view?usp=sharing]

Si toutes les bibliothèques sont correctement installées, vous ne devriez pas rencontrer d'erreurs de compilation.

== Contribuer au code ==

Le code source est très commenté. Mais ce sont des commentaires sortis tout droit de mon esprit malade, donc il est possible que ça ne soit pas clair du premier coup.

Si vous souhaitez discuter d'améliorations, ou avoir plus d'informations sur le fonctionnement du code, vous pouvez toujours passer par le biais du forum.

Si vous avez trouvé moyen de faire des miracles avec quelques optimisations, tenez moi au courant, je mettrai à jour le code source, afin que l'amélioration bénéficie à tous.

Open GraiNMaster

2016-10-08T16:53:39Z

N.master :

l'automate de brassage simple et abordable

== Introduction ==

Salut à tous.

Certains ont suivi le sujet GraiNmaster sur le forum, la fabrication d'un système semi-automatisé de brassage.(voir ici [https://www.brassageamateur.com/forum/ftopic25406.html [1]])

Ce projet étant maintenant suffisamment abouti, j'ai choisi de partager avec vous un guide pour recréer la partie électronique de ce système !

== Qu'est ce que c'est ? ==

[[File:Apercu appareil.JPG|right|400px|aperçu de l'appareil]] Un petit montage électronique, assemblé à partir de modules tout faits, et qui s'occupe des températures et des temps de paliers lors d'un brassage

 

== Que faut-t-il pour pouvoir s'en servir ? ==

 

une cuve munie d'un chauffage électrique. C'est pour ainsi dire la seule contrainte. Après celui qui est capable de piloter le gaz électriquement pourrait sans doute détourner un peu l'appareil pour s'en servir.

 

== Pour quoi faire ? ==

Quand on brasse tout grain, on a pas mal de choses à gérer, et l'une d'elle concerne la température.

Il faut maintenir des paliers, pendant un temps donné, et à une température aussi précise que possible, surtout si on veut espérer brasser plusieurs fois une recette, ou espérer une certaine répétabilité dans le process.

 

== Mais il existe déjà des choses similaires sur le marché ? ==

Oui et non :

Le marché évolue, il évolue vite, et entre le début de mon projet et le moment où vous lisez ces lignes, ça peut avoir changé.

Mais quand j'ai commencé les solutions existantes étaient un peu extrèmes :

 

- Soit le basique type PID chinois STC1000 + une minuterie de cuisine (ça marche, je dis pas le contraire)

- Soit du très compliqué équipé de série avec interface graphique sur écran 32" 6 millions de couleurs, smartphone, PC, wifi, multimédia, peinture métallisée, lecteur MP3 blutooth XD ...

- Soit on est un peu bricoleur et on peut bricoler le STC1000 pour le flasher avec un autre programme. 

Ces solutions ne me plaisaient pas, c'était soit trop cher, soit trop basique.

C'est pourquoi j'ai développé ma solution, avec l'avantage de pouvoir maîtriser et adapter  aussi bien le matériel que le logiciel

 

== Concept et cahier des charges de départ ==

- On évite de réinventer la roue, le matériel c'est du kit, avec vraiment le strict minimum de circuits maison.

- On limite le budget au minimum, on s'accorde plus que le budget d'un PiD, mais nettement moins qu'une solution commerciale sophistiquée

- On s'arrange pour rester assez souple sur les possibilités.

Donc, il fallait partir d'autre chose...

 

== Le projet Open GraiNmaster ==

A la base je comptais produire seulement quelques exemplaires, non pas pour en faire un business, mais plutôt pour ceux qui n'ont pas le temps de réinventer la même chose, ou pas les moyens financiers pour les solutions clef en main.

Et puis le temps a passé, faire des prototypes est couteux en temps et en finances, et je me suis dit que sans le partage des bouts de code, des librairies, et autres exemples sur le net, mon projet n'existerait pas. Et donc redistribuer gratuitement le projet me semble un juste remerciement à la communauté.

 

On va donc dire que c'est une licence Beerware, si vous aimez mon invention, envoyez moi <del>une bière</del> <del>des bières</del> un carton de bière de votre fabrication :D (j'ai rayé les mentions inutiles)

C'est exclusivement pour un usage amateur, pas d'usage commercial, et je veux pas que dans 15 jours des malins commercialisent un automate fabriqué en Chine suivant mes plans.

Et si vous envisagez un usage commercial, ça serait sympa de penser un peu à moi ;).

 

=== Prérequis ===

Avant d'aborder la réalisation, merci de vérifier :

0 - que c'est bien de ça que vous avez besoin, ça peut sembler évident, mais peut être que les solutions basiques vous suffisent, ou peut être que vous recherchez plus complexe sans que le prix ne soit un problème.

1 - que vous êtes dotés de bon sens (on utilise pas du matériel amateur pour faire autre chose que de la bière amateur, c'est pas interdit de s'en servir pour aller plus loin, mais c'est pas fait pour ça donc vous n'irrez pas pleurer si ça ne marche pas. Pas de SAV ni de garanties !)

2 - que vous comprenez au moins les bases de l'électronique (le fil rouge sur le bouton rouge ...XD)

3 - que vous '''MAITRISEZ PARFAITEMENT''' les règles de sécurité électrique et que vous n'allez pas les contourner pour économiser 3 radis. J'inciste '''TRES''' lourdement sur ce point car il en va de votre vie. L'électricité '''TUE''', et mal maîtrisée, elle peut aussi causer d'autre accidents domestiques (incendie par exemple)

4 - que vous savez vous servir d'un ordinateur, d'un tournevis, et d'un fer à souder, et peut être aussi d'un multimètre basique

5 - que vous comprenez le français, car pour l'instant je ne me suis pas donné la peine de traduire quoique ce soit

 

Maintenant que c'est dit, voici donc les éléments clefs qu'il vous faudra pour faire un automate Open GraiNmaster :

 

=== La réalisation ===

Je vais vous parler de 3 options possibles :

 

*La version Eco ''(Je fais de la bière parce que la Kro c'est trop cher :D )''
*La version standard ''(Je fais de la bière parce que c'est ma passion)''
*La version originale ''(Je suis un birjik, et aussi un vrai geek, j'aime mieux faire compliqué)''

 

Toutes les version sont identiques point de vue interface utilisateur. La différence vient plutôt du côté matériel :

 

'''Version Eco :''' compter un budget d'environ 50€ (boitier compris, 35€ sans la boite)

Sonde : DS18B20

Puissance : Relais ou SSR

Pilotage de la chauffe : tout ou rien

 

'''Version standard :''' budget environ 65€ (50€ sans la boite)

Sonde : DS18B20

Puissance : SCR du commerce modifié

Pilotage de la chauffe : proportionnel

 

'''Version originale ''': environ 100€ ?

Sonde : PT100

Puissance : SCR du commerce modifié

Pilotage de la chauffe : proportionnel

 

=== Quelle version choisir ? ===

La version standard est recommandée pour tous.

La version dite éco, a pour seule différence qu'elle se passe d'élément de commande proportionelle, pour privilégier un système tout ou rien parfois plus économique à l'achat, et plus polyvalent.

La seule raison de préférer la version originale, c'est si vous avez déjà un équipement utilisant des sondes PT100 ou PT1000, ou si vous avez un autre circuit de mesure de température capable d'envoyer une information proportionnelle en tension 0-5V.

 

=== Matériel ===

'''Pour toutes les versions :'''

[[File:Arduino mega.jpg|right|400px|RTENOTITLE]]- un arduino Mega 2560 R3. Soutenir les créateurs officiels est toujours sympa, mais si vous êtes fauchés, on peut en trouver à moins de 10€ chez Aliexpress ou ebay.

- un LCD shield: prix environ 2€ chez ces mêmes vendeurs

- Un lecteur de cartes SD (Si on l'enlève, le montage fonctionne quand même très bien, mais pour 3€ ça serait dommage de s'en priver, surtout que dans ce cas, ça oblige à modifier le code "en dur" pour toucher aux paramètres PID)

- une carte SD (une toute petite de récup suffit très très largement) (5€ si on l'a pas)

- Facultatifs d'un point de vue purement fonctionnel, mais indispensables d'un point de vue sécurité : un disjoncteur réarmable (3€ tant qu'on tape pas dans de la haute puissance > 15A) , ou à défaut un fusible bien choisi (0.5€ chez le voleur du coin)

- Un boîtier décent pour isoler toute la partie puissance, on trouve des boîtiers corrects pour tableau électrique à environ 15€

- facultatif : un buzzer, avec son électronique de pilotage si il consomme plus de quelques milliamperes

- Suivant votre usage, une rallonge électrique à sacrifier 5€ (ATTENTION A LA PUISSANCE QUE VOUS TIREZ A LA PRISE : en général un circuit de prise électriques murales est prévu pour 15A, mais c'est parfois moins)

 

'''Pour la version Eco :'''

[[File:Sonde DS18B20.jpg|right|400px|RTENOTITLE]]- Une sonde 1 wire DS18B20 adaptée à votre usage (donc de préférence avec fourreau inox et étanche) 2€

- 2 résistances (1 kopek)

- une alimentation pour votre montage (9V si on se sert du régulateur de l'arduino - 5V si on se branche en direct) 2 à 10€

+ au choix : 

- Un relais 5V assez puissant pour contrôler votre élément de chauffe (ne pas hésiter à fortement sur-dimentionner) en tapant "relay arduino' on trouve pas mal de choses.

Choisir impérativement une version optocouplée. comptez 3-4€ pour un module comprenant deux relais. A réserver aux petites puissances, les relais 5V sont rarement prévus pour les grosses charges.
<div style="background:#eee; border:1px solid #ccc; padding:5px 10px">pour info, on trouve une plaque signalétique sous les appareils avec indiqué les puissances, à partir de cette info, on peut estimer l'ampérage (l'intensité) nécessaire en Ampères</div><div style="background:#eee; border:1px solid #ccc; padding:5px 10px">En alternatif, P = U x I x Cos(Phi)</div><div style="background:#eee; border:1px solid #ccc; padding:5px 10px">Mais ne vous vrillez pas le cerveau, pour un élément de chauffage (en théorie purement résistif), on peut s'autoriser une petite simplification et considérer que :</div><div style="background:#eee; border:1px solid #ccc; padding:5px 10px">P = U x I et donc  Intensité = Puissance / tension </div><div style="background:#eee; border:1px solid #ccc; padding:5px 10px">Donc pour un appareil de 2000W et sous 230V, on aura une intensité de 1000/230 = 8.6A</div><div style="background:#eee; border:1px solid #ccc; padding:5px 10px">Donc en théorie, un relais 10A suffirait à contrôler cet élément de chauffe. Cependant attention à toujours prendre une bonne marge de sécurité</div><div style="background:#eee; border:1px solid #ccc; padding:5px 10px">Il est prudent de prendre un relais une gamme au dessus du besoin réel. Exemple j'ai besoin de piloter 10A, je prend un relais 15A</div><div style="background:#eee; border:1px solid #ccc; padding:5px 10px">pour plus d'infos sur intensité, tension, puissance, voir par exemple ici :[http://webetab.ac-bordeaux.fr/Pedagogie/Physique/Physico/Electro/e08puiss.htm  http://webetab.ac-bordeaux.fr/Pedagogie/Physique/Physico/Electro/e08puiss.htm]</div>
 

- Solution plus sûre (mais nécessite un peu d'électronique) faire soi même l'optocoupleur, et piloter un relais acheté chez un revendeur sérieux (Farnell, radiospares, TME, mouser ...) environ 10€ pour un relais 10A , 2€ pour un optocoupleur. Il faudra peut être prévoir d'alimenter le relais en 12V ce qui ajoute donc une alim dans les frais ...

- solution un peu usine à gaz : commander un petit relais 5V avec l'arduino, et ce relais pilote l'alimentation d'un gros relais ou d'un contacteur. Attention les contacteurs ça fait des gros CLAC! quand ça contacte, et ça peut surprendre. C'est pas économique du tout mais on peut envisager de très grosses puissances

- solution plus coûteuse : un relais "solid state" SSR attention toutefois à pouvoir le piloter en 5V. NE PAS PRENDRE UNE MERDE DE CONTREFACON !! il vaut mieux prendre un SSR 15A de marque shneider electric, Merlin gerin, siemmens qu'un 40A de marque king kong tong qui prendra feu dès qu'on lui tire 5A dessus !

Compter environ 30€ pour du matériel sérieux chez un distributeur sérieux. moins cher c'est forcément suspect. Economiquement cette solution présente finalement peu d'intérêt face à la version standard. Le seul intérêt c'est si vous avez déjà le SSR qui attend sagement sur l'étagère...

 

'''Pour la version Standard'''

 La même chose que précédemment mais à la place du relais il faut un régulateur de puissance 10000W[[File:SCR.jpg|right|400px|RTENOTITLE]]

10 Kw ça parait énorme et surprenant oui, mais les chinois aiment annoncer des gros chiffres, et 40A serait sans doute plus "vrai" que 10 KW...

Je n' ai pas essayé de brancher 10 sèches cheveux sur mon variateur, cependant le modèle que j'ai entre les mains comprend bien un gros triac donné pour 40A maxi, ce qui sous 250V avec une charge purement résistive, à fond la caisse avec le vent dans le dos, donnerait effectivement 10KW

Il est monté sur un bon radiateur, et donc une charge de 2.5KW ne le fait même pas tiédir.

 Ça se trouve sous plein de références différentes, je suppose que ce sont tous des clones, mais il faut que ça soit le modèle avec un petit écran afficheur qui donne la puissance :

Ainsi il sera pratiquement "plug and play" pour notre usage.

Je l'ai eu sous le nom

"10000W Import SCR Super Power Digital Regulator Dimmer Speed Thermostat"  15€

  

'''Pour la version originale'''

le hardware ne sera pas abordé dans le détail car inutilement compliqué, et en plus assez cher.

Il faut la même chose que la version standard sauf qu'on remplace la sonde DS18B20

L'idée, c'est d'avoir une sonde de son choix, puis un circuit qui renvoie la lecture de la température sous forme d'une tension comprise entre 0V et +5V

Et ensuite on vient lire cette valeur pour connaître la température.

Pour plus de précision on utilise un DAC 16 bits, car les DACs intégrés à l'arduino sont assez imprécis.

J'ai utilisé : une sonde PT100

un convertisseur PT100 vers 0-5V

un DAC 16bits ADS1115 type adafruit

des circuits de filtrage, qui sont à adapter suivant le matériel utilisé pour la conversion PT100->0-5V (donc quelques résistances et condensateurs)

=== Sécurité ===

J'ai déjà parlé dans les prérequis et le matériel de la sécurité, mais je ne suis pas dupe, certains fous vont essayer de jouer les apprentis sorciers et faire des choses dangereuses.

Aussi, je me dit que certains rappels des bases ne feront pas de mal :

'''l'électricité tue''', vous le savez certainement, mais elle tue facilement, et profitera d'une milliseconde d'inattention pour vous griller la tronche dans un déluge d’effets pyrotechniques ...

Et même l'électricien avec 30 ans de métier peut se faire piéger.. Sur un montage qu'on met au point, on branche, on débranche, on branche, on débranche, on branche, on débranche, puis d'un coup, on débranche et on branche, et là c'est le drame...

Partez donc du principe, que oui, on veut vous tuer, et vous devez être parano pour survivre. Et un bon parano qui se respecte, se protège avec toutes les armes à sa portée :

*arme n° 1 : le disjoncteur de la maison. Normalement si vous n'êtes pas dans un appartement vétuste des années 30, vous devriez avoir un disjoncteur différentiel. Chatouilleux, c'est mieux pour votre survie. Vous n'en avez pas ? Alors il vaudrait mieux laisser tomber l'idée de faire de l'électricité amateur ...
*arme n°2 : le fil de terre, qui couplé au disjoncteur, vous évitera des problèmes si un câble mal isolé vient toucher la carcasse ou la cuve de votre appareil de brassage.
*arme n°3 : des gants en plastique. Même moi qui bricole beaucoup, et qui « joue » avec l'électricité, j'ai pris l'habitude de mettre des gants au moment du raccordement final au secteur. Car même si il ne m'est jamais arrivé de pépin, oublier de débrancher puis ripper sur une partie non isolée peut arriver
*arme n°4 : le boitier et les composants de sécurité électrique. Il est tentant de laisser un montage « en l'air » juste « pour le temps de tester » mais on connait tous le fameux provisoire devenu définitif... et avec le temps on se méfie moins de ce fil mal isolé qui trainait là, et PAF !
*arme n°5 : Vigilance et bon sens : on ne touche pas à l'électricité quand on est pas en forme. Il faut être concentré. Si vous êtes bourrés, fatigués, énervés, et que le chien vous casse les oreilles, c'est pas le bon moment pour bricoler !

Et je ne le répète jamais assez '''ON NE RADINE PAS SUR LA SÉCURITÉ'''. Si vous avez voulu gratter 30€ sur le SSR, et que votre SSR à 10€ met le feu à votre maison, vous regretterez amèrement cette économie....

== Fonctions du logiciel ==

version actuelle (V1.002):

Première version que je diffuse, elle est pleinement fonctionnelle, je m'en suis servi sur plusieurs brassins, et je n'ai pas noté de plantages ni problèmes étranges.

=== Fonctionnalités actuelles ===

Programmation et gestion de 7 étapes de brassage :

 - Préchauffage (température uniquement)

- Palier 1 (température et durée)

- Palier 2 (température et durée)

- Palier 3 (température et durée)

- Palier 4 (température et durée)

- Mash out/rinçage (température uniquement)

- ébullition (température et durée)

 Les étapes peuvent être sautées, ou annulées après confirmation

Affichage de la température pendant le refroidissement

Enregistrement du log sur carte SD (journal des températures en fonction du temps)

Programmation depuis la carte SD en éditant un fichier de configuration (certains paramètres système ne peuvent être modifié que par ce biais, ou en modifiant le code)

Gestion (sommaire) des erreurs type "pas de carte SD branchée" ou appuis involontaires sur un bouton pendant le brassage

Buzzer qui sonne pour prévenir qu'une étape est atteinte

Possibilité de modifier la température d'un palier "à la volée"

 

=== Ce qui pourrait être amélioré ===

 - Le code utilise beaucoup de variables, et certaines pourraient sans doute être mieux gérées

- Pour le moment ça tourne sur un arduino Mega. Avec de l'optimisation, ou en supprimant les fonction inutilisées de la version originale, on devrait pouvoir tourner sur un arduino UNO

- On peut changer les températures d'un palier à la volée, mais pas le temps du palier en question

- On pourrait envisager des alarmes différentes avec le bipeur ou des témoins lumineux

- les paramètres de réglage du système ne sont accessibles que par carte SD

- un auto-tune du PID ?

- traductions ?

 

=== Ce qui est en cours d'implémentation ===

 

=== Bugs connus ===

- il n'y a pas de fin programmée pour l'enregistrement sur carte SD. Toutes les minutes une info est écrite, et si on retire la carte pile poil quand il faut pas (une chance par minute), il peut se produire une erreur d'écriture sur la carte.

===  Ce qu'il serait techniquement possible de faire (mais ça serait un fork du projet initial) ===

 On pourrait avec le même matériel, et en modifiant le code, faire fonctionner l'arduino en mode 'esclave' c'est à dire qu'on vire tout le côté programmation et interface utilisateur, et on ne lui laisse que la partie commande, et on ajoute un protocole de communication avec un système maitre/esclave.

En gros l'arduino reçoit en I2C une consigne de type "chauffe 30 min à 80°", et il se débrouille, en retournant la témpérature actuelle quand on lui demande gentiment.

Ca permettrait de chaîner plusieurs arduinos esclaves, pilotés par un système maître aussi puissant et sophistiqué que souhaité.

= La réalisation =

== Version standard ==

Voici le schéma de principe pour la réalisation :

[[File:Branchements-GRainNMaster-std.gif|600px|schéma de principe]]

Le schéma de base des branchements de l'arduino Mega probient du site [[Www.pighixxx.com|www.pighixxx.com]]

Avant de sortir le fer à souder, gardez ce schéma imprimé en grand, ou à portée de main.

*Préparation de la sonde 1 wire DS18B20

Il va nous falloir une résistance de 4.7Kohm. Sa valeur n'est pas critique, si vous n'avez qu'une 3K ou une 5.1Kohm sous la main, ça marchera quand même.

Soudez la résistance entre les fils + et signal :

[[File:SondeDS18B20.jpg|300px|SondeDS18B20.jpg]][[File:Resist pullup.jpg|400px|Resist pullup.jpg]]

*Préparation du SCR (variateur de puissance 10KW)

[[File:SCR.jpg|400px|SCR.jpg]]

Il va ici falloir sacrifier une rallonge électrique, que nous viendrons relier sur le bornier.

Coupez la rallonge en son centre (quand elle est débranchée...) 

Puis dénudez les 3 fils.

Ensuite, ça parait bête mais on va re-brancher un des fils qu'on a coupé :

Ce fil c'est le fil de terre :prenez le fil de terre côté prise femelle, et rassemblez-le avec un domino sur le fil de terre côté prise mâle.

Si vous avez un châssis métallique, vous pouvez en profiter pour relier votre châssis à la terre.

Ensuite, branchez les fils phase et neutre de la prise mâle sur le côté noté "INPUT", et les fils phase et neutre de la prise femelle sur le côté "OUTPUT"

Ca c'était la partie facile.

Maintenant repérez ce connecteur :

[[File:Broches scr.png|RTENOTITLE]]

C'est celui où se branche le petit afficheur qui a été fourni avec votre SCR.

On va se servir de ses broches pour pouvoir le piloter .

On en utilise que 3 sur 4, attention à bien repérer le sens.

En récupérant le câble fourni, vous n'aurez pas à modifier le SCR.

Branchez les fils repérés DETECT et GATE sur les bonnes broches de l'arduino, et GND sur une des nombreuses pins GND disponibles.

*L'afficheur LCD : 

Là, rien de plus simple, on le branche comme n'importe quel shield. Par contre comme c'est prévu à l'origine pour un UNO beaucoup plus petit que le MEGA, il faut veiller à bien l'aligner sur les bonnes broches.

*Le lecteur SD card

[[File:Lecteur SD.png|400px|Lecteur SD.png]]

Ici, rien de très compliqué, on câble MOSI du lecteur SD sur MOSI de l'arduino, MISO sur MISO, etc.... 

Les broches MISO MOSI SCK GND et +5V peuvent être récupérées sur le header ISP 6 broches

Attention à bien relier SS (slave select) parfois nommé CS à la masse, sinon ça ne fonctionnera pas

La carte SD qui sera utilisée devra être formatée en FAT32

*Le buzzer : 

Si vous voulez mettre un  buzzer, la pin 40 est attribuée à cette fonction par défaut

== Tableau récapitulatif des branchements  ==

[[File:Tableau-pins.png|800px|tableau des branchements]]

= Le code  =

== Environnement nécessaire ==

Il vous faudra l'environnement Arduino dans sa dernière mouture. Le code à été ecrit sur la V1.6.8

== Librairies externes nécessaires ==

La plupart se trouvent sur le site officiel d'arduino

'''PID_v1''' par Brett Beauregard [http://brettbeauregard.com/blog/2011/04/improving-the-beginners-pid-introduction/ [1]]

'''EEPROMex''' par Thijs Elenbaas

'''Timer-master''' par Simon Monk [http://srmonk.blogspot.com/2012/01/arduino-timer-library.html http://srmonk.blogspot.com/2012/01/arduino-timer-library.html]

'''Adafruit_ADS1015 '''Par la société Adafuit

'''OneWire '''(contributeurs multiples) '''[http://www.arduino.cc/playground/Learning/OneWire http://www.arduino.cc/playground/Learning/OneWire]'''

'''dallas-temperature-control '''(contributeurs multiples)

Code source :

Open GraiNMaster

2016-10-08T16:51:09Z

N.master :

l'automate de brassage simple et abordable

== Introduction ==

Salut à tous.

Certains ont suivi le sujet GraiNmaster sur le forum, la fabrication d'un système semi-automatisé de brassage.(voir ici [https://www.brassageamateur.com/forum/ftopic25406.html [1]])

Ce projet étant maintenant suffisamment abouti, j'ai choisi de partager avec vous un guide pour recréer la partie électronique de ce système !

== Qu'est ce que c'est ? ==

[[File:Apercu appareil.JPG|right|400px|aperçu de l'appareil]] Un petit montage électronique, assemblé à partir de modules tout faits, et qui s'occupe des températures et des temps de paliers lors d'un brassage

 

== Que faut-t-il pour pouvoir s'en servir ? ==

 

une cuve munie d'un chauffage électrique. C'est pour ainsi dire la seule contrainte. Après celui qui est capable de piloter le gaz électriquement pourrait sans doute détourner un peu l'appareil pour s'en servir.

 

== Pour quoi faire ? ==

Quand on brasse tout grain, on a pas mal de choses à gérer, et l'une d'elle concerne la température.

Il faut maintenir des paliers, pendant un temps donné, et à une température aussi précise que possible, surtout si on veut espérer brasser plusieurs fois une recette, ou espérer une certaine répétabilité dans le process.

 

== Mais il existe déjà des choses similaires sur le marché ? ==

Oui et non :

Le marché évolue, il évolue vite, et entre le début de mon projet et le moment où vous lisez ces lignes, ça peut avoir changé.

Mais quand j'ai commencé les solutions existantes étaient un peu extrèmes :

 

- Soit le basique type PID chinois STC1000 + une minuterie de cuisine (ça marche, je dis pas le contraire)

- Soit du très compliqué équipé de série avec interface graphique sur écran 32" 6 millions de couleurs, smartphone, PC, wifi, multimédia, peinture métallisée, lecteur MP3 blutooth XD ...

- Soit on est un peu bricoleur et on peut bricoler le STC1000 pour le flasher avec un autre programme. 

Ces solutions ne me plaisaient pas, c'était soit trop cher, soit trop basique.

C'est pourquoi j'ai développé ma solution, avec l'avantage de pouvoir maîtriser et adapter  aussi bien le matériel que le logiciel

 

== Concept et cahier des charges de départ ==

- On évite de réinventer la roue, le matériel c'est du kit, avec vraiment le strict minimum de circuits maison.

- On limite le budget au minimum, on s'accorde plus que le budget d'un PiD, mais nettement moins qu'une solution commerciale sophistiquée

- On s'arrange pour rester assez souple sur les possibilités.

Donc, il fallait partir d'autre chose...

 

== Le projet Open GraiNmaster ==

A la base je comptais produire seulement quelques exemplaires, non pas pour en faire un business, mais plutôt pour ceux qui n'ont pas le temps de réinventer la même chose, ou pas les moyens financiers pour les solutions clef en main.

Et puis le temps a passé, faire des prototypes est couteux en temps et en finances, et je me suis dit que sans le partage des bouts de code, des librairies, et autres exemples sur le net, mon projet n'existerait pas. Et donc redistribuer gratuitement le projet me semble un juste remerciement à la communauté.

 

On va donc dire que c'est une licence Beerware, si vous aimez mon invention, envoyez moi <del>une bière</del> <del>des bières</del> un carton de bière de votre fabrication :D (j'ai rayé les mentions inutiles)

C'est exclusivement pour un usage amateur, pas d'usage commercial, et je veux pas que dans 15 jours des malins commercialisent un automate fabriqué en Chine suivant mes plans.

Et si vous envisagez un usage commercial, ça serait sympa de penser un peu à moi ;).

 

=== Prérequis ===

Avant d'aborder la réalisation, merci de vérifier :

0 - que c'est bien de ça que vous avez besoin, ça peut sembler évident, mais peut être que les solutions basiques vous suffisent, ou peut être que vous recherchez plus complexe sans que le prix ne soit un problème.

1 - que vous êtes dotés de bon sens (on utilise pas du matériel amateur pour faire autre chose que de la bière amateur, c'est pas interdit de s'en servir pour aller plus loin, mais c'est pas fait pour ça donc vous n'irrez pas pleurer si ça ne marche pas. Pas de SAV ni de garanties !)

2 - que vous comprenez au moins les bases de l'électronique (le fil rouge sur le bouton rouge ...XD)

3 - que vous '''MAITRISEZ PARFAITEMENT''' les règles de sécurité électrique et que vous n'allez pas les contourner pour économiser 3 radis. J'inciste '''TRES''' lourdement sur ce point car il en va de votre vie. L'électricité '''TUE''', et mal maîtrisée, elle peut aussi causer d'autre accidents domestiques (incendie par exemple)

4 - que vous savez vous servir d'un ordinateur, d'un tournevis, et d'un fer à souder, et peut être aussi d'un multimètre basique

5 - que vous comprenez le français, car pour l'instant je ne me suis pas donné la peine de traduire quoique ce soit

 

Maintenant que c'est dit, voici donc les éléments clefs qu'il vous faudra pour faire un automate Open GraiNmaster :

 

=== La réalisation ===

Je vais vous parler de 3 options possibles :

 

*La version Eco ''(Je fais de la bière parce que la Kro c'est trop cher :D )''
*La version standard ''(Je fais de la bière parce que c'est ma passion)''
*La version originale ''(Je suis un birjik, et aussi un vrai geek, j'aime mieux faire compliqué)''

 

Toutes les version sont identiques point de vue interface utilisateur. La différence vient plutôt du côté matériel :

 

'''Version Eco :''' compter un budget d'environ 50€ (boitier compris, 35€ sans la boite)

Sonde : DS18B20

Puissance : Relais ou SSR

Pilotage de la chauffe : tout ou rien

 

'''Version standard :''' budget environ 65€ (50€ sans la boite)

Sonde : DS18B20

Puissance : SCR du commerce modifié

Pilotage de la chauffe : proportionnel

 

'''Version originale ''': environ 100€ ?

Sonde : PT100

Puissance : SCR du commerce modifié

Pilotage de la chauffe : proportionnel

 

=== Quelle version choisir ? ===

La version standard est recommandée pour tous.

La version dite éco, a pour seule différence qu'elle se passe d'élément de commande proportionelle, pour privilégier un système tout ou rien parfois plus économique à l'achat, et plus polyvalent.

La seule raison de préférer la version originale, c'est si vous avez déjà un équipement utilisant des sondes PT100 ou PT1000, ou si vous avez un autre circuit de mesure de température capable d'envoyer une information proportionnelle en tension 0-5V.

 

=== Matériel ===

'''Pour toutes les versions :'''

[[File:Arduino mega.jpg|right|400px|RTENOTITLE]]- un arduino Mega 2560 R3. Soutenir les créateurs officiels est toujours sympa, mais si vous êtes fauchés, on peut en trouver à moins de 10€ chez Aliexpress ou ebay.

- un LCD shield: prix environ 2€ chez ces mêmes vendeurs

- Un lecteur de cartes SD (Si on l'enlève, le montage fonctionne quand même très bien, mais pour 3€ ça serait dommage de s'en priver, surtout que dans ce cas, ça oblige à modifier le code "en dur" pour toucher aux paramètres PID)

- une carte SD (une toute petite de récup suffit très très largement) (5€ si on l'a pas)

- Facultatifs d'un point de vue purement fonctionnel, mais indispensables d'un point de vue sécurité : un disjoncteur réarmable (3€ tant qu'on tape pas dans de la haute puissance > 15A) , ou à défaut un fusible bien choisi (0.5€ chez le voleur du coin)

- Un boîtier décent pour isoler toute la partie puissance, on trouve des boîtiers corrects pour tableau électrique à environ 15€

- facultatif : un buzzer, avec son électronique de pilotage si il consomme plus de quelques milliamperes

- Suivant votre usage, une rallonge électrique à sacrifier 5€ (ATTENTION A LA PUISSANCE QUE VOUS TIREZ A LA PRISE : en général un circuit de prise électriques murales est prévu pour 15A, mais c'est parfois moins)

 

'''Pour la version Eco :'''

[[File:Sonde DS18B20.jpg|right|400px|RTENOTITLE]]- Une sonde 1 wire DS18B20 adaptée à votre usage (donc de préférence avec fourreau inox et étanche) 2€

- 2 résistances (1 kopek)

- une alimentation pour votre montage (9V si on se sert du régulateur de l'arduino - 5V si on se branche en direct) 2 à 10€

+ au choix : 

- Un relais 5V assez puissant pour contrôler votre élément de chauffe (ne pas hésiter à fortement sur-dimentionner) en tapant "relay arduino' on trouve pas mal de choses.

Choisir impérativement une version optocouplée. comptez 3-4€ pour un module comprenant deux relais. A réserver aux petites puissances, les relais 5V sont rarement prévus pour les grosses charges.
<div style="background:#eee; border:1px solid #ccc; padding:5px 10px">pour info, on trouve une plaque signalétique sous les appareils avec indiqué les puissances, à partir de cette info, on peut estimer l'ampérage (l'intensité) nécessaire en Ampères</div><div style="background:#eee; border:1px solid #ccc; padding:5px 10px">En alternatif, P = U x I x Cos(Phi)</div><div style="background:#eee; border:1px solid #ccc; padding:5px 10px">Mais ne vous vrillez pas le cerveau, pour un élément de chauffage (en théorie purement résistif), on peut s'autoriser une petite simplification et considérer que :</div><div style="background:#eee; border:1px solid #ccc; padding:5px 10px">P = U x I et donc  Intensité = Puissance / tension </div><div style="background:#eee; border:1px solid #ccc; padding:5px 10px">Donc pour un appareil de 2000W et sous 230V, on aura une intensité de 1000/230 = 8.6A</div><div style="background:#eee; border:1px solid #ccc; padding:5px 10px">Donc en théorie, un relais 10A suffirait à contrôler cet élément de chauffe. Cependant attention à toujours prendre une bonne marge de sécurité</div><div style="background:#eee; border:1px solid #ccc; padding:5px 10px">Il est prudent de prendre un relais une gamme au dessus du besoin réel. Exemple j'ai besoin de piloter 10A, je prend un relais 15A</div><div style="background:#eee; border:1px solid #ccc; padding:5px 10px">pour plus d'infos sur intensité, tension, puissance, voir par exemple ici :[http://webetab.ac-bordeaux.fr/Pedagogie/Physique/Physico/Electro/e08puiss.htm  http://webetab.ac-bordeaux.fr/Pedagogie/Physique/Physico/Electro/e08puiss.htm]</div>
 

- Solution plus sûre (mais nécessite un peu d'électronique) faire soi même l'optocoupleur, et piloter un relais acheté chez un revendeur sérieux (Farnell, radiospares, TME, mouser ...) environ 10€ pour un relais 10A , 2€ pour un optocoupleur. Il faudra peut être prévoir d'alimenter le relais en 12V ce qui ajoute donc une alim dans les frais ...

- solution un peu usine à gaz : commander un petit relais 5V avec l'arduino, et ce relais pilote l'alimentation d'un gros relais ou d'un contacteur. Attention les contacteurs ça fait des gros CLAC! quand ça contacte, et ça peut surprendre. C'est pas économique du tout mais on peut envisager de très grosses puissances

- solution plus coûteuse : un relais "solid state" SSR attention toutefois à pouvoir le piloter en 5V. NE PAS PRENDRE UNE MERDE DE CONTREFACON !! il vaut mieux prendre un SSR 15A de marque shneider electric, Merlin gerin, siemmens qu'un 40A de marque king kong tong qui prendra feu dès qu'on lui tire 5A dessus !

Compter environ 30€ pour du matériel sérieux chez un distributeur sérieux. moins cher c'est forcément suspect. Economiquement cette solution présente finalement peu d'intérêt face à la version standard. Le seul intérêt c'est si vous avez déjà le SSR qui attend sagement sur l'étagère...

 

'''Pour la version Standard'''

 La même chose que précédemment mais à la place du relais il faut un régulateur de puissance 10000W[[File:SCR.jpg|right|400px|RTENOTITLE]]

10 Kw ça parait énorme et surprenant oui, mais les chinois aiment annoncer des gros chiffres, et 40A serait sans doute plus "vrai" que 10 KW...

Je n' ai pas essayé de brancher 10 sèches cheveux sur mon variateur, cependant le modèle que j'ai entre les mains comprend bien un gros triac donné pour 40A maxi, ce qui sous 250V avec une charge purement résistive, à fond la caisse avec le vent dans le dos, donnerait effectivement 10KW

Il est monté sur un bon radiateur, et donc une charge de 2.5KW ne le fait même pas tiédir.

 Ça se trouve sous plein de références différentes, je suppose que ce sont tous des clones, mais il faut que ça soit le modèle avec un petit écran afficheur qui donne la puissance :

Ainsi il sera pratiquement "plug and play" pour notre usage.

Je l'ai eu sous le nom

"10000W Import SCR Super Power Digital Regulator Dimmer Speed Thermostat"  15€

  

'''Pour la version originale'''

le hardware ne sera pas abordé dans le détail car inutilement compliqué, et en plus assez cher.

Il faut la même chose que la version standard sauf qu'on remplace la sonde DS18B20

L'idée, c'est d'avoir une sonde de son choix, puis un circuit qui renvoie la lecture de la température sous forme d'une tension comprise entre 0V et +5V

Et ensuite on vient lire cette valeur pour connaître la température.

Pour plus de précision on utilise un DAC 16 bits, car les DACs intégrés à l'arduino sont assez imprécis.

J'ai utilisé : une sonde PT100

un convertisseur PT100 vers 0-5V

un DAC 16bits ADS1115 type adafruit

des circuits de filtrage, qui sont à adapter suivant le matériel utilisé pour la conversion PT100->0-5V (donc quelques résistances et condensateurs)

=== Sécurité ===

J'ai déjà parlé dans les prérequis et le matériel de la sécurité, mais je ne suis pas dupe, certains fous vont essayer de jouer les apprentis sorciers et faire des choses dangereuses.

Aussi, je me dit que certains rappels des bases ne feront pas de mal :

'''l'électricité tue''', vous le savez certainement, mais elle tue facilement, et profitera d'une milliseconde d'inattention pour vous griller la tronche dans un déluge d’effets pyrotechniques ...

Et même l'électricien avec 30 ans de métier peut se faire piéger.. Sur un montage qu'on met au point, on branche, on débranche, on branche, on débranche, on branche, on débranche, puis d'un coup, on débranche et on branche, et là c'est le drame...

Partez donc du principe, que oui, on veut vous tuer, et vous devez être parano pour survivre. Et un bon parano qui se respecte, se protège avec toutes les armes à sa portée :

*arme n° 1 : le disjoncteur de la maison. Normalement si vous n'êtes pas dans un appartement vétuste des années 30, vous devriez avoir un disjoncteur différentiel. Chatouilleux, c'est mieux pour votre survie. Vous n'en avez pas ? Alors il vaudrait mieux laisser tomber l'idée de faire de l'électricité amateur ...
*arme n°2 : le fil de terre, qui couplé au disjoncteur, vous évitera des problèmes si un câble mal isolé vient toucher la carcasse ou la cuve de votre appareil de brassage.
*arme n°3 : des gants en plastique. Même moi qui bricole beaucoup, et qui « joue » avec l'électricité, j'ai pris l'habitude de mettre des gants au moment du raccordement final au secteur. Car même si il ne m'est jamais arrivé de pépin, oublier de débrancher puis ripper sur une partie non isolée peut arriver
*arme n°4 : le boitier et les composants de sécurité électrique. Il est tentant de laisser un montage « en l'air » juste « pour le temps de tester » mais on connait tous le fameux provisoire devenu définitif... et avec le temps on se méfie moins de ce fil mal isolé qui trainait là, et PAF !
*arme n°5 : Vigilance et bon sens : on ne touche pas à l'électricité quand on est pas en forme. Il faut être concentré. Si vous êtes bourrés, fatigués, énervés, et que le chien vous casse les oreilles, c'est pas le bon moment pour bricoler !

Et je ne le répète jamais assez '''ON NE RADINE PAS SUR LA SÉCURITÉ'''. Si vous avez voulu gratter 30€ sur le SSR, et que votre SSR à 10€ met le feu à votre maison, vous regretterez amèrement cette économie....

== Fonctions du logiciel ==

version actuelle (V1.002):

Première version que je diffuse, elle est pleinement fonctionnelle, je m'en suis servi sur plusieurs brassins, et je n'ai pas noté de plantages ni problèmes étranges.

=== Fonctionnalités actuelles ===

Programmation et gestion de 7 étapes de brassage :

 - Préchauffage (température uniquement)

- Palier 1 (température et durée)

- Palier 2 (température et durée)

- Palier 3 (température et durée)

- Palier 4 (température et durée)

- Mash out/rinçage (température uniquement)

- ébullition (température et durée)

 Les étapes peuvent être sautées, ou annulées après confirmation

Affichage de la température pendant le refroidissement

Enregistrement du log sur carte SD (journal des températures en fonction du temps)

Programmation depuis la carte SD en éditant un fichier de configuration (certains paramètres système ne peuvent être modifié que par ce biais, ou en modifiant le code)

Gestion (sommaire) des erreurs type "pas de carte SD branchée" ou appuis involontaires sur un bouton pendant le brassage

Buzzer qui sonne pour prévenir qu'une étape est atteinte

Possibilité de modifier la température d'un palier "à la volée"

 

=== Ce qui pourrait être amélioré ===

 - Le code utilise beaucoup de variables, et certaines pourraient sans doute être mieux gérées

- Pour le moment ça tourne sur un arduino Mega. Avec de l'optimisation, ou en supprimant les fonction inutilisées de la version originale, on devrait pouvoir tourner sur un arduino UNO

- On peut changer les températures d'un palier à la volée, mais pas le temps du palier en question

- On pourrait envisager des alarmes différentes avec le bipeur ou des témoins lumineux

- les paramètres de réglage du système ne sont accessibles que par carte SD

- un auto-tune du PID ?

- traductions ?

 

=== Ce qui est en cours d'implémentation ===

 

=== Bugs connus ===

- il n'y a pas de fin programmée pour l'enregistrement sur carte SD. Toutes les minutes une info est écrite, et si on retire la carte pile poil quand il faut pas (une chance par minute), il peut se produire une erreur d'écriture sur la carte.

===  Ce qu'il serait techniquement possible de faire (mais ça serait un fork du projet initial) ===

 On pourrait avec le même matériel, et en modifiant le code, faire fonctionner l'arduino en mode 'esclave' c'est à dire qu'on vire tout le côté programmation et interface utilisateur, et on ne lui laisse que la partie commande, et on ajoute un protocole de communication avec un système maitre/esclave.

En gros l'arduino reçoit en I2C une consigne de type "chauffe 30 min à 80°", et il se débrouille, en retournant la témpérature actuelle quand on lui demande gentiment.

Ca permettrait de chaîner plusieurs arduinos esclaves, pilotés par un système maître aussi puissant et sophistiqué que souhaité.

= La réalisation =

== Version standard ==

Voici le schéma de principe pour la réalisation :

[[File:Branchements-GRainNMaster-std.gif|600px|schéma de principe]]

Le schéma de base des branchements de l'arduino Mega probient du site [[Www.pighixxx.com|www.pighixxx.com]]

Avant de sortir le fer à souder, gardez ce schéma imprimé en grand, ou à portée de main.

*Préparation de la sonde 1 wire DS18B20

Il va nous falloir une résistance de 4.7Kohm. Sa valeur n'est pas critique, si vous n'avez qu'une 3K ou une 5.1Kohm sous la main, ça marchera quand même.

Soudez la résistance entre les fils + et signal :

[[File:SondeDS18B20.jpg|300px|SondeDS18B20.jpg]][[File:Resist pullup.jpg|400px|Resist pullup.jpg]]

*Préparation du SCR (variateur de puissance 10KW)

[[File:SCR.jpg|400px|SCR.jpg]]

Il va ici falloir sacrifier une rallonge électrique, que nous viendrons relier sur le bornier.

Coupez la rallonge en son centre (quand elle est débranchée...) 

Puis dénudez les 3 fils.

Ensuite, ça parait bête mais on va re-brancher un des fils qu'on a coupé :

Ce fil c'est le fil de terre :prenez le fil de terre côté prise femelle, et rassemblez-le avec un domino sur le fil de terre côté prise mâle.

Si vous avez un châssis métallique, vous pouvez en profiter pour relier votre châssis à la terre.

Ensuite, branchez les fils phase et neutre de la prise mâle sur le côté noté "INPUT", et les fils phase et neutre de la prise femelle sur le côté "OUTPUT"

Ca c'était la partie facile.

Maintenant repérez ce connecteur :

[[File:Broches scr.png|RTENOTITLE]]

C'est celui où se branche le petit afficheur qui a été fourni avec votre SCR.

On va se servir de ses broches pour pouvoir le piloter .

On en utilise que 3 sur 4, attention à bien repérer le sens.

En récupérant le câble fourni, vous n'aurez pas à modifier le SCR.

Branchez les fils repérés DETECT et GATE sur les bonnes broches de l'arduino, et GND sur une des nombreuses pins GND disponibles.

*L'afficheur LCD : 

Là, rien de plus simple, on le branche comme n'importe quel shield. Par contre comme c'est prévu à l'origine pour un UNO beaucoup plus petit que le MEGA, il faut veiller à bien l'aligner sur les bonnes broches.

*Le lecteur SD card

[[File:Lecteur SD.png|400px|Lecteur SD.png]]

Ici, rien de très compliqué, on câble MOSI du lecteur SD sur MOSI de l'arduino, MISO sur MISO, etc.... 

Les broches MISO MOSI SCK GND et +5V peuvent être récupérées sur le header ISP 6 broches

Attention à bien relier SS (slave select) parfois nommé CS à la masse, sinon ça ne fonctionnera pas

La carte SD qui sera utilisée devra être formatée en FAT32

*Le buzzer : 

Si vous voulez mettre un  buzzer, la pin 40 est attribuée à cette fonction par défaut

== Tableau récapitulatif des branchements  ==

[[File:Tableau-pins.png|800px|tableau des branchements]]

= Le code  =

== Environnement nécessaire ==

Il vous faudra l'environnement Arduino dans sa dernière mouture. Le code à été ecrit sur la V1.6.8

== Librairies externes nécessaires ==

La plupart se trouvent sur le site officiel d'arduino

'''PID_v1''' par Brett Beauregard [http://brettbeauregard.com/blog/2011/04/improving-the-beginners-pid-introduction/]

'''EEPROMex''' par Thijs Elenbaas

'''Timer-master''' par Simon Monk [http://srmonk.blogspot.com/2012/01/arduino-timer-library.html http://srmonk.blogspot.com/2012/01/arduino-timer-library.html]

'''Adafruit_ADS1015 '''Par la société Adafuit

'''OneWire '''(contributeurs multiples) '''[http://www.arduino.cc/playground/Learning/OneWire http://www.arduino.cc/playground/Learning/OneWire]'''

'''dallas-temperature-control '''(contributeurs multiples)

Open GraiNMaster

2016-10-08T16:35:51Z

N.master :

l'automate de brassage simple et abordable

== Introduction ==

Salut à tous.

Certains ont suivi le sujet GraiNmaster sur le forum, la fabrication d'un système semi-automatisé de brassage.(voir ici [https://www.brassageamateur.com/forum/ftopic25406.html [1]])

Ce projet étant maintenant suffisamment abouti, j'ai choisi de partager avec vous un guide pour recréer la partie électronique de ce système !

== Qu'est ce que c'est ? ==

[[File:Apercu appareil.JPG|right|400px|aperçu de l'appareil]] Un petit montage électronique, assemblé à partir de modules tout faits, et qui s'occupe des températures et des temps de paliers lors d'un brassage

 

== Que faut-t-il pour pouvoir s'en servir ? ==

 

une cuve munie d'un chauffage électrique. C'est pour ainsi dire la seule contrainte. Après celui qui est capable de piloter le gaz électriquement pourrait sans doute détourner un peu l'appareil pour s'en servir.

 

== Pour quoi faire ? ==

Quand on brasse tout grain, on a pas mal de choses à gérer, et l'une d'elle concerne la température.

Il faut maintenir des paliers, pendant un temps donné, et à une température aussi précise que possible, surtout si on veut espérer brasser plusieurs fois une recette, ou espérer une certaine répétabilité dans le process.

 

== Mais il existe déjà des choses similaires sur le marché ? ==

Oui et non :

Le marché évolue, il évolue vite, et entre le début de mon projet et le moment où vous lisez ces lignes, ça peut avoir changé.

Mais quand j'ai commencé les solutions existantes étaient un peu extrèmes :

 

- Soit le basique type PID chinois STC1000 + une minuterie de cuisine (ça marche, je dis pas le contraire)

- Soit du très compliqué équipé de série avec interface graphique sur écran 32" 6 millions de couleurs, smartphone, PC, wifi, multimédia, peinture métallisée, lecteur MP3 blutooth XD ...

- Soit on est un peu bricoleur et on peut bricoler le STC1000 pour le flasher avec un autre programme. 

Ces solutions ne me plaisaient pas, c'était soit trop cher, soit trop basique.

C'est pourquoi j'ai développé ma solution, avec l'avantage de pouvoir maîtriser et adapter  aussi bien le matériel que le logiciel

 

== Concept et cahier des charges de départ ==

- On évite de réinventer la roue, le matériel c'est du kit, avec vraiment le strict minimum de circuits maison.

- On limite le budget au minimum, on s'accorde plus que le budget d'un PiD, mais nettement moins qu'une solution commerciale sophistiquée

- On s'arrange pour rester assez souple sur les possibilités.

Donc, il fallait partir d'autre chose...

 

== Le projet Open GraiNmaster ==

A la base je comptais produire seulement quelques exemplaires, non pas pour en faire un business, mais plutôt pour ceux qui n'ont pas le temps de réinventer la même chose, ou pas les moyens financiers pour les solutions clef en main.

Et puis le temps a passé, faire des prototypes est couteux en temps et en finances, et je me suis dit que sans le partage des bouts de code, des librairies, et autres exemples sur le net, mon projet n'existerait pas. Et donc redistribuer gratuitement le projet me semble un juste remerciement à la communauté.

 

On va donc dire que c'est une licence Beerware, si vous aimez mon invention, envoyez moi <del>une bière</del> <del>des bières</del> un carton de bière de votre fabrication :D (j'ai rayé les mentions inutiles)

C'est exclusivement pour un usage amateur, pas d'usage commercial, et je veux pas que dans 15 jours des malins commercialisent un automate fabriqué en Chine suivant mes plans.

Et si vous envisagez un usage commercial, ça serait sympa de penser un peu à moi ;).

 

=== Prérequis ===

Avant d'aborder la réalisation, merci de vérifier :

0 - que c'est bien de ça que vous avez besoin, ça peut sembler évident, mais peut être que les solutions basiques vous suffisent, ou peut être que vous recherchez plus complexe sans que le prix ne soit un problème.

1 - que vous êtes dotés de bon sens (on utilise pas du matériel amateur pour faire autre chose que de la bière amateur, c'est pas interdit de s'en servir pour aller plus loin, mais c'est pas fait pour ça donc vous n'irrez pas pleurer si ça ne marche pas. Pas de SAV ni de garanties !)

2 - que vous comprenez au moins les bases de l'électronique (le fil rouge sur le bouton rouge ...XD)

3 - que vous '''MAITRISEZ PARFAITEMENT''' les règles de sécurité électrique et que vous n'allez pas les contourner pour économiser 3 radis. J'inciste '''TRES''' lourdement sur ce point car il en va de votre vie. L'électricité '''TUE''', et mal maîtrisée, elle peut aussi causer d'autre accidents domestiques (incendie par exemple)

4 - que vous savez vous servir d'un ordinateur, d'un tournevis, et d'un fer à souder, et peut être aussi d'un multimètre basique

5 - que vous comprenez le français, car pour l'instant je ne me suis pas donné la peine de traduire quoique ce soit

 

Maintenant que c'est dit, voici donc les éléments clefs qu'il vous faudra pour faire un automate Open GraiNmaster :

 

=== La réalisation ===

Je vais vous parler de 3 options possibles :

 

*La version Eco ''(Je fais de la bière parce que la Kro c'est trop cher :D )''
*La version standard ''(Je fais de la bière parce que c'est ma passion)''
*La version originale ''(Je suis un birjik, et aussi un vrai geek, j'aime mieux faire compliqué)''

 

Toutes les version sont identiques point de vue interface utilisateur. La différence vient plutôt du côté matériel :

 

'''Version Eco :''' compter un budget d'environ 50€ (boitier compris, 35€ sans la boite)

Sonde : DS18B20

Puissance : Relais ou SSR

Pilotage de la chauffe : tout ou rien

 

'''Version standard :''' budget environ 65€ (50€ sans la boite)

Sonde : DS18B20

Puissance : SCR du commerce modifié

Pilotage de la chauffe : proportionnel

 

'''Version originale ''': environ 100€ ?

Sonde : PT100

Puissance : SCR du commerce modifié

Pilotage de la chauffe : proportionnel

 

=== Quelle version choisir ? ===

La version standard est recommandée pour tous.

La version dite éco, a pour seule différence qu'elle se passe d'élément de commande proportionelle, pour privilégier un système tout ou rien parfois plus économique à l'achat, et plus polyvalent.

La seule raison de préférer la version originale, c'est si vous avez déjà un équipement utilisant des sondes PT100 ou PT1000, ou si vous avez un autre circuit de mesure de température capable d'envoyer une information proportionnelle en tension 0-5V.

 

=== Matériel ===

'''Pour toutes les versions :'''

[[File:Arduino mega.jpg|right|400px|RTENOTITLE]]- un arduino Mega 2560 R3. Soutenir les créateurs officiels est toujours sympa, mais si vous êtes fauchés, on peut en trouver à moins de 10€ chez Aliexpress ou ebay.

- un LCD shield: prix environ 2€ chez ces mêmes vendeurs

- Un lecteur de cartes SD (Si on l'enlève, le montage fonctionne quand même très bien, mais pour 3€ ça serait dommage de s'en priver, surtout que dans ce cas, ça oblige à modifier le code "en dur" pour toucher aux paramètres PID)

- une carte SD (une toute petite de récup suffit très très largement) (5€ si on l'a pas)

- Facultatifs d'un point de vue purement fonctionnel, mais indispensables d'un point de vue sécurité : un disjoncteur réarmable (3€ tant qu'on tape pas dans de la haute puissance > 15A) , ou à défaut un fusible bien choisi (0.5€ chez le voleur du coin)

- Un boîtier décent pour isoler toute la partie puissance, on trouve des boîtiers corrects pour tableau électrique à environ 15€

- facultatif : un buzzer, avec son électronique de pilotage si il consomme plus de quelques milliamperes

- Suivant votre usage, une rallonge électrique à sacrifier 5€ (ATTENTION A LA PUISSANCE QUE VOUS TIREZ A LA PRISE : en général un circuit de prise électriques murales est prévu pour 15A, mais c'est parfois moins)

 

'''Pour la version Eco :'''

[[File:Sonde DS18B20.jpg|right|400px|RTENOTITLE]]- Une sonde 1 wire DS18B20 adaptée à votre usage (donc de préférence avec fourreau inox et étanche) 2€

- 2 résistances (1 kopek)

- une alimentation pour votre montage (9V si on se sert du régulateur de l'arduino - 5V si on se branche en direct) 2 à 10€

+ au choix : 

- Un relais 5V assez puissant pour contrôler votre élément de chauffe (ne pas hésiter à fortement sur-dimentionner) en tapant "relay arduino' on trouve pas mal de choses.

Choisir impérativement une version optocouplée. comptez 3-4€ pour un module comprenant deux relais. A réserver aux petites puissances, les relais 5V sont rarement prévus pour les grosses charges.
<div style="background:#eee; border:1px solid #ccc; padding:5px 10px">pour info, on trouve une plaque signalétique sous les appareils avec indiqué les puissances, à partir de cette info, on peut estimer l'ampérage (l'intensité) nécessaire en Ampères</div><div style="background:#eee; border:1px solid #ccc; padding:5px 10px">En alternatif, P = U x I x Cos(Phi)</div><div style="background:#eee; border:1px solid #ccc; padding:5px 10px">Mais ne vous vrillez pas le cerveau, pour un élément de chauffage (en théorie purement résistif), on peut s'autoriser une petite simplification et considérer que :</div><div style="background:#eee; border:1px solid #ccc; padding:5px 10px">P = U x I et donc  Intensité = Puissance / tension </div><div style="background:#eee; border:1px solid #ccc; padding:5px 10px">Donc pour un appareil de 2000W et sous 230V, on aura une intensité de 1000/230 = 8.6A</div><div style="background:#eee; border:1px solid #ccc; padding:5px 10px">Donc en théorie, un relais 10A suffirait à contrôler cet élément de chauffe. Cependant attention à toujours prendre une bonne marge de sécurité</div><div style="background:#eee; border:1px solid #ccc; padding:5px 10px">Il est prudent de prendre un relais une gamme au dessus du besoin réel. Exemple j'ai besoin de piloter 10A, je prend un relais 15A</div><div style="background:#eee; border:1px solid #ccc; padding:5px 10px">pour plus d'infos sur intensité, tension, puissance, voir par exemple ici :[http://webetab.ac-bordeaux.fr/Pedagogie/Physique/Physico/Electro/e08puiss.htm  http://webetab.ac-bordeaux.fr/Pedagogie/Physique/Physico/Electro/e08puiss.htm]</div>
 

- Solution plus sûre (mais nécessite un peu d'électronique) faire soi même l'optocoupleur, et piloter un relais acheté chez un revendeur sérieux (Farnell, radiospares, TME, mouser ...) environ 10€ pour un relais 10A , 2€ pour un optocoupleur. Il faudra peut être prévoir d'alimenter le relais en 12V ce qui ajoute donc une alim dans les frais ...

- solution un peu usine à gaz : commander un petit relais 5V avec l'arduino, et ce relais pilote l'alimentation d'un gros relais ou d'un contacteur. Attention les contacteurs ça fait des gros CLAC! quand ça contacte, et ça peut surprendre. C'est pas économique du tout mais on peut envisager de très grosses puissances

- solution plus coûteuse : un relais "solid state" SSR attention toutefois à pouvoir le piloter en 5V. NE PAS PRENDRE UNE MERDE DE CONTREFACON !! il vaut mieux prendre un SSR 15A de marque shneider electric, Merlin gerin, siemmens qu'un 40A de marque king kong tong qui prendra feu dès qu'on lui tire 5A dessus !

Compter environ 30€ pour du matériel sérieux chez un distributeur sérieux. moins cher c'est forcément suspect. Economiquement cette solution présente finalement peu d'intérêt face à la version standard. Le seul intérêt c'est si vous avez déjà le SSR qui attend sagement sur l'étagère...

 

'''Pour la version Standard'''

 La même chose que précédemment mais à la place du relais il faut un régulateur de puissance 10000W[[File:SCR.jpg|right|400px|RTENOTITLE]]

10 Kw ça parait énorme et surprenant oui, mais les chinois aiment annoncer des gros chiffres, et 40A serait sans doute plus "vrai" que 10 KW...

Je n' ai pas essayé de brancher 10 sèches cheveux sur mon variateur, cependant le modèle que j'ai entre les mains comprend bien un gros triac donné pour 40A maxi, ce qui sous 250V avec une charge purement résistive, à fond la caisse avec le vent dans le dos, donnerait effectivement 10KW

Il est monté sur un bon radiateur, et donc une charge de 2.5KW ne le fait même pas tiédir.

 Ça se trouve sous plein de références différentes, je suppose que ce sont tous des clones, mais il faut que ça soit le modèle avec un petit écran afficheur qui donne la puissance :

Ainsi il sera pratiquement "plug and play" pour notre usage.

Je l'ai eu sous le nom

"10000W Import SCR Super Power Digital Regulator Dimmer Speed Thermostat"  15€

  

'''Pour la version originale'''

le hardware ne sera pas abordé dans le détail car inutilement compliqué, et en plus assez cher.

Il faut la même chose que la version standard sauf qu'on remplace la sonde DS18B20

L'idée, c'est d'avoir une sonde de son choix, puis un circuit qui renvoie la lecture de la température sous forme d'une tension comprise entre 0V et +5V

Et ensuite on vient lire cette valeur pour connaître la température.

Pour plus de précision on utilise un DAC 16 bits, car les DACs intégrés à l'arduino sont assez imprécis.

J'ai utilisé : une sonde PT100

un convertisseur PT100 vers 0-5V

un DAC 16bits ADS1115 type adafruit

des circuits de filtrage, qui sont à adapter suivant le matériel utilisé pour la conversion PT100->0-5V (donc quelques résistances et condensateurs)

=== Sécurité ===

J'ai déjà parlé dans les prérequis et le matériel de la sécurité, mais je ne suis pas dupe, certains fous vont essayer de jouer les apprentis sorciers et faire des choses dangereuses.

Aussi, je me dit que certains rappels des bases ne feront pas de mal :

'''l'électricité tue''', vous le savez certainement, mais elle tue facilement, et profitera d'une milliseconde d'inattention pour vous griller la tronche dans un déluge d’effets pyrotechniques ...

Et même l'électricien avec 30 ans de métier peut se faire piéger.. Sur un montage qu'on met au point, on branche, on débranche, on branche, on débranche, on branche, on débranche, puis d'un coup, on débranche et on branche, et là c'est le drame...

Partez donc du principe, que oui, on veut vous tuer, et vous devez être parano pour survivre. Et un bon parano qui se respecte, se protège avec toutes les armes à sa portée :

*arme n° 1 : le disjoncteur de la maison. Normalement si vous n'êtes pas dans un appartement vétuste des années 30, vous devriez avoir un disjoncteur différentiel. Chatouilleux, c'est mieux pour votre survie. Vous n'en avez pas ? Alors il vaudrait mieux laisser tomber l'idée de faire de l'électricité amateur ...
*arme n°2 : le fil de terre, qui couplé au disjoncteur, vous évitera des problèmes si un câble mal isolé vient toucher la carcasse ou la cuve de votre appareil de brassage.
*arme n°3 : des gants en plastique. Même moi qui bricole beaucoup, et qui « joue » avec l'électricité, j'ai pris l'habitude de mettre des gants au moment du raccordement final au secteur. Car même si il ne m'est jamais arrivé de pépin, oublier de débrancher puis ripper sur une partie non isolée peut arriver
*arme n°4 : le boitier et les composants de sécurité électrique. Il est tentant de laisser un montage « en l'air » juste « pour le temps de tester » mais on connait tous le fameux provisoire devenu définitif... et avec le temps on se méfie moins de ce fil mal isolé qui trainait là, et PAF !
*arme n°5 : Vigilance et bon sens : on ne touche pas à l'électricité quand on est pas en forme. Il faut être concentré. Si vous êtes bourrés, fatigués, énervés, et que le chien vous casse les oreilles, c'est pas le bon moment pour bricoler !

Et je ne le répète jamais assez '''ON NE RADINE PAS SUR LA SÉCURITÉ'''. Si vous avez voulu gratter 30€ sur le SSR, et que votre SSR à 10€ met le feu à votre maison, vous regretterez amèrement cette économie....

== Le logiciel ==

version actuelle (V1.000):

Première version que je diffuse, elle est pleinement fonctionnelle, je m'en suis servi sur plusieurs brassins, et je n'ai pas noté de plantages ni problèmes étranges.

=== Fonctionnalités actuelles ===

Programmation et gestion de 7 étapes de brassage :

 - Préchauffage (température uniquement)

- Palier 1 (température et durée)

- Palier 2 (température et durée)

- Palier 3 (température et durée)

- Palier 4 (température et durée)

- Mash out/rinçage (température uniquement)

- ébullition (température et durée)

 Les étapes peuvent être sautées, ou annulées après confirmation

Affichage de la température pendant le refroidissement

Enregistrement du log sur carte SD (journal des températures en fonction du temps)

Programmation depuis la carte SD en éditant un fichier de configuration (certains paramètres système ne peuvent être modifié que par ce biais, ou en modifiant le code)

Gestion (sommaire) des erreurs type "pas de carte SD branchée" ou appuis involontaires sur un bouton pendant le brassage

Buzzer qui sonne pour prévenir qu'une étape est atteinte

Possibilité de modifier la température d'un palier "à la volée"

 

=== Ce qui pourrait être amélioré ===

 - Le code utilise beaucoup de variables, et certaines pourraient sans doute être mieux gérées

- Pour le moment ça tourne sur un arduino Mega. Avec de l'optimisation, ou en supprimant les fonction inutilisées de la version originale, on devrait pouvoir tourner sur un arduino UNO

- On peut changer les températures d'un palier à la volée, mais pas le temps du palier en question

- On pourrait envisager des alarmes différentes avec le bipeur ou des témoins lumineux

- les paramètres de réglage du système ne sont accessibles que par carte SD

- un auto-tune du PID ?

- traductions ?

 

=== Ce qui est en cours d'implémentation ===

- détection automatique si une sonde DS18B20 est branchée

 

=== Bugs connus ===

- En écrivant la documention du code et du hardware, j'ai trouvé un bug, qui était presque imperceptible, et qui est lié à deux fonctions reliées à la même pin de l'arduino (le LCD et la "gate" du triac) une fois par seconde (donc quand le LCD actualise les infos) le triac pouvait devenir passant sans qu'on le veuille. La correction ne nécessite que de changer un numéro de pin dans le programme, mais nécessite que je modifie mon hardware avant.

- il n'y a pas de fin programmée pour l'enregistrement sur carte SD. Toutes les minutes une info est écrite, et si on retire la carte pile poil quand il faut pas (une chance par minute), il peut se produire une erreur d'écriture sur la carte.

 Ce qu'il serait techniquement possible de faire (mais ça serait un fork du projet initial) :

 On pourrait avec le même matériel, et en modifiant le code, faire fonctionner l'arduino en mode 'esclave' c'est à dire qu'on vire tout le côté programmation et interface utilisateur, et on ne lui laisse que la partie commande, et on ajoute un protocole de communication avec un système maitre/esclave.

En gros l'arduino reçoit en I2C une consigne de type "chauffe 30 min à 80°", et il se débrouille, en retournant la témpérature actuelle quand on lui demande gentiment.

Ca permettrait de chaîner plusieurs arduinos esclaves, pilotés par un système maître aussi puissant et sophistiqué que souhaité.

= La réalisation =

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=== Below is a rendering of the page up to the first error. ===
</parsererror>
== Version standard ==

Voici le schéma de principe pour la réalisation :

[[File:Branchements-GRainNMaster-std.gif|600px|schéma de principe]]

Le schéma de base des branchements de l'arduino Mega probient du site [[Www.pighixxx.com|www.pighixxx.com]]

Avant de sortir le fer à souder, gardez ce schéma imprimé en grand, ou à portée de main.

*Préparation de la sonde 1 wire DS18B20

Il va nous falloir une résistance de 4.7Kohm. Sa valeur n'est pas critique, si vous n'avez qu'une 3K ou une 5.1Kohm sous la main, ça marchera quand même.

Soudez la résistance entre les fils + et signal :

[[File:SondeDS18B20.jpg|300px|SondeDS18B20.jpg]][[File:Resist pullup.jpg|400px|Resist pullup.jpg]]

*Préparation du SCR (variateur de puissance 10KW)

[[File:SCR.jpg|400px|SCR.jpg]]

Il va ici falloir sacrifier une rallonge électrique, que nous viendrons relier sur le bornier.

Coupez la rallonge en son centre (quand elle est débranchée...) 

Puis dénudez les 3 fils.

Ensuite, ça parait bête mais on va re-brancher un des fils qu'on a coupé :

Ce fil c'est le fil de terre :prenez le fil de terre côté prise femelle, et rassemblez-le avec un domino sur le fil de terre côté prise mâle.

Si vous avez un châssis métallique, vous pouvez en profiter pour relier votre châssis à la terre.

Ensuite, branchez les fils phase et neutre de la prise mâle sur le côté noté "INPUT", et les fils phase et neutre de la prise femelle sur le côté "OUTPUT"

Ca c'était la partie facile.

Maintenant repérez ce connecteur :

[[File:Broches scr.png|RTENOTITLE]]

C'est celui où se branche le petit afficheur qui a été fourni avec votre SCR.

On va se servir de ses broches pour pouvoir le piloter .

On en utilise que 3 sur 4, attention à bien repérer le sens.

En récupérant le câble fourni, vous n'aurez pas à modifier le SCR.

Branchez les fils repérés DETECT et GATE sur les bonnes broches de l'arduino, et GND sur une des nombreuses pins GND disponibles.

*L'afficheur LCD : 

Là, rien de plus simple, on le branche comme n'importe quel shield. Par contre comme c'est prévu à l'origine pour un UNO beaucoup plus petit que le MEGA, il faut veiller à bien l'aligner sur les bonnes broches.

*Le lecteur SD card

[[File:Lecteur SD.png|400px|Lecteur SD.png]]

Ici, rien de très compliqué, on câble MOSI du lecteur SD sur MOSI de l'arduino, MISO sur MISO, etc.... 

Les broches MISO MOSI SCK GND et +5V peuvent être récupérées sur le header ISP 6 broches

Attention à bien relier SS (slave select) parfois nommé CS à la masse, sinon ça ne fonctionnera pas

La carte SD qui sera utilisée devra être formatée en FAT32

*Le buzzer : 

Si vous voulez mettre un  buzzer, la pin 40 est attribuée à cette fonction par défaut

== Tableau récapitulatif des branchements  ==

[[File:Tableau-pins.png|800px|tableau des branchements]]

{| cellspacing="0" border="0"
|-
|
|}

Open GraiNMaster

2016-10-08T16:35:08Z

N.master :

l'automate de brassage simple et abordable

== Introduction ==

Salut à tous.

Certains ont suivi le sujet GraiNmaster sur le forum, la fabrication d'un système semi-automatisé de brassage.(voir ici [https://www.brassageamateur.com/forum/ftopic25406.html [1]])

Ce projet étant maintenant suffisamment abouti, j'ai choisi de partager avec vous un guide pour recréer la partie électronique de ce système !

== Qu'est ce que c'est ? ==

[[File:Apercu appareil.JPG|right|400px|aperçu de l'appareil]] Un petit montage électronique, assemblé à partir de modules tout faits, et qui s'occupe des températures et des temps de paliers lors d'un brassage

 

== Que faut-t-il pour pouvoir s'en servir ? ==

 

une cuve munie d'un chauffage électrique. C'est pour ainsi dire la seule contrainte. Après celui qui est capable de piloter le gaz électriquement pourrait sans doute détourner un peu l'appareil pour s'en servir.

 

== Pour quoi faire ? ==

Quand on brasse tout grain, on a pas mal de choses à gérer, et l'une d'elle concerne la température.

Il faut maintenir des paliers, pendant un temps donné, et à une température aussi précise que possible, surtout si on veut espérer brasser plusieurs fois une recette, ou espérer une certaine répétabilité dans le process.

 

== Mais il existe déjà des choses similaires sur le marché ? ==

Oui et non :

Le marché évolue, il évolue vite, et entre le début de mon projet et le moment où vous lisez ces lignes, ça peut avoir changé.

Mais quand j'ai commencé les solutions existantes étaient un peu extrèmes :

 

- Soit le basique type PID chinois STC1000 + une minuterie de cuisine (ça marche, je dis pas le contraire)

- Soit du très compliqué équipé de série avec interface graphique sur écran 32" 6 millions de couleurs, smartphone, PC, wifi, multimédia, peinture métallisée, lecteur MP3 blutooth XD ...

- Soit on est un peu bricoleur et on peut bricoler le STC1000 pour le flasher avec un autre programme. 

Ces solutions ne me plaisaient pas, c'était soit trop cher, soit trop basique.

C'est pourquoi j'ai développé ma solution, avec l'avantage de pouvoir maîtriser et adapter  aussi bien le matériel que le logiciel

 

== Concept et cahier des charges de départ ==

- On évite de réinventer la roue, le matériel c'est du kit, avec vraiment le strict minimum de circuits maison.

- On limite le budget au minimum, on s'accorde plus que le budget d'un PiD, mais nettement moins qu'une solution commerciale sophistiquée

- On s'arrange pour rester assez souple sur les possibilités.

Donc, il fallait partir d'autre chose...

 

== Le projet Open GraiNmaster ==

A la base je comptais produire seulement quelques exemplaires, non pas pour en faire un business, mais plutôt pour ceux qui n'ont pas le temps de réinventer la même chose, ou pas les moyens financiers pour les solutions clef en main.

Et puis le temps a passé, faire des prototypes est couteux en temps et en finances, et je me suis dit que sans le partage des bouts de code, des librairies, et autres exemples sur le net, mon projet n'existerait pas. Et donc redistribuer gratuitement le projet me semble un juste remerciement à la communauté.

 

On va donc dire que c'est une licence Beerware, si vous aimez mon invention, envoyez moi <del>une bière</del> <del>des bières</del> un carton de bière de votre fabrication :D (j'ai rayé les mentions inutiles)

C'est exclusivement pour un usage amateur, pas d'usage commercial, et je veux pas que dans 15 jours des malins commercialisent un automate fabriqué en Chine suivant mes plans.

Et si vous envisagez un usage commercial, ça serait sympa de penser un peu à moi ;).

 

=== Prérequis ===

Avant d'aborder la réalisation, merci de vérifier :

0 - que c'est bien de ça que vous avez besoin, ça peut sembler évident, mais peut être que les solutions basiques vous suffisent, ou peut être que vous recherchez plus complexe sans que le prix ne soit un problème.

1 - que vous êtes dotés de bon sens (on utilise pas du matériel amateur pour faire autre chose que de la bière amateur, c'est pas interdit de s'en servir pour aller plus loin, mais c'est pas fait pour ça donc vous n'irrez pas pleurer si ça ne marche pas. Pas de SAV ni de garanties !)

2 - que vous comprenez au moins les bases de l'électronique (le fil rouge sur le bouton rouge ...XD)

3 - que vous '''MAITRISEZ PARFAITEMENT''' les règles de sécurité électrique et que vous n'allez pas les contourner pour économiser 3 radis. J'inciste '''TRES''' lourdement sur ce point car il en va de votre vie. L'électricité '''TUE''', et mal maîtrisée, elle peut aussi causer d'autre accidents domestiques (incendie par exemple)

4 - que vous savez vous servir d'un ordinateur, d'un tournevis, et d'un fer à souder, et peut être aussi d'un multimètre basique

5 - que vous comprenez le français, car pour l'instant je ne me suis pas donné la peine de traduire quoique ce soit

 

Maintenant que c'est dit, voici donc les éléments clefs qu'il vous faudra pour faire un automate Open GraiNmaster :

 

=== La réalisation ===

Je vais vous parler de 3 options possibles :

 

*La version Eco ''(Je fais de la bière parce que la Kro c'est trop cher :D )''
*La version standard ''(Je fais de la bière parce que c'est ma passion)''
*La version originale ''(Je suis un birjik, et aussi un vrai geek, j'aime mieux faire compliqué)''

 

Toutes les version sont identiques point de vue interface utilisateur. La différence vient plutôt du côté matériel :

 

'''Version Eco :''' compter un budget d'environ 50€ (boitier compris, 35€ sans la boite)

Sonde : DS18B20

Puissance : Relais ou SSR

Pilotage de la chauffe : tout ou rien

 

'''Version standard :''' budget environ 65€ (50€ sans la boite)

Sonde : DS18B20

Puissance : SCR du commerce modifié

Pilotage de la chauffe : proportionnel

 

'''Version originale ''': environ 100€ ?

Sonde : PT100

Puissance : SCR du commerce modifié

Pilotage de la chauffe : proportionnel

 

=== Quelle version choisir ? ===

La version standard est recommandée pour tous.

La version dite éco, a pour seule différence qu'elle se passe d'élément de commande proportionelle, pour privilégier un système tout ou rien parfois plus économique à l'achat, et plus polyvalent.

La seule raison de préférer la version originale, c'est si vous avez déjà un équipement utilisant des sondes PT100 ou PT1000, ou si vous avez un autre circuit de mesure de température capable d'envoyer une information proportionnelle en tension 0-5V.

 

=== Matériel ===

'''Pour toutes les versions :'''

[[File:Arduino mega.jpg|right|400px|RTENOTITLE]]- un arduino Mega 2560 R3. Soutenir les créateurs officiels est toujours sympa, mais si vous êtes fauchés, on peut en trouver à moins de 10€ chez Aliexpress ou ebay.

- un LCD shield: prix environ 2€ chez ces mêmes vendeurs

- Un lecteur de cartes SD (Si on l'enlève, le montage fonctionne quand même très bien, mais pour 3€ ça serait dommage de s'en priver, surtout que dans ce cas, ça oblige à modifier le code "en dur" pour toucher aux paramètres PID)

- une carte SD (une toute petite de récup suffit très très largement) (5€ si on l'a pas)

- Facultatifs d'un point de vue purement fonctionnel, mais indispensables d'un point de vue sécurité : un disjoncteur réarmable (3€ tant qu'on tape pas dans de la haute puissance > 15A) , ou à défaut un fusible bien choisi (0.5€ chez le voleur du coin)

- Un boîtier décent pour isoler toute la partie puissance, on trouve des boîtiers corrects pour tableau électrique à environ 15€

- facultatif : un buzzer, avec son électronique de pilotage si il consomme plus de quelques milliamperes

- Suivant votre usage, une rallonge électrique à sacrifier 5€ (ATTENTION A LA PUISSANCE QUE VOUS TIREZ A LA PRISE : en général un circuit de prise électriques murales est prévu pour 15A, mais c'est parfois moins)

 

'''Pour la version Eco :'''

[[File:Sonde DS18B20.jpg|right|400px|RTENOTITLE]]- Une sonde 1 wire DS18B20 adaptée à votre usage (donc de préférence avec fourreau inox et étanche) 2€

- 2 résistances (1 kopek)

- une alimentation pour votre montage (9V si on se sert du régulateur de l'arduino - 5V si on se branche en direct) 2 à 10€

+ au choix : 

- Un relais 5V assez puissant pour contrôler votre élément de chauffe (ne pas hésiter à fortement sur-dimentionner) en tapant "relay arduino' on trouve pas mal de choses.

Choisir impérativement une version optocouplée. comptez 3-4€ pour un module comprenant deux relais. A réserver aux petites puissances, les relais 5V sont rarement prévus pour les grosses charges.
<div style="background:#eee; border:1px solid #ccc; padding:5px 10px">pour info, on trouve une plaque signalétique sous les appareils avec indiqué les puissances, à partir de cette info, on peut estimer l'ampérage (l'intensité) nécessaire en Ampères</div><div style="background:#eee; border:1px solid #ccc; padding:5px 10px">En alternatif, P = U x I x Cos(Phi)</div><div style="background:#eee; border:1px solid #ccc; padding:5px 10px">Mais ne vous vrillez pas le cerveau, pour un élément de chauffage (en théorie purement résistif), on peut s'autoriser une petite simplification et considérer que :</div><div style="background:#eee; border:1px solid #ccc; padding:5px 10px">P = U x I et donc  Intensité = Puissance / tension </div><div style="background:#eee; border:1px solid #ccc; padding:5px 10px">Donc pour un appareil de 2000W et sous 230V, on aura une intensité de 1000/230 = 8.6A</div><div style="background:#eee; border:1px solid #ccc; padding:5px 10px">Donc en théorie, un relais 10A suffirait à contrôler cet élément de chauffe. Cependant attention à toujours prendre une bonne marge de sécurité</div><div style="background:#eee; border:1px solid #ccc; padding:5px 10px">Il est prudent de prendre un relais une gamme au dessus du besoin réel. Exemple j'ai besoin de piloter 10A, je prend un relais 15A</div><div style="background:#eee; border:1px solid #ccc; padding:5px 10px">pour plus d'infos sur intensité, tension, puissance, voir par exemple ici :[http://webetab.ac-bordeaux.fr/Pedagogie/Physique/Physico/Electro/e08puiss.htm  http://webetab.ac-bordeaux.fr/Pedagogie/Physique/Physico/Electro/e08puiss.htm]</div>
 

- Solution plus sûre (mais nécessite un peu d'électronique) faire soi même l'optocoupleur, et piloter un relais acheté chez un revendeur sérieux (Farnell, radiospares, TME, mouser ...) environ 10€ pour un relais 10A , 2€ pour un optocoupleur. Il faudra peut être prévoir d'alimenter le relais en 12V ce qui ajoute donc une alim dans les frais ...

- solution un peu usine à gaz : commander un petit relais 5V avec l'arduino, et ce relais pilote l'alimentation d'un gros relais ou d'un contacteur. Attention les contacteurs ça fait des gros CLAC! quand ça contacte, et ça peut surprendre. C'est pas économique du tout mais on peut envisager de très grosses puissances

- solution plus coûteuse : un relais "solid state" SSR attention toutefois à pouvoir le piloter en 5V. NE PAS PRENDRE UNE MERDE DE CONTREFACON !! il vaut mieux prendre un SSR 15A de marque shneider electric, Merlin gerin, siemmens qu'un 40A de marque king kong tong qui prendra feu dès qu'on lui tire 5A dessus !

Compter environ 30€ pour du matériel sérieux chez un distributeur sérieux. moins cher c'est forcément suspect. Economiquement cette solution présente finalement peu d'intérêt face à la version standard. Le seul intérêt c'est si vous avez déjà le SSR qui attend sagement sur l'étagère...

 

'''Pour la version Standard'''

 La même chose que précédemment mais à la place du relais il faut un régulateur de puissance 10000W[[File:SCR.jpg|right|400px|RTENOTITLE]]

10 Kw ça parait énorme et surprenant oui, mais les chinois aiment annoncer des gros chiffres, et 40A serait sans doute plus "vrai" que 10 KW...

Je n' ai pas essayé de brancher 10 sèches cheveux sur mon variateur, cependant le modèle que j'ai entre les mains comprend bien un gros triac donné pour 40A maxi, ce qui sous 250V avec une charge purement résistive, à fond la caisse avec le vent dans le dos, donnerait effectivement 10KW

Il est monté sur un bon radiateur, et donc une charge de 2.5KW ne le fait même pas tiédir.

 Ça se trouve sous plein de références différentes, je suppose que ce sont tous des clones, mais il faut que ça soit le modèle avec un petit écran afficheur qui donne la puissance :

Ainsi il sera pratiquement "plug and play" pour notre usage.

Je l'ai eu sous le nom

"10000W Import SCR Super Power Digital Regulator Dimmer Speed Thermostat"  15€

  

'''Pour la version originale'''

le hardware ne sera pas abordé dans le détail car inutilement compliqué, et en plus assez cher.

Il faut la même chose que la version standard sauf qu'on remplace la sonde DS18B20

L'idée, c'est d'avoir une sonde de son choix, puis un circuit qui renvoie la lecture de la température sous forme d'une tension comprise entre 0V et +5V

Et ensuite on vient lire cette valeur pour connaître la température.

Pour plus de précision on utilise un DAC 16 bits, car les DACs intégrés à l'arduino sont assez imprécis.

J'ai utilisé : une sonde PT100

un convertisseur PT100 vers 0-5V

un DAC 16bits ADS1115 type adafruit

des circuits de filtrage, qui sont à adapter suivant le matériel utilisé pour la conversion PT100->0-5V (donc quelques résistances et condensateurs)

=== Sécurité ===

J'ai déjà parlé dans les prérequis et le matériel de la sécurité, mais je ne suis pas dupe, certains fous vont essayer de jouer les apprentis sorciers et faire des choses dangereuses.

Aussi, je me dit que certains rappels des bases ne feront pas de mal :

'''l'électricité tue''', vous le savez certainement, mais elle tue facilement, et profitera d'une milliseconde d'inattention pour vous griller la tronche dans un déluge d’effets pyrotechniques ...

Et même l'électricien avec 30 ans de métier peut se faire piéger.. Sur un montage qu'on met au point, on branche, on débranche, on branche, on débranche, on branche, on débranche, puis d'un coup, on débranche et on branche, et là c'est le drame...

Partez donc du principe, que oui, on veut vous tuer, et vous devez être parano pour survivre. Et un bon parano qui se respecte, se protège avec toutes les armes à sa portée :

*arme n° 1 : le disjoncteur de la maison. Normalement si vous n'êtes pas dans un appartement vétuste des années 30, vous devriez avoir un disjoncteur différentiel. Chatouilleux, c'est mieux pour votre survie. Vous n'en avez pas ? Alors il vaudrait mieux laisser tomber l'idée de faire de l'électricité amateur ...
*arme n°2 : le fil de terre, qui couplé au disjoncteur, vous évitera des problèmes si un câble mal isolé vient toucher la carcasse ou la cuve de votre appareil de brassage.
*arme n°3 : des gants en plastique. Même moi qui bricole beaucoup, et qui « joue » avec l'électricité, j'ai pris l'habitude de mettre des gants au moment du raccordement final au secteur. Car même si il ne m'est jamais arrivé de pépin, oublier de débrancher puis ripper sur une partie non isolée peut arriver
*arme n°4 : le boitier et les composants de sécurité électrique. Il est tentant de laisser un montage « en l'air » juste « pour le temps de tester » mais on connait tous le fameux provisoire devenu définitif... et avec le temps on se méfie moins de ce fil mal isolé qui trainait là, et PAF !
*arme n°5 : Vigilance et bon sens : on ne touche pas à l'électricité quand on est pas en forme. Il faut être concentré. Si vous êtes bourrés, fatigués, énervés, et que le chien vous casse les oreilles, c'est pas le bon moment pour bricoler !

Et je ne le répète jamais assez '''ON NE RADINE PAS SUR LA SÉCURITÉ'''. Si vous avez voulu gratter 30€ sur le SSR, et que votre SSR à 10€ met le feu à votre maison, vous regretterez amèrement cette économie....

== Le logiciel ==

version actuelle (V1.000):

Première version que je diffuse, elle est pleinement fonctionnelle, je m'en suis servi sur plusieurs brassins, et je n'ai pas noté de plantages ni problèmes étranges.

=== Fonctionnalités actuelles ===

Programmation et gestion de 7 étapes de brassage :

 - Préchauffage (température uniquement)

- Palier 1 (température et durée)

- Palier 2 (température et durée)

- Palier 3 (température et durée)

- Palier 4 (température et durée)

- Mash out/rinçage (température uniquement)

- ébullition (température et durée)

 Les étapes peuvent être sautées, ou annulées après confirmation

Affichage de la température pendant le refroidissement

Enregistrement du log sur carte SD (journal des températures en fonction du temps)

Programmation depuis la carte SD en éditant un fichier de configuration (certains paramètres système ne peuvent être modifié que par ce biais, ou en modifiant le code)

Gestion (sommaire) des erreurs type "pas de carte SD branchée" ou appuis involontaires sur un bouton pendant le brassage

Buzzer qui sonne pour prévenir qu'une étape est atteinte

Possibilité de modifier la température d'un palier "à la volée"

 

=== Ce qui pourrait être amélioré ===

 - Le code utilise beaucoup de variables, et certaines pourraient sans doute être mieux gérées

- Pour le moment ça tourne sur un arduino Mega. Avec de l'optimisation, ou en supprimant les fonction inutilisées de la version originale, on devrait pouvoir tourner sur un arduino UNO

- On peut changer les températures d'un palier à la volée, mais pas le temps du palier en question

- On pourrait envisager des alarmes différentes avec le bipeur ou des témoins lumineux

- les paramètres de réglage du système ne sont accessibles que par carte SD

- un auto-tune du PID ?

- traductions ?

 

=== Ce qui est en cours d'implémentation ===

- détection automatique si une sonde DS18B20 est branchée

 

=== Bugs connus ===

- En écrivant la documention du code et du hardware, j'ai trouvé un bug, qui était presque imperceptible, et qui est lié à deux fonctions reliées à la même pin de l'arduino (le LCD et la "gate" du triac) une fois par seconde (donc quand le LCD actualise les infos) le triac pouvait devenir passant sans qu'on le veuille. La correction ne nécessite que de changer un numéro de pin dans le programme, mais nécessite que je modifie mon hardware avant.

- il n'y a pas de fin programmée pour l'enregistrement sur carte SD. Toutes les minutes une info est écrite, et si on retire la carte pile poil quand il faut pas (une chance par minute), il peut se produire une erreur d'écriture sur la carte.

 Ce qu'il serait techniquement possible de faire (mais ça serait un fork du projet initial) :

 On pourrait avec le même matériel, et en modifiant le code, faire fonctionner l'arduino en mode 'esclave' c'est à dire qu'on vire tout le côté programmation et interface utilisateur, et on ne lui laisse que la partie commande, et on ajoute un protocole de communication avec un système maitre/esclave.

En gros l'arduino reçoit en I2C une consigne de type "chauffe 30 min à 80°", et il se débrouille, en retournant la témpérature actuelle quand on lui demande gentiment.

Ca permettrait de chaîner plusieurs arduinos esclaves, pilotés par un système maître aussi puissant et sophistiqué que souhaité.

= La réalisation =

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=== Below is a rendering of the page up to the first error. ===
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== Version standard ==

Voici le schéma de principe pour la réalisation :

[[File:Branchements-GRainNMaster-std.gif|600px|schéma de principe]]

Le schéma de base des branchements de l'arduino Mega probient du site [[Www.pighixxx.com|www.pighixxx.com]]

Avant de sortir le fer à souder, gardez ce schéma imprimé en grand, ou à portée de main.

*Préparation de la sonde 1 wire DS18B20

Il va nous falloir une résistance de 4.7Kohm. Sa valeur n'est pas critique, si vous n'avez qu'une 3K ou une 5.1Kohm sous la main, ça marchera quand même.

Soudez la résistance entre les fils + et signal :

[[File:SondeDS18B20.jpg|300px|SondeDS18B20.jpg]][[File:Resist pullup.jpg|400px|Resist pullup.jpg]]

*Préparation du SCR (variateur de puissance 10KW)

[[File:SCR.jpg|400px|SCR.jpg]]

Il va ici falloir sacrifier une rallonge électrique, que nous viendrons relier sur le bornier.

Coupez la rallonge en son centre (quand elle est débranchée...) 

Puis dénudez les 3 fils.

Ensuite, ça parait bête mais on va re-brancher un des fils qu'on a coupé :

Ce fil c'est le fil de terre :prenez le fil de terre côté prise femelle, et rassemblez-le avec un domino sur le fil de terre côté prise mâle.

Si vous avez un châssis métallique, vous pouvez en profiter pour relier votre châssis à la terre.

Ensuite, branchez les fils phase et neutre de la prise mâle sur le côté noté "INPUT", et les fils phase et neutre de la prise femelle sur le côté "OUTPUT"

Ca c'était la partie facile.

Maintenant repérez ce connecteur :

[[File:Broches scr.png|RTENOTITLE]]

C'est celui où se branche le petit afficheur qui a été fourni avec votre SCR.

On va se servir de ses broches pour pouvoir le piloter .

On en utilise que 3 sur 4, attention à bien repérer le sens.

En récupérant le câble fourni, vous n'aurez pas à modifier le SCR.

Branchez les fils repérés DETECT et GATE sur les bonnes broches de l'arduino, et GND sur une des nombreuses pins GND disponibles.

*L'afficheur LCD : 

Là, rien de plus simple, on le branche comme n'importe quel shield. Par contre comme c'est prévu à l'origine pour un UNO beaucoup plus petit que le MEGA, il faut veiller à bien l'aligner sur les bonnes broches.

*Le lecteur SD card

[[File:Lecteur SD.png|400px|Lecteur SD.png]]

Ici, rien de très compliqué, on câble MOSI du lecteur SD sur MOSI de l'arduino, MISO sur MISO, etc.... 

Les broches MISO MOSI SCK GND et +5V peuvent être récupérées sur le header ISP 6 broches

Attention à bien relier SS (slave select) parfois nommé CS à la masse, sinon ça ne fonctionnera pas

La carte SD qui sera utilisée devra être formatée en FAT32

*Le buzzer : 

Si vous voulez mettre un  buzzer, la pin 40 est attribuée à cette fonction par défaut

== Tableau récapitulatif des branchements : ==

[[File:Tableau-pins.png|800px|tableau des branchements]]

{| cellspacing="0" border="0"
|-
|
|}

Fichier:Tableau-pins.png

2016-10-08T16:34:31Z

N.master : Fichier chargé via MsUpload

Fichier chargé via MsUpload

Open GraiNMaster

2016-10-08T16:32:49Z

N.master :

l'automate de brassage simple et abordable

== Introduction ==

Salut à tous.

Certains ont suivi le sujet GraiNmaster sur le forum, la fabrication d'un système semi-automatisé de brassage.(voir ici [https://www.brassageamateur.com/forum/ftopic25406.html [1]])

Ce projet étant maintenant suffisamment abouti, j'ai choisi de partager avec vous un guide pour recréer la partie électronique de ce système !

== Qu'est ce que c'est ? ==

[[File:Apercu appareil.JPG|right|400px|aperçu de l'appareil]] Un petit montage électronique, assemblé à partir de modules tout faits, et qui s'occupe des températures et des temps de paliers lors d'un brassage

 

== Que faut-t-il pour pouvoir s'en servir ? ==

 

une cuve munie d'un chauffage électrique. C'est pour ainsi dire la seule contrainte. Après celui qui est capable de piloter le gaz électriquement pourrait sans doute détourner un peu l'appareil pour s'en servir.

 

== Pour quoi faire ? ==

Quand on brasse tout grain, on a pas mal de choses à gérer, et l'une d'elle concerne la température.

Il faut maintenir des paliers, pendant un temps donné, et à une température aussi précise que possible, surtout si on veut espérer brasser plusieurs fois une recette, ou espérer une certaine répétabilité dans le process.

 

== Mais il existe déjà des choses similaires sur le marché ? ==

Oui et non :

Le marché évolue, il évolue vite, et entre le début de mon projet et le moment où vous lisez ces lignes, ça peut avoir changé.

Mais quand j'ai commencé les solutions existantes étaient un peu extrèmes :

 

- Soit le basique type PID chinois STC1000 + une minuterie de cuisine (ça marche, je dis pas le contraire)

- Soit du très compliqué équipé de série avec interface graphique sur écran 32" 6 millions de couleurs, smartphone, PC, wifi, multimédia, peinture métallisée, lecteur MP3 blutooth XD ...

- Soit on est un peu bricoleur et on peut bricoler le STC1000 pour le flasher avec un autre programme. 

Ces solutions ne me plaisaient pas, c'était soit trop cher, soit trop basique.

C'est pourquoi j'ai développé ma solution, avec l'avantage de pouvoir maîtriser et adapter  aussi bien le matériel que le logiciel

 

== Concept et cahier des charges de départ ==

- On évite de réinventer la roue, le matériel c'est du kit, avec vraiment le strict minimum de circuits maison.

- On limite le budget au minimum, on s'accorde plus que le budget d'un PiD, mais nettement moins qu'une solution commerciale sophistiquée

- On s'arrange pour rester assez souple sur les possibilités.

Donc, il fallait partir d'autre chose...

 

== Le projet Open GraiNmaster ==

A la base je comptais produire seulement quelques exemplaires, non pas pour en faire un business, mais plutôt pour ceux qui n'ont pas le temps de réinventer la même chose, ou pas les moyens financiers pour les solutions clef en main.

Et puis le temps a passé, faire des prototypes est couteux en temps et en finances, et je me suis dit que sans le partage des bouts de code, des librairies, et autres exemples sur le net, mon projet n'existerait pas. Et donc redistribuer gratuitement le projet me semble un juste remerciement à la communauté.

 

On va donc dire que c'est une licence Beerware, si vous aimez mon invention, envoyez moi <del>une bière</del> <del>des bières</del> un carton de bière de votre fabrication :D (j'ai rayé les mentions inutiles)

C'est exclusivement pour un usage amateur, pas d'usage commercial, et je veux pas que dans 15 jours des malins commercialisent un automate fabriqué en Chine suivant mes plans.

Et si vous envisagez un usage commercial, ça serait sympa de penser un peu à moi ;).

 

=== Prérequis ===

Avant d'aborder la réalisation, merci de vérifier :

0 - que c'est bien de ça que vous avez besoin, ça peut sembler évident, mais peut être que les solutions basiques vous suffisent, ou peut être que vous recherchez plus complexe sans que le prix ne soit un problème.

1 - que vous êtes dotés de bon sens (on utilise pas du matériel amateur pour faire autre chose que de la bière amateur, c'est pas interdit de s'en servir pour aller plus loin, mais c'est pas fait pour ça donc vous n'irrez pas pleurer si ça ne marche pas. Pas de SAV ni de garanties !)

2 - que vous comprenez au moins les bases de l'électronique (le fil rouge sur le bouton rouge ...XD)

3 - que vous '''MAITRISEZ PARFAITEMENT''' les règles de sécurité électrique et que vous n'allez pas les contourner pour économiser 3 radis. J'inciste '''TRES''' lourdement sur ce point car il en va de votre vie. L'électricité '''TUE''', et mal maîtrisée, elle peut aussi causer d'autre accidents domestiques (incendie par exemple)

4 - que vous savez vous servir d'un ordinateur, d'un tournevis, et d'un fer à souder, et peut être aussi d'un multimètre basique

5 - que vous comprenez le français, car pour l'instant je ne me suis pas donné la peine de traduire quoique ce soit

 

Maintenant que c'est dit, voici donc les éléments clefs qu'il vous faudra pour faire un automate Open GraiNmaster :

 

=== La réalisation ===

Je vais vous parler de 3 options possibles :

 

*La version Eco ''(Je fais de la bière parce que la Kro c'est trop cher :D )''
*La version standard ''(Je fais de la bière parce que c'est ma passion)''
*La version originale ''(Je suis un birjik, et aussi un vrai geek, j'aime mieux faire compliqué)''

 

Toutes les version sont identiques point de vue interface utilisateur. La différence vient plutôt du côté matériel :

 

'''Version Eco :''' compter un budget d'environ 50€ (boitier compris, 35€ sans la boite)

Sonde : DS18B20

Puissance : Relais ou SSR

Pilotage de la chauffe : tout ou rien

 

'''Version standard :''' budget environ 65€ (50€ sans la boite)

Sonde : DS18B20

Puissance : SCR du commerce modifié

Pilotage de la chauffe : proportionnel

 

'''Version originale ''': environ 100€ ?

Sonde : PT100

Puissance : SCR du commerce modifié

Pilotage de la chauffe : proportionnel

 

=== Quelle version choisir ? ===

La version standard est recommandée pour tous.

La version dite éco, a pour seule différence qu'elle se passe d'élément de commande proportionelle, pour privilégier un système tout ou rien parfois plus économique à l'achat, et plus polyvalent.

La seule raison de préférer la version originale, c'est si vous avez déjà un équipement utilisant des sondes PT100 ou PT1000, ou si vous avez un autre circuit de mesure de température capable d'envoyer une information proportionnelle en tension 0-5V.

 

=== Matériel ===

'''Pour toutes les versions :'''

[[File:Arduino mega.jpg|right|400px|RTENOTITLE]]- un arduino Mega 2560 R3. Soutenir les créateurs officiels est toujours sympa, mais si vous êtes fauchés, on peut en trouver à moins de 10€ chez Aliexpress ou ebay.

- un LCD shield: prix environ 2€ chez ces mêmes vendeurs

- Un lecteur de cartes SD (Si on l'enlève, le montage fonctionne quand même très bien, mais pour 3€ ça serait dommage de s'en priver, surtout que dans ce cas, ça oblige à modifier le code "en dur" pour toucher aux paramètres PID)

- une carte SD (une toute petite de récup suffit très très largement) (5€ si on l'a pas)

- Facultatifs d'un point de vue purement fonctionnel, mais indispensables d'un point de vue sécurité : un disjoncteur réarmable (3€ tant qu'on tape pas dans de la haute puissance > 15A) , ou à défaut un fusible bien choisi (0.5€ chez le voleur du coin)

- Un boîtier décent pour isoler toute la partie puissance, on trouve des boîtiers corrects pour tableau électrique à environ 15€

- facultatif : un buzzer, avec son électronique de pilotage si il consomme plus de quelques milliamperes

- Suivant votre usage, une rallonge électrique à sacrifier 5€ (ATTENTION A LA PUISSANCE QUE VOUS TIREZ A LA PRISE : en général un circuit de prise électriques murales est prévu pour 15A, mais c'est parfois moins)

 

'''Pour la version Eco :'''

[[File:Sonde DS18B20.jpg|right|400px|RTENOTITLE]]- Une sonde 1 wire DS18B20 adaptée à votre usage (donc de préférence avec fourreau inox et étanche) 2€

- 2 résistances (1 kopek)

- une alimentation pour votre montage (9V si on se sert du régulateur de l'arduino - 5V si on se branche en direct) 2 à 10€

+ au choix : 

- Un relais 5V assez puissant pour contrôler votre élément de chauffe (ne pas hésiter à fortement sur-dimentionner) en tapant "relay arduino' on trouve pas mal de choses.

Choisir impérativement une version optocouplée. comptez 3-4€ pour un module comprenant deux relais. A réserver aux petites puissances, les relais 5V sont rarement prévus pour les grosses charges.
<div style="background:#eee; border:1px solid #ccc; padding:5px 10px">pour info, on trouve une plaque signalétique sous les appareils avec indiqué les puissances, à partir de cette info, on peut estimer l'ampérage (l'intensité) nécessaire en Ampères</div><div style="background:#eee; border:1px solid #ccc; padding:5px 10px">En alternatif, P = U x I x Cos(Phi)</div><div style="background:#eee; border:1px solid #ccc; padding:5px 10px">Mais ne vous vrillez pas le cerveau, pour un élément de chauffage (en théorie purement résistif), on peut s'autoriser une petite simplification et considérer que :</div><div style="background:#eee; border:1px solid #ccc; padding:5px 10px">P = U x I et donc  Intensité = Puissance / tension </div><div style="background:#eee; border:1px solid #ccc; padding:5px 10px">Donc pour un appareil de 2000W et sous 230V, on aura une intensité de 1000/230 = 8.6A</div><div style="background:#eee; border:1px solid #ccc; padding:5px 10px">Donc en théorie, un relais 10A suffirait à contrôler cet élément de chauffe. Cependant attention à toujours prendre une bonne marge de sécurité</div><div style="background:#eee; border:1px solid #ccc; padding:5px 10px">Il est prudent de prendre un relais une gamme au dessus du besoin réel. Exemple j'ai besoin de piloter 10A, je prend un relais 15A</div><div style="background:#eee; border:1px solid #ccc; padding:5px 10px">pour plus d'infos sur intensité, tension, puissance, voir par exemple ici :[http://webetab.ac-bordeaux.fr/Pedagogie/Physique/Physico/Electro/e08puiss.htm  http://webetab.ac-bordeaux.fr/Pedagogie/Physique/Physico/Electro/e08puiss.htm]</div>
 

- Solution plus sûre (mais nécessite un peu d'électronique) faire soi même l'optocoupleur, et piloter un relais acheté chez un revendeur sérieux (Farnell, radiospares, TME, mouser ...) environ 10€ pour un relais 10A , 2€ pour un optocoupleur. Il faudra peut être prévoir d'alimenter le relais en 12V ce qui ajoute donc une alim dans les frais ...

- solution un peu usine à gaz : commander un petit relais 5V avec l'arduino, et ce relais pilote l'alimentation d'un gros relais ou d'un contacteur. Attention les contacteurs ça fait des gros CLAC! quand ça contacte, et ça peut surprendre. C'est pas économique du tout mais on peut envisager de très grosses puissances

- solution plus coûteuse : un relais "solid state" SSR attention toutefois à pouvoir le piloter en 5V. NE PAS PRENDRE UNE MERDE DE CONTREFACON !! il vaut mieux prendre un SSR 15A de marque shneider electric, Merlin gerin, siemmens qu'un 40A de marque king kong tong qui prendra feu dès qu'on lui tire 5A dessus !

Compter environ 30€ pour du matériel sérieux chez un distributeur sérieux. moins cher c'est forcément suspect. Economiquement cette solution présente finalement peu d'intérêt face à la version standard. Le seul intérêt c'est si vous avez déjà le SSR qui attend sagement sur l'étagère...

 

'''Pour la version Standard'''

 La même chose que précédemment mais à la place du relais il faut un régulateur de puissance 10000W[[File:SCR.jpg|right|400px|RTENOTITLE]]

10 Kw ça parait énorme et surprenant oui, mais les chinois aiment annoncer des gros chiffres, et 40A serait sans doute plus "vrai" que 10 KW...

Je n' ai pas essayé de brancher 10 sèches cheveux sur mon variateur, cependant le modèle que j'ai entre les mains comprend bien un gros triac donné pour 40A maxi, ce qui sous 250V avec une charge purement résistive, à fond la caisse avec le vent dans le dos, donnerait effectivement 10KW

Il est monté sur un bon radiateur, et donc une charge de 2.5KW ne le fait même pas tiédir.

 Ça se trouve sous plein de références différentes, je suppose que ce sont tous des clones, mais il faut que ça soit le modèle avec un petit écran afficheur qui donne la puissance :

Ainsi il sera pratiquement "plug and play" pour notre usage.

Je l'ai eu sous le nom

"10000W Import SCR Super Power Digital Regulator Dimmer Speed Thermostat"  15€

  

'''Pour la version originale'''

le hardware ne sera pas abordé dans le détail car inutilement compliqué, et en plus assez cher.

Il faut la même chose que la version standard sauf qu'on remplace la sonde DS18B20

L'idée, c'est d'avoir une sonde de son choix, puis un circuit qui renvoie la lecture de la température sous forme d'une tension comprise entre 0V et +5V

Et ensuite on vient lire cette valeur pour connaître la température.

Pour plus de précision on utilise un DAC 16 bits, car les DACs intégrés à l'arduino sont assez imprécis.

J'ai utilisé : une sonde PT100

un convertisseur PT100 vers 0-5V

un DAC 16bits ADS1115 type adafruit

des circuits de filtrage, qui sont à adapter suivant le matériel utilisé pour la conversion PT100->0-5V (donc quelques résistances et condensateurs)

=== Sécurité ===

J'ai déjà parlé dans les prérequis et le matériel de la sécurité, mais je ne suis pas dupe, certains fous vont essayer de jouer les apprentis sorciers et faire des choses dangereuses.

Aussi, je me dit que certains rappels des bases ne feront pas de mal :

'''l'électricité tue''', vous le savez certainement, mais elle tue facilement, et profitera d'une milliseconde d'inattention pour vous griller la tronche dans un déluge d’effets pyrotechniques ...

Et même l'électricien avec 30 ans de métier peut se faire piéger.. Sur un montage qu'on met au point, on branche, on débranche, on branche, on débranche, on branche, on débranche, puis d'un coup, on débranche et on branche, et là c'est le drame...

Partez donc du principe, que oui, on veut vous tuer, et vous devez être parano pour survivre. Et un bon parano qui se respecte, se protège avec toutes les armes à sa portée :

*arme n° 1 : le disjoncteur de la maison. Normalement si vous n'êtes pas dans un appartement vétuste des années 30, vous devriez avoir un disjoncteur différentiel. Chatouilleux, c'est mieux pour votre survie. Vous n'en avez pas ? Alors il vaudrait mieux laisser tomber l'idée de faire de l'électricité amateur ...
*arme n°2 : le fil de terre, qui couplé au disjoncteur, vous évitera des problèmes si un câble mal isolé vient toucher la carcasse ou la cuve de votre appareil de brassage.
*arme n°3 : des gants en plastique. Même moi qui bricole beaucoup, et qui « joue » avec l'électricité, j'ai pris l'habitude de mettre des gants au moment du raccordement final au secteur. Car même si il ne m'est jamais arrivé de pépin, oublier de débrancher puis ripper sur une partie non isolée peut arriver
*arme n°4 : le boitier et les composants de sécurité électrique. Il est tentant de laisser un montage « en l'air » juste « pour le temps de tester » mais on connait tous le fameux provisoire devenu définitif... et avec le temps on se méfie moins de ce fil mal isolé qui trainait là, et PAF !
*arme n°5 : Vigilance et bon sens : on ne touche pas à l'électricité quand on est pas en forme. Il faut être concentré. Si vous êtes bourrés, fatigués, énervés, et que le chien vous casse les oreilles, c'est pas le bon moment pour bricoler !

Et je ne le répète jamais assez '''ON NE RADINE PAS SUR LA SÉCURITÉ'''. Si vous avez voulu gratter 30€ sur le SSR, et que votre SSR à 10€ met le feu à votre maison, vous regretterez amèrement cette économie....

== Le logiciel ==

version actuelle (V1.000):

Première version que je diffuse, elle est pleinement fonctionnelle, je m'en suis servi sur plusieurs brassins, et je n'ai pas noté de plantages ni problèmes étranges.

=== Fonctionnalités actuelles ===

Programmation et gestion de 7 étapes de brassage :

 - Préchauffage (température uniquement)

- Palier 1 (température et durée)

- Palier 2 (température et durée)

- Palier 3 (température et durée)

- Palier 4 (température et durée)

- Mash out/rinçage (température uniquement)

- ébullition (température et durée)

 Les étapes peuvent être sautées, ou annulées après confirmation

Affichage de la température pendant le refroidissement

Enregistrement du log sur carte SD (journal des températures en fonction du temps)

Programmation depuis la carte SD en éditant un fichier de configuration (certains paramètres système ne peuvent être modifié que par ce biais, ou en modifiant le code)

Gestion (sommaire) des erreurs type "pas de carte SD branchée" ou appuis involontaires sur un bouton pendant le brassage

Buzzer qui sonne pour prévenir qu'une étape est atteinte

Possibilité de modifier la température d'un palier "à la volée"

 

=== Ce qui pourrait être amélioré ===

 - Le code utilise beaucoup de variables, et certaines pourraient sans doute être mieux gérées

- Pour le moment ça tourne sur un arduino Mega. Avec de l'optimisation, ou en supprimant les fonction inutilisées de la version originale, on devrait pouvoir tourner sur un arduino UNO

- On peut changer les températures d'un palier à la volée, mais pas le temps du palier en question

- On pourrait envisager des alarmes différentes avec le bipeur ou des témoins lumineux

- les paramètres de réglage du système ne sont accessibles que par carte SD

- un auto-tune du PID ?

- traductions ?

 

=== Ce qui est en cours d'implémentation ===

- détection automatique si une sonde DS18B20 est branchée

 

=== Bugs connus ===

- En écrivant la documention du code et du hardware, j'ai trouvé un bug, qui était presque imperceptible, et qui est lié à deux fonctions reliées à la même pin de l'arduino (le LCD et la "gate" du triac) une fois par seconde (donc quand le LCD actualise les infos) le triac pouvait devenir passant sans qu'on le veuille. La correction ne nécessite que de changer un numéro de pin dans le programme, mais nécessite que je modifie mon hardware avant.

- il n'y a pas de fin programmée pour l'enregistrement sur carte SD. Toutes les minutes une info est écrite, et si on retire la carte pile poil quand il faut pas (une chance par minute), il peut se produire une erreur d'écriture sur la carte.

 Ce qu'il serait techniquement possible de faire (mais ça serait un fork du projet initial) :

 On pourrait avec le même matériel, et en modifiant le code, faire fonctionner l'arduino en mode 'esclave' c'est à dire qu'on vire tout le côté programmation et interface utilisateur, et on ne lui laisse que la partie commande, et on ajoute un protocole de communication avec un système maitre/esclave.

En gros l'arduino reçoit en I2C une consigne de type "chauffe 30 min à 80°", et il se débrouille, en retournant la témpérature actuelle quand on lui demande gentiment.

Ca permettrait de chaîner plusieurs arduinos esclaves, pilotés par un système maître aussi puissant et sophistiqué que souhaité.

= La réalisation =

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=== Below is a rendering of the page up to the first error. ===
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== Version standard ==

Voici le schéma de principe pour la réalisation :

[[File:Branchements-GRainNMaster-std.gif|600px|schéma de principe]]

Le schéma de base des branchements de l'arduino Mega probient du site [[Www.pighixxx.com|www.pighixxx.com]]

Avant de sortir le fer à souder, gardez ce schéma imprimé en grand, ou à portée de main.

*Préparation de la sonde 1 wire DS18B20

Il va nous falloir une résistance de 4.7Kohm. Sa valeur n'est pas critique, si vous n'avez qu'une 3K ou une 5.1Kohm sous la main, ça marchera quand même.

Soudez la résistance entre les fils + et signal :

[[File:SondeDS18B20.jpg|300px|SondeDS18B20.jpg]][[File:Resist pullup.jpg|400px|Resist pullup.jpg]]

*Préparation du SCR (variateur de puissance 10KW)

[[File:SCR.jpg|400px|SCR.jpg]]

Il va ici falloir sacrifier une rallonge électrique, que nous viendrons relier sur le bornier.

Coupez la rallonge en son centre (quand elle est débranchée...) 

Puis dénudez les 3 fils.

Ensuite, ça parait bête mais on va re-brancher un des fils qu'on a coupé :

Ce fil c'est le fil de terre :prenez le fil de terre côté prise femelle, et rassemblez-le avec un domino sur le fil de terre côté prise mâle.

Si vous avez un châssis métallique, vous pouvez en profiter pour relier votre châssis à la terre.

Ensuite, branchez les fils phase et neutre de la prise mâle sur le côté noté "INPUT", et les fils phase et neutre de la prise femelle sur le côté "OUTPUT"

Ca c'était la partie facile.

Maintenant repérez ce connecteur :

[[File:Broches scr.png|RTENOTITLE]]

C'est celui où se branche le petit afficheur qui a été fourni avec votre SCR.

On va se servir de ses broches pour pouvoir le piloter .

On en utilise que 3 sur 4, attention à bien repérer le sens.

En récupérant le câble fourni, vous n'aurez pas à modifier le SCR.

Branchez les fils repérés DETECT et GATE sur les bonnes broches de l'arduino, et GND sur une des nombreuses pins GND disponibles.

*L'afficheur LCD : 

Là, rien de plus simple, on le branche comme n'importe quel shield. Par contre comme c'est prévu à l'origine pour un UNO beaucoup plus petit que le MEGA, il faut veiller à bien l'aligner sur les bonnes broches.

*Le lecteur SD card

[[File:Lecteur SD.png|400px|Lecteur SD.png]]

Ici, rien de très compliqué, on câble MOSI du lecteur SD sur MOSI de l'arduino, MISO sur MISO, etc.... 

Les broches MISO MOSI SCK GND et +5V peuvent être récupérées sur le header ISP 6 broches

Attention à bien relier SS (slave select) parfois nommé CS à la masse, sinon ça ne fonctionnera pas

La carte SD qui sera utilisée devra être formatée en FAT32

*Le buzzer : 

Si vous voulez mettre un  buzzer, la pin 40 est attribuée à cette fonction par défaut

== Tableau récapitulatif des branchements : ==

{| cellspacing="0" cols="6" border="0"
|}

Open GraiNMaster

2016-10-08T16:16:53Z

N.master :

l'automate de brassage simple et abordable

== Introduction ==

Salut à tous.

Certains ont suivi le sujet GraiNmaster sur le forum, la fabrication d'un système semi-automatisé de brassage.(voir ici [https://www.brassageamateur.com/forum/ftopic25406.html [1]])

Ce projet étant maintenant suffisamment abouti, j'ai choisi de partager avec vous un guide pour recréer la partie électronique de ce système !

== Qu'est ce que c'est ? ==

[[File:Apercu appareil.JPG|right|400px|aperçu de l'appareil]] Un petit montage électronique, assemblé à partir de modules tout faits, et qui s'occupe des températures et des temps de paliers lors d'un brassage

 

== Que faut-t-il pour pouvoir s'en servir ? ==

 

une cuve munie d'un chauffage électrique. C'est pour ainsi dire la seule contrainte. Après celui qui est capable de piloter le gaz électriquement pourrait sans doute détourner un peu l'appareil pour s'en servir.

 

== Pour quoi faire ? ==

Quand on brasse tout grain, on a pas mal de choses à gérer, et l'une d'elle concerne la température.

Il faut maintenir des paliers, pendant un temps donné, et à une température aussi précise que possible, surtout si on veut espérer brasser plusieurs fois une recette, ou espérer une certaine répétabilité dans le process.

 

== Mais il existe déjà des choses similaires sur le marché ? ==

Oui et non :

Le marché évolue, il évolue vite, et entre le début de mon projet et le moment où vous lisez ces lignes, ça peut avoir changé.

Mais quand j'ai commencé les solutions existantes étaient un peu extrèmes :

 

- Soit le basique type PID chinois STC1000 + une minuterie de cuisine (ça marche, je dis pas le contraire)

- Soit du très compliqué équipé de série avec interface graphique sur écran 32" 6 millions de couleurs, smartphone, PC, wifi, multimédia, peinture métallisée, lecteur MP3 blutooth XD ...

- Soit on est un peu bricoleur et on peut bricoler le STC1000 pour le flasher avec un autre programme. 

Ces solutions ne me plaisaient pas, c'était soit trop cher, soit trop basique.

C'est pourquoi j'ai développé ma solution, avec l'avantage de pouvoir maîtriser et adapter  aussi bien le matériel que le logiciel

 

== Concept et cahier des charges de départ ==

- On évite de réinventer la roue, le matériel c'est du kit, avec vraiment le strict minimum de circuits maison.

- On limite le budget au minimum, on s'accorde plus que le budget d'un PiD, mais nettement moins qu'une solution commerciale sophistiquée

- On s'arrange pour rester assez souple sur les possibilités.

Donc, il fallait partir d'autre chose...

 

== Le projet Open GraiNmaster ==

A la base je comptais produire seulement quelques exemplaires, non pas pour en faire un business, mais plutôt pour ceux qui n'ont pas le temps de réinventer la même chose, ou pas les moyens financiers pour les solutions clef en main.

Et puis le temps a passé, faire des prototypes est couteux en temps et en finances, et je me suis dit que sans le partage des bouts de code, des librairies, et autres exemples sur le net, mon projet n'existerait pas. Et donc redistribuer gratuitement le projet me semble un juste remerciement à la communauté.

 

On va donc dire que c'est une licence Beerware, si vous aimez mon invention, envoyez moi <del>une bière</del> <del>des bières</del> un carton de bière de votre fabrication :D (j'ai rayé les mentions inutiles)

C'est exclusivement pour un usage amateur, pas d'usage commercial, et je veux pas que dans 15 jours des malins commercialisent un automate fabriqué en Chine suivant mes plans.

Et si vous envisagez un usage commercial, ça serait sympa de penser un peu à moi ;).

 

=== Prérequis ===

Avant d'aborder la réalisation, merci de vérifier :

0 - que c'est bien de ça que vous avez besoin, ça peut sembler évident, mais peut être que les solutions basiques vous suffisent, ou peut être que vous recherchez plus complexe sans que le prix ne soit un problème.

1 - que vous êtes dotés de bon sens (on utilise pas du matériel amateur pour faire autre chose que de la bière amateur, c'est pas interdit de s'en servir pour aller plus loin, mais c'est pas fait pour ça donc vous n'irrez pas pleurer si ça ne marche pas. Pas de SAV ni de garanties !)

2 - que vous comprenez au moins les bases de l'électronique (le fil rouge sur le bouton rouge ...XD)

3 - que vous '''MAITRISEZ PARFAITEMENT''' les règles de sécurité électrique et que vous n'allez pas les contourner pour économiser 3 radis. J'inciste '''TRES''' lourdement sur ce point car il en va de votre vie. L'électricité '''TUE''', et mal maîtrisée, elle peut aussi causer d'autre accidents domestiques (incendie par exemple)

4 - que vous savez vous servir d'un ordinateur, d'un tournevis, et d'un fer à souder, et peut être aussi d'un multimètre basique

5 - que vous comprenez le français, car pour l'instant je ne me suis pas donné la peine de traduire quoique ce soit

 

Maintenant que c'est dit, voici donc les éléments clefs qu'il vous faudra pour faire un automate Open GraiNmaster :

 

=== La réalisation ===

Je vais vous parler de 3 options possibles :

 

*La version Eco ''(Je fais de la bière parce que la Kro c'est trop cher :D )''
*La version standard ''(Je fais de la bière parce que c'est ma passion)''
*La version originale ''(Je suis un birjik, et aussi un vrai geek, j'aime mieux faire compliqué)''

 

Toutes les version sont identiques point de vue interface utilisateur. La différence vient plutôt du côté matériel :

 

'''Version Eco :''' compter un budget d'environ 50€ (boitier compris, 35€ sans la boite)

Sonde : DS18B20

Puissance : Relais ou SSR

Pilotage de la chauffe : tout ou rien

 

'''Version standard :''' budget environ 65€ (50€ sans la boite)

Sonde : DS18B20

Puissance : SCR du commerce modifié

Pilotage de la chauffe : proportionnel

 

'''Version originale ''': environ 100€ ?

Sonde : PT100

Puissance : SCR du commerce modifié

Pilotage de la chauffe : proportionnel

 

=== Quelle version choisir ? ===

La version standard est recommandée pour tous.

La version dite éco, a pour seule différence qu'elle se passe d'élément de commande proportionelle, pour privilégier un système tout ou rien parfois plus économique à l'achat, et plus polyvalent.

La seule raison de préférer la version originale, c'est si vous avez déjà un équipement utilisant des sondes PT100 ou PT1000, ou si vous avez un autre circuit de mesure de température capable d'envoyer une information proportionnelle en tension 0-5V.

 

=== Matériel ===

'''Pour toutes les versions :'''

[[File:Arduino mega.jpg|right|400px|RTENOTITLE]]- un arduino Mega 2560 R3. Soutenir les créateurs officiels est toujours sympa, mais si vous êtes fauchés, on peut en trouver à moins de 10€ chez Aliexpress ou ebay.

- un LCD shield: prix environ 2€ chez ces mêmes vendeurs

- Un lecteur de cartes SD (Si on l'enlève, le montage fonctionne quand même très bien, mais pour 3€ ça serait dommage de s'en priver, surtout que dans ce cas, ça oblige à modifier le code "en dur" pour toucher aux paramètres PID)

- une carte SD (une toute petite de récup suffit très très largement) (5€ si on l'a pas)

- Facultatifs d'un point de vue purement fonctionnel, mais indispensables d'un point de vue sécurité : un disjoncteur réarmable (3€ tant qu'on tape pas dans de la haute puissance > 15A) , ou à défaut un fusible bien choisi (0.5€ chez le voleur du coin)

- Un boîtier décent pour isoler toute la partie puissance, on trouve des boîtiers corrects pour tableau électrique à environ 15€

- facultatif : un buzzer, avec son électronique de pilotage si il consomme plus de quelques milliamperes

- Suivant votre usage, une rallonge électrique à sacrifier 5€ (ATTENTION A LA PUISSANCE QUE VOUS TIREZ A LA PRISE : en général un circuit de prise électriques murales est prévu pour 15A, mais c'est parfois moins)

 

'''Pour la version Eco :'''

[[File:Sonde DS18B20.jpg|right|400px|RTENOTITLE]]- Une sonde 1 wire DS18B20 adaptée à votre usage (donc de préférence avec fourreau inox et étanche) 2€

- 2 résistances (1 kopek)

- une alimentation pour votre montage (9V si on se sert du régulateur de l'arduino - 5V si on se branche en direct) 2 à 10€

+ au choix : 

- Un relais 5V assez puissant pour contrôler votre élément de chauffe (ne pas hésiter à fortement sur-dimentionner) en tapant "relay arduino' on trouve pas mal de choses.

Choisir impérativement une version optocouplée. comptez 3-4€ pour un module comprenant deux relais. A réserver aux petites puissances, les relais 5V sont rarement prévus pour les grosses charges.
<div style="background:#eee; border:1px solid #ccc; padding:5px 10px">pour info, on trouve une plaque signalétique sous les appareils avec indiqué les puissances, à partir de cette info, on peut estimer l'ampérage (l'intensité) nécessaire en Ampères</div><div style="background:#eee; border:1px solid #ccc; padding:5px 10px">En alternatif, P = U x I x Cos(Phi)</div><div style="background:#eee; border:1px solid #ccc; padding:5px 10px">Mais ne vous vrillez pas le cerveau, pour un élément de chauffage (en théorie purement résistif), on peut s'autoriser une petite simplification et considérer que :</div><div style="background:#eee; border:1px solid #ccc; padding:5px 10px">P = U x I et donc  Intensité = Puissance / tension </div><div style="background:#eee; border:1px solid #ccc; padding:5px 10px">Donc pour un appareil de 2000W et sous 230V, on aura une intensité de 1000/230 = 8.6A</div><div style="background:#eee; border:1px solid #ccc; padding:5px 10px">Donc en théorie, un relais 10A suffirait à contrôler cet élément de chauffe. Cependant attention à toujours prendre une bonne marge de sécurité</div><div style="background:#eee; border:1px solid #ccc; padding:5px 10px">Il est prudent de prendre un relais une gamme au dessus du besoin réel. Exemple j'ai besoin de piloter 10A, je prend un relais 15A</div><div style="background:#eee; border:1px solid #ccc; padding:5px 10px">pour plus d'infos sur intensité, tension, puissance, voir par exemple ici :[http://webetab.ac-bordeaux.fr/Pedagogie/Physique/Physico/Electro/e08puiss.htm  http://webetab.ac-bordeaux.fr/Pedagogie/Physique/Physico/Electro/e08puiss.htm]</div>
 

- Solution plus sûre (mais nécessite un peu d'électronique) faire soi même l'optocoupleur, et piloter un relais acheté chez un revendeur sérieux (Farnell, radiospares, TME, mouser ...) environ 10€ pour un relais 10A , 2€ pour un optocoupleur. Il faudra peut être prévoir d'alimenter le relais en 12V ce qui ajoute donc une alim dans les frais ...

- solution un peu usine à gaz : commander un petit relais 5V avec l'arduino, et ce relais pilote l'alimentation d'un gros relais ou d'un contacteur. Attention les contacteurs ça fait des gros CLAC! quand ça contacte, et ça peut surprendre. C'est pas économique du tout mais on peut envisager de très grosses puissances

- solution plus coûteuse : un relais "solid state" SSR attention toutefois à pouvoir le piloter en 5V. NE PAS PRENDRE UNE MERDE DE CONTREFACON !! il vaut mieux prendre un SSR 15A de marque shneider electric, Merlin gerin, siemmens qu'un 40A de marque king kong tong qui prendra feu dès qu'on lui tire 5A dessus !

Compter environ 30€ pour du matériel sérieux chez un distributeur sérieux. moins cher c'est forcément suspect. Economiquement cette solution présente finalement peu d'intérêt face à la version standard. Le seul intérêt c'est si vous avez déjà le SSR qui attend sagement sur l'étagère...

 

'''Pour la version Standard'''

 La même chose que précédemment mais à la place du relais il faut un régulateur de puissance 10000W[[File:SCR.jpg|right|400px|RTENOTITLE]]

10 Kw ça parait énorme et surprenant oui, mais les chinois aiment annoncer des gros chiffres, et 40A serait sans doute plus "vrai" que 10 KW...

Je n' ai pas essayé de brancher 10 sèches cheveux sur mon variateur, cependant le modèle que j'ai entre les mains comprend bien un gros triac donné pour 40A maxi, ce qui sous 250V avec une charge purement résistive, à fond la caisse avec le vent dans le dos, donnerait effectivement 10KW

Il est monté sur un bon radiateur, et donc une charge de 2.5KW ne le fait même pas tiédir.

 Ça se trouve sous plein de références différentes, je suppose que ce sont tous des clones, mais il faut que ça soit le modèle avec un petit écran afficheur qui donne la puissance :

Ainsi il sera pratiquement "plug and play" pour notre usage.

Je l'ai eu sous le nom

"10000W Import SCR Super Power Digital Regulator Dimmer Speed Thermostat"  15€

  

'''Pour la version originale'''

le hardware ne sera pas abordé dans le détail car inutilement compliqué, et en plus assez cher.

Il faut la même chose que la version standard sauf qu'on remplace la sonde DS18B20

L'idée, c'est d'avoir une sonde de son choix, puis un circuit qui renvoie la lecture de la température sous forme d'une tension comprise entre 0V et +5V

Et ensuite on vient lire cette valeur pour connaître la température.

Pour plus de précision on utilise un DAC 16 bits, car les DACs intégrés à l'arduino sont assez imprécis.

J'ai utilisé : une sonde PT100

un convertisseur PT100 vers 0-5V

un DAC 16bits ADS1115 type adafruit

des circuits de filtrage, qui sont à adapter suivant le matériel utilisé pour la conversion PT100->0-5V (donc quelques résistances et condensateurs)

=== Sécurité ===

J'ai déjà parlé dans les prérequis et le matériel de la sécurité, mais je ne suis pas dupe, certains fous vont essayer de jouer les apprentis sorciers et faire des choses dangereuses.

Aussi, je me dit que certains rappels des bases ne feront pas de mal :

'''l'électricité tue''', vous le savez certainement, mais elle tue facilement, et profitera d'une milliseconde d'inattention pour vous griller la tronche dans un déluge d’effets pyrotechniques ...

Et même l'électricien avec 30 ans de métier peut se faire piéger.. Sur un montage qu'on met au point, on branche, on débranche, on branche, on débranche, on branche, on débranche, puis d'un coup, on débranche et on branche, et là c'est le drame...

Partez donc du principe, que oui, on veut vous tuer, et vous devez être parano pour survivre. Et un bon parano qui se respecte, se protège avec toutes les armes à sa portée :

*arme n° 1 : le disjoncteur de la maison. Normalement si vous n'êtes pas dans un appartement vétuste des années 30, vous devriez avoir un disjoncteur différentiel. Chatouilleux, c'est mieux pour votre survie. Vous n'en avez pas ? Alors il vaudrait mieux laisser tomber l'idée de faire de l'électricité amateur ...
*arme n°2 : le fil de terre, qui couplé au disjoncteur, vous évitera des problèmes si un câble mal isolé vient toucher la carcasse ou la cuve de votre appareil de brassage.
*arme n°3 : des gants en plastique. Même moi qui bricole beaucoup, et qui « joue » avec l'électricité, j'ai pris l'habitude de mettre des gants au moment du raccordement final au secteur. Car même si il ne m'est jamais arrivé de pépin, oublier de débrancher puis ripper sur une partie non isolée peut arriver
*arme n°4 : le boitier et les composants de sécurité électrique. Il est tentant de laisser un montage « en l'air » juste « pour le temps de tester » mais on connait tous le fameux provisoire devenu définitif... et avec le temps on se méfie moins de ce fil mal isolé qui trainait là, et PAF !
*arme n°5 : Vigilance et bon sens : on ne touche pas à l'électricité quand on est pas en forme. Il faut être concentré. Si vous êtes bourrés, fatigués, énervés, et que le chien vous casse les oreilles, c'est pas le bon moment pour bricoler !

Et je ne le répète jamais assez '''ON NE RADINE PAS SUR LA SÉCURITÉ'''. Si vous avez voulu gratter 30€ sur le SSR, et que votre SSR à 10€ met le feu à votre maison, vous regretterez amèrement cette économie....

== Le logiciel ==

version actuelle (V1.000):

Première version que je diffuse, elle est pleinement fonctionnelle, je m'en suis servi sur plusieurs brassins, et je n'ai pas noté de plantages ni problèmes étranges.

=== Fonctionnalités actuelles ===

Programmation et gestion de 7 étapes de brassage :

 - Préchauffage (température uniquement)

- Palier 1 (température et durée)

- Palier 2 (température et durée)

- Palier 3 (température et durée)

- Palier 4 (température et durée)

- Mash out/rinçage (température uniquement)

- ébullition (température et durée)

 Les étapes peuvent être sautées, ou annulées après confirmation

Affichage de la température pendant le refroidissement

Enregistrement du log sur carte SD (journal des températures en fonction du temps)

Programmation depuis la carte SD en éditant un fichier de configuration (certains paramètres système ne peuvent être modifié que par ce biais, ou en modifiant le code)

Gestion (sommaire) des erreurs type "pas de carte SD branchée" ou appuis involontaires sur un bouton pendant le brassage

Buzzer qui sonne pour prévenir qu'une étape est atteinte

Possibilité de modifier la température d'un palier "à la volée"

 

=== Ce qui pourrait être amélioré ===

 - Le code utilise beaucoup de variables, et certaines pourraient sans doute être mieux gérées

- Pour le moment ça tourne sur un arduino Mega. Avec de l'optimisation, ou en supprimant les fonction inutilisées de la version originale, on devrait pouvoir tourner sur un arduino UNO

- On peut changer les températures d'un palier à la volée, mais pas le temps du palier en question

- On pourrait envisager des alarmes différentes avec le bipeur ou des témoins lumineux

- les paramètres de réglage du système ne sont accessibles que par carte SD

- un auto-tune du PID ?

- traductions ?

 

=== Ce qui est en cours d'implémentation ===

- détection automatique si une sonde DS18B20 est branchée

 

=== Bugs connus ===

- En écrivant la documention du code et du hardware, j'ai trouvé un bug, qui était presque imperceptible, et qui est lié à deux fonctions reliées à la même pin de l'arduino (le LCD et la "gate" du triac) une fois par seconde (donc quand le LCD actualise les infos) le triac pouvait devenir passant sans qu'on le veuille. La correction ne nécessite que de changer un numéro de pin dans le programme, mais nécessite que je modifie mon hardware avant.

- il n'y a pas de fin programmée pour l'enregistrement sur carte SD. Toutes les minutes une info est écrite, et si on retire la carte pile poil quand il faut pas (une chance par minute), il peut se produire une erreur d'écriture sur la carte.

 Ce qu'il serait techniquement possible de faire (mais ça serait un fork du projet initial) :

 On pourrait avec le même matériel, et en modifiant le code, faire fonctionner l'arduino en mode 'esclave' c'est à dire qu'on vire tout le côté programmation et interface utilisateur, et on ne lui laisse que la partie commande, et on ajoute un protocole de communication avec un système maitre/esclave.

En gros l'arduino reçoit en I2C une consigne de type "chauffe 30 min à 80°", et il se débrouille, en retournant la témpérature actuelle quand on lui demande gentiment.

Ca permettrait de chaîner plusieurs arduinos esclaves, pilotés par un système maître aussi puissant et sophistiqué que souhaité.

= La réalisation =

== Version standard ==

Voici le schéma de principe pour la réalisation :

[[File:Branchements-GRainNMaster-std.gif|600px|schéma de principe]]

Le schéma de base des branchements de l'arduino Mega probient du site [[Www.pighixxx.com|www.pighixxx.com]]

Avant de sortir le fer à souder, gardez ce schéma imprimé en grand, ou à portée de main.

*Préparation de la sonde 1 wire DS18B20

Il va nous falloir une résistance de 4.7Kohm. Sa valeur n'est pas critique, si vous n'avez qu'une 3K ou une 5.1Kohm sous la main, ça marchera quand même.

Soudez la résistance entre les fils + et signal :

[[File:SondeDS18B20.jpg|300px|SondeDS18B20.jpg]][[File:Resist pullup.jpg|400px|Resist pullup.jpg]]

*Préparation du SCR (variateur de puissance 10KW)

[[File:SCR.jpg|400px|SCR.jpg]]

Il va ici falloir sacrifier une rallonge électrique, que nous viendrons relier sur le bornier.

Coupez la rallonge en son centre (quand elle est débranchée...) 

Puis dénudez les 3 fils.

Ensuite, ça parait bête mais on va re-brancher un des fils qu'on a coupé :

Ce fil c'est le fil de terre :prenez le fil de terre côté prise femelle, et rassemblez-le avec un domino sur le fil de terre côté prise mâle.

Si vous avez un châssis métallique, vous pouvez en profiter pour relier votre châssis à la terre.

Ensuite, branchez les fils phase et neutre de la prise mâle sur le côté noté "INPUT", et les fils phase et neutre de la prise femelle sur le côté "OUTPUT"

Ca c'était la partie facile.

Maintenant repérez ce connecteur :

[[File:Broches scr.png|RTENOTITLE]]

C'est celui où se branche le petit afficheur qui a été fourni avec votre SCR.

On va se servir de ses broches pour pouvoir le piloter .

On en utilise que 3 sur 4, attention à bien repérer le sens.

En récupérant le câble fourni, vous n'aurez pas à modifier le SCR.

Branchez les fils repérés DETECT et GATE sur les bonnes broches de l'arduino, et GND sur une des nombreuses pins GND disponibles.

*L'afficheur LCD : 

Là, rien de plus simple, on le branche comme n'importe quel shield. Par contre comme c'est prévu à l'origine pour un UNO beaucoup plus petit que le MEGA, il faut veiller à bien l'aligner sur les bonnes broches.

*Le lecteur SD card

[[File:Lecteur SD.png|400px]]

Ici, rien de très compliqué, on câble MOSI du lecteur SD sur MOSI de l'arduine, MISO sur MISO, etc.... 

*Le buzzer : 

Si vous voulez mettre un  buzzer, la pin 40 est attribuée à cette fonction par défaut

[[Category:Tutoriels]]

Open GraiNMaster

2016-10-08T16:14:20Z

N.master :

l'automate de brassage simple et abordable

== Introduction ==

Salut à tous.

Certains ont suivi le sujet GraiNmaster sur le forum, la fabrication d'un système semi-automatisé de brassage.(voir ici [https://www.brassageamateur.com/forum/ftopic25406.html [1]])

Ce projet étant maintenant suffisamment abouti, j'ai choisi de partager avec vous un guide pour recréer la partie électronique de ce système !

== Qu'est ce que c'est ? ==

[[File:Apercu appareil.JPG|right|400px|aperçu de l'appareil]] Un petit montage électronique, assemblé à partir de modules tout faits, et qui s'occupe des températures et des temps de paliers lors d'un brassage

 

== Que faut-t-il pour pouvoir s'en servir ? ==

 

une cuve munie d'un chauffage électrique. C'est pour ainsi dire la seule contrainte. Après celui qui est capable de piloter le gaz électriquement pourrait sans doute détourner un peu l'appareil pour s'en servir.

 

== Pour quoi faire ? ==

Quand on brasse tout grain, on a pas mal de choses à gérer, et l'une d'elle concerne la température.

Il faut maintenir des paliers, pendant un temps donné, et à une température aussi précise que possible, surtout si on veut espérer brasser plusieurs fois une recette, ou espérer une certaine répétabilité dans le process.

 

== Mais il existe déjà des choses similaires sur le marché ? ==

Oui et non :

Le marché évolue, il évolue vite, et entre le début de mon projet et le moment où vous lisez ces lignes, ça peut avoir changé.

Mais quand j'ai commencé les solutions existantes étaient un peu extrèmes :

 

- Soit le basique type PID chinois STC1000 + une minuterie de cuisine (ça marche, je dis pas le contraire)

- Soit du très compliqué équipé de série avec interface graphique sur écran 32" 6 millions de couleurs, smartphone, PC, wifi, multimédia, peinture métallisée, lecteur MP3 blutooth XD ...

- Soit on est un peu bricoleur et on peut bricoler le STC1000 pour le flasher avec un autre programme. 

Ces solutions ne me plaisaient pas, c'était soit trop cher, soit trop basique.

C'est pourquoi j'ai développé ma solution, avec l'avantage de pouvoir maîtriser et adapter  aussi bien le matériel que le logiciel

 

== Concept et cahier des charges de départ ==

- On évite de réinventer la roue, le matériel c'est du kit, avec vraiment le strict minimum de circuits maison.

- On limite le budget au minimum, on s'accorde plus que le budget d'un PiD, mais nettement moins qu'une solution commerciale sophistiquée

- On s'arrange pour rester assez souple sur les possibilités.

Donc, il fallait partir d'autre chose...

 

== Le projet Open GraiNmaster ==

A la base je comptais produire seulement quelques exemplaires, non pas pour en faire un business, mais plutôt pour ceux qui n'ont pas le temps de réinventer la même chose, ou pas les moyens financiers pour les solutions clef en main.

Et puis le temps a passé, faire des prototypes est couteux en temps et en finances, et je me suis dit que sans le partage des bouts de code, des librairies, et autres exemples sur le net, mon projet n'existerait pas. Et donc redistribuer gratuitement le projet me semble un juste remerciement à la communauté.

 

On va donc dire que c'est une licence Beerware, si vous aimez mon invention, envoyez moi <del>une bière</del> <del>des bières</del> un carton de bière de votre fabrication :D (j'ai rayé les mentions inutiles)

C'est exclusivement pour un usage amateur, pas d'usage commercial, et je veux pas que dans 15 jours des malins commercialisent un automate fabriqué en Chine suivant mes plans.

Et si vous envisagez un usage commercial, ça serait sympa de penser un peu à moi ;).

 

=== Prérequis ===

Avant d'aborder la réalisation, merci de vérifier :

0 - que c'est bien de ça que vous avez besoin, ça peut sembler évident, mais peut être que les solutions basiques vous suffisent, ou peut être que vous recherchez plus complexe sans que le prix ne soit un problème.

1 - que vous êtes dotés de bon sens (on utilise pas du matériel amateur pour faire autre chose que de la bière amateur, c'est pas interdit de s'en servir pour aller plus loin, mais c'est pas fait pour ça donc vous n'irrez pas pleurer si ça ne marche pas. Pas de SAV ni de garanties !)

2 - que vous comprenez au moins les bases de l'électronique (le fil rouge sur le bouton rouge ...XD)

3 - que vous '''MAITRISEZ PARFAITEMENT''' les règles de sécurité électrique et que vous n'allez pas les contourner pour économiser 3 radis. J'inciste '''TRES''' lourdement sur ce point car il en va de votre vie. L'électricité '''TUE''', et mal maîtrisée, elle peut aussi causer d'autre accidents domestiques (incendie par exemple)

4 - que vous savez vous servir d'un ordinateur, d'un tournevis, et d'un fer à souder, et peut être aussi d'un multimètre basique

5 - que vous comprenez le français, car pour l'instant je ne me suis pas donné la peine de traduire quoique ce soit

 

Maintenant que c'est dit, voici donc les éléments clefs qu'il vous faudra pour faire un automate Open GraiNmaster :

 

=== La réalisation ===

Je vais vous parler de 3 options possibles :

 

*La version Eco ''(Je fais de la bière parce que la Kro c'est trop cher :D )''
*La version standard ''(Je fais de la bière parce que c'est ma passion)''
*La version originale ''(Je suis un birjik, et aussi un vrai geek, j'aime mieux faire compliqué)''

 

Toutes les version sont identiques point de vue interface utilisateur. La différence vient plutôt du côté matériel :

 

'''Version Eco :''' compter un budget d'environ 50€ (boitier compris, 35€ sans la boite)

Sonde : DS18B20

Puissance : Relais ou SSR

Pilotage de la chauffe : tout ou rien

 

'''Version standard :''' budget environ 65€ (50€ sans la boite)

Sonde : DS18B20

Puissance : SCR du commerce modifié

Pilotage de la chauffe : proportionnel

 

'''Version originale ''': environ 100€ ?

Sonde : PT100

Puissance : SCR du commerce modifié

Pilotage de la chauffe : proportionnel

 

=== Quelle version choisir ? ===

La version standard est recommandée pour tous.

La version dite éco, a pour seule différence qu'elle se passe d'élément de commande proportionelle, pour privilégier un système tout ou rien parfois plus économique à l'achat, et plus polyvalent.

La seule raison de préférer la version originale, c'est si vous avez déjà un équipement utilisant des sondes PT100 ou PT1000, ou si vous avez un autre circuit de mesure de température capable d'envoyer une information proportionnelle en tension 0-5V.

 

=== Matériel ===

'''Pour toutes les versions :'''

[[File:Arduino mega.jpg|right|400px|RTENOTITLE]]- un arduino Mega 2560 R3. Soutenir les créateurs officiels est toujours sympa, mais si vous êtes fauchés, on peut en trouver à moins de 10€ chez Aliexpress ou ebay.

- un LCD shield: prix environ 2€ chez ces mêmes vendeurs

- Un lecteur de cartes SD (Si on l'enlève, le montage fonctionne quand même très bien, mais pour 3€ ça serait dommage de s'en priver, surtout que dans ce cas, ça oblige à modifier le code "en dur" pour toucher aux paramètres PID)

- une carte SD (une toute petite de récup suffit très très largement) (5€ si on l'a pas)

- Facultatifs d'un point de vue purement fonctionnel, mais indispensables d'un point de vue sécurité : un disjoncteur réarmable (3€ tant qu'on tape pas dans de la haute puissance > 15A) , ou à défaut un fusible bien choisi (0.5€ chez le voleur du coin)

- Un boîtier décent pour isoler toute la partie puissance, on trouve des boîtiers corrects pour tableau électrique à environ 15€

- facultatif : un buzzer, avec son électronique de pilotage si il consomme plus de quelques milliamperes

- Suivant votre usage, une rallonge électrique à sacrifier 5€ (ATTENTION A LA PUISSANCE QUE VOUS TIREZ A LA PRISE : en général un circuit de prise électriques murales est prévu pour 15A, mais c'est parfois moins)

 

'''Pour la version Eco :'''

[[File:Sonde DS18B20.jpg|right|400px|RTENOTITLE]]- Une sonde 1 wire DS18B20 adaptée à votre usage (donc de préférence avec fourreau inox et étanche) 2€

- 2 résistances (1 kopek)

- une alimentation pour votre montage (9V si on se sert du régulateur de l'arduino - 5V si on se branche en direct) 2 à 10€

+ au choix : 

- Un relais 5V assez puissant pour contrôler votre élément de chauffe (ne pas hésiter à fortement sur-dimentionner) en tapant "relay arduino' on trouve pas mal de choses.

Choisir impérativement une version optocouplée. comptez 3-4€ pour un module comprenant deux relais. A réserver aux petites puissances, les relais 5V sont rarement prévus pour les grosses charges.
<div style="background:#eee; border:1px solid #ccc; padding:5px 10px">pour info, on trouve une plaque signalétique sous les appareils avec indiqué les puissances, à partir de cette info, on peut estimer l'ampérage (l'intensité) nécessaire en Ampères</div><div style="background:#eee; border:1px solid #ccc; padding:5px 10px">En alternatif, P = U x I x Cos(Phi)</div><div style="background:#eee; border:1px solid #ccc; padding:5px 10px">Mais ne vous vrillez pas le cerveau, pour un élément de chauffage (en théorie purement résistif), on peut s'autoriser une petite simplification et considérer que :</div><div style="background:#eee; border:1px solid #ccc; padding:5px 10px">P = U x I et donc  Intensité = Puissance / tension </div><div style="background:#eee; border:1px solid #ccc; padding:5px 10px">Donc pour un appareil de 2000W et sous 230V, on aura une intensité de 1000/230 = 8.6A</div><div style="background:#eee; border:1px solid #ccc; padding:5px 10px">Donc en théorie, un relais 10A suffirait à contrôler cet élément de chauffe. Cependant attention à toujours prendre une bonne marge de sécurité</div><div style="background:#eee; border:1px solid #ccc; padding:5px 10px">Il est prudent de prendre un relais une gamme au dessus du besoin réel. Exemple j'ai besoin de piloter 10A, je prend un relais 15A</div><div style="background:#eee; border:1px solid #ccc; padding:5px 10px">pour plus d'infos sur intensité, tension, puissance, voir par exemple ici :[http://webetab.ac-bordeaux.fr/Pedagogie/Physique/Physico/Electro/e08puiss.htm  http://webetab.ac-bordeaux.fr/Pedagogie/Physique/Physico/Electro/e08puiss.htm]</div>
 

- Solution plus sûre (mais nécessite un peu d'électronique) faire soi même l'optocoupleur, et piloter un relais acheté chez un revendeur sérieux (Farnell, radiospares, TME, mouser ...) environ 10€ pour un relais 10A , 2€ pour un optocoupleur. Il faudra peut être prévoir d'alimenter le relais en 12V ce qui ajoute donc une alim dans les frais ...

- solution un peu usine à gaz : commander un petit relais 5V avec l'arduino, et ce relais pilote l'alimentation d'un gros relais ou d'un contacteur. Attention les contacteurs ça fait des gros CLAC! quand ça contacte, et ça peut surprendre. C'est pas économique du tout mais on peut envisager de très grosses puissances

- solution plus coûteuse : un relais "solid state" SSR attention toutefois à pouvoir le piloter en 5V. NE PAS PRENDRE UNE MERDE DE CONTREFACON !! il vaut mieux prendre un SSR 15A de marque shneider electric, Merlin gerin, siemmens qu'un 40A de marque king kong tong qui prendra feu dès qu'on lui tire 5A dessus !

Compter environ 30€ pour du matériel sérieux chez un distributeur sérieux. moins cher c'est forcément suspect. Economiquement cette solution présente finalement peu d'intérêt face à la version standard. Le seul intérêt c'est si vous avez déjà le SSR qui attend sagement sur l'étagère...

 

'''Pour la version Standard'''

 La même chose que précédemment mais à la place du relais il faut un régulateur de puissance 10000W[[File:SCR.jpg|right|400px|RTENOTITLE]]

10 Kw ça parait énorme et surprenant oui, mais les chinois aiment annoncer des gros chiffres, et 40A serait sans doute plus "vrai" que 10 KW...

Je n' ai pas essayé de brancher 10 sèches cheveux sur mon variateur, cependant le modèle que j'ai entre les mains comprend bien un gros triac donné pour 40A maxi, ce qui sous 250V avec une charge purement résistive, à fond la caisse avec le vent dans le dos, donnerait effectivement 10KW

Il est monté sur un bon radiateur, et donc une charge de 2.5KW ne le fait même pas tiédir.

 Ça se trouve sous plein de références différentes, je suppose que ce sont tous des clones, mais il faut que ça soit le modèle avec un petit écran afficheur qui donne la puissance :

Ainsi il sera pratiquement "plug and play" pour notre usage.

Je l'ai eu sous le nom

"10000W Import SCR Super Power Digital Regulator Dimmer Speed Thermostat"  15€

  

'''Pour la version originale'''

le hardware ne sera pas abordé dans le détail car inutilement compliqué, et en plus assez cher.

Il faut la même chose que la version standard sauf qu'on remplace la sonde DS18B20

L'idée, c'est d'avoir une sonde de son choix, puis un circuit qui renvoie la lecture de la température sous forme d'une tension comprise entre 0V et +5V

Et ensuite on vient lire cette valeur pour connaître la température.

Pour plus de précision on utilise un DAC 16 bits, car les DACs intégrés à l'arduino sont assez imprécis.

J'ai utilisé : une sonde PT100

un convertisseur PT100 vers 0-5V

un DAC 16bits ADS1115 type adafruit

des circuits de filtrage, qui sont à adapter suivant le matériel utilisé pour la conversion PT100->0-5V (donc quelques résistances et condensateurs)

=== Sécurité ===

J'ai déjà parlé dans les prérequis et le matériel de la sécurité, mais je ne suis pas dupe, certains fous vont essayer de jouer les apprentis sorciers et faire des choses dangereuses.

Aussi, je me dit que certains rappels des bases ne feront pas de mal :

'''l'électricité tue''', vous le savez certainement, mais elle tue facilement, et profitera d'une milliseconde d'inattention pour vous griller la tronche dans un déluge d’effets pyrotechniques ...

Et même l'électricien avec 30 ans de métier peut se faire piéger.. Sur un montage qu'on met au point, on branche, on débranche, on branche, on débranche, on branche, on débranche, puis d'un coup, on débranche et on branche, et là c'est le drame...

Partez donc du principe, que oui, on veut vous tuer, et vous devez être parano pour survivre. Et un bon parano qui se respecte, se protège avec toutes les armes à sa portée :

*arme n° 1 : le disjoncteur de la maison. Normalement si vous n'êtes pas dans un appartement vétuste des années 30, vous devriez avoir un disjoncteur différentiel. Chatouilleux, c'est mieux pour votre survie. Vous n'en avez pas ? Alors il vaudrait mieux laisser tomber l'idée de faire de l'électricité amateur ...
*arme n°2 : le fil de terre, qui couplé au disjoncteur, vous évitera des problèmes si un câble mal isolé vient toucher la carcasse ou la cuve de votre appareil de brassage.
*arme n°3 : des gants en plastique. Même moi qui bricole beaucoup, et qui « joue » avec l'électricité, j'ai pris l'habitude de mettre des gants au moment du raccordement final au secteur. Car même si il ne m'est jamais arrivé de pépin, oublier de débrancher puis ripper sur une partie non isolée peut arriver
*arme n°4 : le boitier et les composants de sécurité électrique. Il est tentant de laisser un montage « en l'air » juste « pour le temps de tester » mais on connait tous le fameux provisoire devenu définitif... et avec le temps on se méfie moins de ce fil mal isolé qui trainait là, et PAF !
*arme n°5 : Vigilance et bon sens : on ne touche pas à l'électricité quand on est pas en forme. Il faut être concentré. Si vous êtes bourrés, fatigués, énervés, et que le chien vous casse les oreilles, c'est pas le bon moment pour bricoler !

Et je ne le répète jamais assez '''ON NE RADINE PAS SUR LA SÉCURITÉ'''. Si vous avez voulu gratter 30€ sur le SSR, et que votre SSR à 10€ met le feu à votre maison, vous regretterez amèrement cette économie....

== Le logiciel ==

version actuelle (V1.000):

Première version que je diffuse, elle est pleinement fonctionnelle, je m'en suis servi sur plusieurs brassins, et je n'ai pas noté de plantages ni problèmes étranges.

=== Fonctionnalités actuelles ===

Programmation et gestion de 7 étapes de brassage :

 - Préchauffage (température uniquement)

- Palier 1 (température et durée)

- Palier 2 (température et durée)

- Palier 3 (température et durée)

- Palier 4 (température et durée)

- Mash out/rinçage (température uniquement)

- ébullition (température et durée)

 Les étapes peuvent être sautées, ou annulées après confirmation

Affichage de la température pendant le refroidissement

Enregistrement du log sur carte SD (journal des températures en fonction du temps)

Programmation depuis la carte SD en éditant un fichier de configuration (certains paramètres système ne peuvent être modifié que par ce biais, ou en modifiant le code)

Gestion (sommaire) des erreurs type "pas de carte SD branchée" ou appuis involontaires sur un bouton pendant le brassage

Buzzer qui sonne pour prévenir qu'une étape est atteinte

Possibilité de modifier la température d'un palier "à la volée"

 

=== Ce qui pourrait être amélioré ===

 - Le code utilise beaucoup de variables, et certaines pourraient sans doute être mieux gérées

- Pour le moment ça tourne sur un arduino Mega. Avec de l'optimisation, ou en supprimant les fonction inutilisées de la version originale, on devrait pouvoir tourner sur un arduino UNO

- On peut changer les températures d'un palier à la volée, mais pas le temps du palier en question

- On pourrait envisager des alarmes différentes avec le bipeur ou des témoins lumineux

- les paramètres de réglage du système ne sont accessibles que par carte SD

- un auto-tune du PID ?

- traductions ?

 

=== Ce qui est en cours d'implémentation ===

- détection automatique si une sonde DS18B20 est branchée

 

=== Bugs connus ===

- En écrivant la documention du code et du hardware, j'ai trouvé un bug, qui était presque imperceptible, et qui est lié à deux fonctions reliées à la même pin de l'arduino (le LCD et la "gate" du triac) une fois par seconde (donc quand le LCD actualise les infos) le triac pouvait devenir passant sans qu'on le veuille. La correction ne nécessite que de changer un numéro de pin dans le programme, mais nécessite que je modifie mon hardware avant.

- il n'y a pas de fin programmée pour l'enregistrement sur carte SD. Toutes les minutes une info est écrite, et si on retire la carte pile poil quand il faut pas (une chance par minute), il peut se produire une erreur d'écriture sur la carte.

 Ce qu'il serait techniquement possible de faire (mais ça serait un fork du projet initial) :

 On pourrait avec le même matériel, et en modifiant le code, faire fonctionner l'arduino en mode 'esclave' c'est à dire qu'on vire tout le côté programmation et interface utilisateur, et on ne lui laisse que la partie commande, et on ajoute un protocole de communication avec un système maitre/esclave.

En gros l'arduino reçoit en I2C une consigne de type "chauffe 30 min à 80°", et il se débrouille, en retournant la témpérature actuelle quand on lui demande gentiment.

Ca permettrait de chaîner plusieurs arduinos esclaves, pilotés par un système maître aussi puissant et sophistiqué que souhaité.

= La réalisation =

== Version standard ==

Voici le schéma de principe pour la réalisation :

[[File:Branchements-GRainNMaster-std.gif|600px|schéma de principe]]

Le schéma de base des branchements de l'arduino Mega probient du site [[Www.pighixxx.com|www.pighixxx.com]]

Avant de sortir le fer à souder, gardez ce schéma imprimé en grand, ou à portée de main.

*Préparation de la sonde 1 wire DS18B20

Il va nous falloir une résistance de 4.7Kohm. Sa valeur n'est pas critique, si vous n'avez qu'une 3K ou une 5.1Kohm sous la main, ça marchera quand même.

Soudez la résistance entre les fils + et signal :

[[File:SondeDS18B20.jpg|300px|SondeDS18B20.jpg]][[File:Resist pullup.jpg|400px|Resist pullup.jpg]]

*Préparation du SCR (variateur de puissance 10KW)

[[File:SCR.jpg|400px|SCR.jpg]]

Il va ici falloir sacrifier une rallonge électrique, que nous viendrons relier sur le bornier.

Coupez la rallonge en son centre (quand elle est débranchée...) 

Puis dénudez les 3 fils.

Ensuite, ça parait bête mais on va re-brancher un des fils qu'on a coupé :

Ce fil c'est le fil de terre :prenez le fil de terre côté prise femelle, et rassemblez-le avec un domino sur le fil de terre côté prise mâle.

Si vous avez un châssis métallique, vous pouvez en profiter pour relier votre châssis à la terre.

Ensuite, branchez les fils phase et neutre de la prise mâle sur le côté noté "INPUT", et les fils phase et neutre de la prise femelle sur le côté "OUTPUT"

Ca c'était la partie facile.

Maintenant repérez ce connecteur :

[[File:Broches scr.png|RTENOTITLE]]

C'est celui où se branche le petit afficheur qui a été fourni avec votre SCR.

On va se servir de ses broches pour pouvoir le piloter .

On en utilise que 3 sur 4, attention à bien repérer le sens.

En récupérant le câble fourni, vous n'aurez pas à modifier le SCR.

Branchez les fils repérés DETECT et GATE sur les bonnes broches de l'arduino, et GND sur une des nombreuses pins GND disponibles.

*L'afficheur LCD : 

Là, rien de plus simple, on le branche comme n'importe quel shield. Par contre comme c'est prévu à l'origine pour un UNO beaucoup plus petit que le MEGA, il faut veiller à bien l'aligner sur les bonnes broches.

*Le lecteur SD card
[[Category:Tutoriels]]

Open GraiNMaster

2016-10-08T16:09:31Z

N.master : u

l'automate de brassage simple et abordable

== Introduction ==

Salut à tous.

Certains ont suivi le sujet GraiNmaster sur le forum, la fabrication d'un système semi-automatisé de brassage.(voir ici [https://www.brassageamateur.com/forum/ftopic25406.html [1]])

Ce projet étant maintenant suffisamment abouti, j'ai choisi de partager avec vous un guide pour recréer la partie électronique de ce système !

== Qu'est ce que c'est ? ==

[[File:Apercu appareil.JPG|right|400px|aperçu de l'appareil]] Un petit montage électronique, assemblé à partir de modules tout faits, et qui s'occupe des températures et des temps de paliers lors d'un brassage

 

== Que faut-t-il pour pouvoir s'en servir ? ==

 

une cuve munie d'un chauffage électrique. C'est pour ainsi dire la seule contrainte. Après celui qui est capable de piloter le gaz électriquement pourrait sans doute détourner un peu l'appareil pour s'en servir.

 

== Pour quoi faire ? ==

Quand on brasse tout grain, on a pas mal de choses à gérer, et l'une d'elle concerne la température.

Il faut maintenir des paliers, pendant un temps donné, et à une température aussi précise que possible, surtout si on veut espérer brasser plusieurs fois une recette, ou espérer une certaine répétabilité dans le process.

 

== Mais il existe déjà des choses similaires sur le marché ? ==

Oui et non :

Le marché évolue, il évolue vite, et entre le début de mon projet et le moment où vous lisez ces lignes, ça peut avoir changé.

Mais quand j'ai commencé les solutions existantes étaient un peu extrèmes :

 

- Soit le basique type PID chinois STC1000 + une minuterie de cuisine (ça marche, je dis pas le contraire)

- Soit du très compliqué équipé de série avec interface graphique sur écran 32" 6 millions de couleurs, smartphone, PC, wifi, multimédia, peinture métallisée, lecteur MP3 blutooth XD ...

- Soit on est un peu bricoleur et on peut bricoler le STC1000 pour le flasher avec un autre programme. 

Ces solutions ne me plaisaient pas, c'était soit trop cher, soit trop basique.

C'est pourquoi j'ai développé ma solution, avec l'avantage de pouvoir maîtriser et adapter  aussi bien le matériel que le logiciel

 

== Concept et cahier des charges de départ ==

- On évite de réinventer la roue, le matériel c'est du kit, avec vraiment le strict minimum de circuits maison.

- On limite le budget au minimum, on s'accorde plus que le budget d'un PiD, mais nettement moins qu'une solution commerciale sophistiquée

- On s'arrange pour rester assez souple sur les possibilités.

Donc, il fallait partir d'autre chose...

 

== Le projet Open GraiNmaster ==

A la base je comptais produire seulement quelques exemplaires, non pas pour en faire un business, mais plutôt pour ceux qui n'ont pas le temps de réinventer la même chose, ou pas les moyens financiers pour les solutions clef en main.

Et puis le temps a passé, faire des prototypes est couteux en temps et en finances, et je me suis dit que sans le partage des bouts de code, des librairies, et autres exemples sur le net, mon projet n'existerait pas. Et donc redistribuer gratuitement le projet me semble un juste remerciement à la communauté.

 

On va donc dire que c'est une licence Beerware, si vous aimez mon invention, envoyez moi <del>une bière</del> <del>des bières</del> un carton de bière de votre fabrication :D (j'ai rayé les mentions inutiles)

C'est exclusivement pour un usage amateur, pas d'usage commercial, et je veux pas que dans 15 jours des malins commercialisent un automate fabriqué en Chine suivant mes plans.

Et si vous envisagez un usage commercial, ça serait sympa de penser un peu à moi ;).

 

=== Prérequis ===

Avant d'aborder la réalisation, merci de vérifier :

0 - que c'est bien de ça que vous avez besoin, ça peut sembler évident, mais peut être que les solutions basiques vous suffisent, ou peut être que vous recherchez plus complexe sans que le prix ne soit un problème.

1 - que vous êtes dotés de bon sens (on utilise pas du matériel amateur pour faire autre chose que de la bière amateur, c'est pas interdit de s'en servir pour aller plus loin, mais c'est pas fait pour ça donc vous n'irrez pas pleurer si ça ne marche pas. Pas de SAV ni de garanties !)

2 - que vous comprenez au moins les bases de l'électronique (le fil rouge sur le bouton rouge ...XD)

3 - que vous '''MAITRISEZ PARFAITEMENT''' les règles de sécurité électrique et que vous n'allez pas les contourner pour économiser 3 radis. J'inciste '''TRES''' lourdement sur ce point car il en va de votre vie. L'électricité '''TUE''', et mal maîtrisée, elle peut aussi causer d'autre accidents domestiques (incendie par exemple)

4 - que vous savez vous servir d'un ordinateur, d'un tournevis, et d'un fer à souder, et peut être aussi d'un multimètre basique

5 - que vous comprenez le français, car pour l'instant je ne me suis pas donné la peine de traduire quoique ce soit

 

Maintenant que c'est dit, voici donc les éléments clefs qu'il vous faudra pour faire un automate Open GraiNmaster :

 

=== La réalisation ===

Je vais vous parler de 3 options possibles :

 

*La version Eco ''(Je fais de la bière parce que la Kro c'est trop cher :D )''
*La version standard ''(Je fais de la bière parce que c'est ma passion)''
*La version originale ''(Je suis un birjik, et aussi un vrai geek, j'aime mieux faire compliqué)''

 

Toutes les version sont identiques point de vue interface utilisateur. La différence vient plutôt du côté matériel :

 

'''Version Eco :''' compter un budget d'environ 50€ (boitier compris, 35€ sans la boite)

Sonde : DS18B20

Puissance : Relais ou SSR

Pilotage de la chauffe : tout ou rien

 

'''Version standard :''' budget environ 65€ (50€ sans la boite)

Sonde : DS18B20

Puissance : SCR du commerce modifié

Pilotage de la chauffe : proportionnel

 

'''Version originale ''': environ 100€ ?

Sonde : PT100

Puissance : SCR du commerce modifié

Pilotage de la chauffe : proportionnel

 

=== Quelle version choisir ? ===

La version standard est recommandée pour tous.

La version dite éco, a pour seule différence qu'elle se passe d'élément de commande proportionelle, pour privilégier un système tout ou rien parfois plus économique à l'achat, et plus polyvalent.

La seule raison de préférer la version originale, c'est si vous avez déjà un équipement utilisant des sondes PT100 ou PT1000, ou si vous avez un autre circuit de mesure de température capable d'envoyer une information proportionnelle en tension 0-5V.

 

=== Matériel ===

'''Pour toutes les versions :'''

[[File:Arduino mega.jpg|right|400px|RTENOTITLE]]- un arduino Mega 2560 R3. Soutenir les créateurs officiels est toujours sympa, mais si vous êtes fauchés, on peut en trouver à moins de 10€ chez Aliexpress ou ebay.

- un LCD shield: prix environ 2€ chez ces mêmes vendeurs

- Un lecteur de cartes SD (Si on l'enlève, le montage fonctionne quand même très bien, mais pour 3€ ça serait dommage de s'en priver, surtout que dans ce cas, ça oblige à modifier le code "en dur" pour toucher aux paramètres PID)

- une carte SD (une toute petite de récup suffit très très largement) (5€ si on l'a pas)

- Facultatifs d'un point de vue purement fonctionnel, mais indispensables d'un point de vue sécurité : un disjoncteur réarmable (3€ tant qu'on tape pas dans de la haute puissance > 15A) , ou à défaut un fusible bien choisi (0.5€ chez le voleur du coin)

- Un boîtier décent pour isoler toute la partie puissance, on trouve des boîtiers corrects pour tableau électrique à environ 15€

- facultatif : un buzzer, avec son électronique de pilotage si il consomme plus de quelques milliamperes

- Suivant votre usage, une rallonge électrique à sacrifier 5€ (ATTENTION A LA PUISSANCE QUE VOUS TIREZ A LA PRISE : en général un circuit de prise électriques murales est prévu pour 15A, mais c'est parfois moins)

 

'''Pour la version Eco :'''

[[File:Sonde DS18B20.jpg|right|400px|RTENOTITLE]]- Une sonde 1 wire DS18B20 adaptée à votre usage (donc de préférence avec fourreau inox et étanche) 2€

- 2 résistances (1 kopek)

- une alimentation pour votre montage (9V si on se sert du régulateur de l'arduino - 5V si on se branche en direct) 2 à 10€

+ au choix : 

- Un relais 5V assez puissant pour contrôler votre élément de chauffe (ne pas hésiter à fortement sur-dimentionner) en tapant "relay arduino' on trouve pas mal de choses.

Choisir impérativement une version optocouplée. comptez 3-4€ pour un module comprenant deux relais. A réserver aux petites puissances, les relais 5V sont rarement prévus pour les grosses charges.
<div style="background:#eee; border:1px solid #ccc; padding:5px 10px">pour info, on trouve une plaque signalétique sous les appareils avec indiqué les puissances, à partir de cette info, on peut estimer l'ampérage (l'intensité) nécessaire en Ampères</div><div style="background:#eee; border:1px solid #ccc; padding:5px 10px">En alternatif, P = U x I x Cos(Phi)</div><div style="background:#eee; border:1px solid #ccc; padding:5px 10px">Mais ne vous vrillez pas le cerveau, pour un élément de chauffage (en théorie purement résistif), on peut s'autoriser une petite simplification et considérer que :</div><div style="background:#eee; border:1px solid #ccc; padding:5px 10px">P = U x I et donc  Intensité = Puissance / tension </div><div style="background:#eee; border:1px solid #ccc; padding:5px 10px">Donc pour un appareil de 2000W et sous 230V, on aura une intensité de 1000/230 = 8.6A</div><div style="background:#eee; border:1px solid #ccc; padding:5px 10px">Donc en théorie, un relais 10A suffirait à contrôler cet élément de chauffe. Cependant attention à toujours prendre une bonne marge de sécurité</div><div style="background:#eee; border:1px solid #ccc; padding:5px 10px">Il est prudent de prendre un relais une gamme au dessus du besoin réel. Exemple j'ai besoin de piloter 10A, je prend un relais 15A</div><div style="background:#eee; border:1px solid #ccc; padding:5px 10px">pour plus d'infos sur intensité, tension, puissance, voir par exemple ici :[http://webetab.ac-bordeaux.fr/Pedagogie/Physique/Physico/Electro/e08puiss.htm  http://webetab.ac-bordeaux.fr/Pedagogie/Physique/Physico/Electro/e08puiss.htm]</div>
 

- Solution plus sûre (mais nécessite un peu d'électronique) faire soi même l'optocoupleur, et piloter un relais acheté chez un revendeur sérieux (Farnell, radiospares, TME, mouser ...) environ 10€ pour un relais 10A , 2€ pour un optocoupleur. Il faudra peut être prévoir d'alimenter le relais en 12V ce qui ajoute donc une alim dans les frais ...

- solution un peu usine à gaz : commander un petit relais 5V avec l'arduino, et ce relais pilote l'alimentation d'un gros relais ou d'un contacteur. Attention les contacteurs ça fait des gros CLAC! quand ça contacte, et ça peut surprendre. C'est pas économique du tout mais on peut envisager de très grosses puissances

- solution plus coûteuse : un relais "solid state" SSR attention toutefois à pouvoir le piloter en 5V. NE PAS PRENDRE UNE MERDE DE CONTREFACON !! il vaut mieux prendre un SSR 15A de marque shneider electric, Merlin gerin, siemmens qu'un 40A de marque king kong tong qui prendra feu dès qu'on lui tire 5A dessus !

Compter environ 30€ pour du matériel sérieux chez un distributeur sérieux. moins cher c'est forcément suspect. Economiquement cette solution présente finalement peu d'intérêt face à la version standard. Le seul intérêt c'est si vous avez déjà le SSR qui attend sagement sur l'étagère...

 

'''Pour la version Standard'''

 La même chose que précédemment mais à la place du relais il faut un régulateur de puissance 10000W[[File:SCR.jpg|right|400px|RTENOTITLE]]

10 Kw ça parait énorme et surprenant oui, mais les chinois aiment annoncer des gros chiffres, et 40A serait sans doute plus "vrai" que 10 KW...

Je n' ai pas essayé de brancher 10 sèches cheveux sur mon variateur, cependant le modèle que j'ai entre les mains comprend bien un gros triac donné pour 40A maxi, ce qui sous 250V avec une charge purement résistive, à fond la caisse avec le vent dans le dos, donnerait effectivement 10KW

Il est monté sur un bon radiateur, et donc une charge de 2.5KW ne le fait même pas tiédir.

 Ça se trouve sous plein de références différentes, je suppose que ce sont tous des clones, mais il faut que ça soit le modèle avec un petit écran afficheur qui donne la puissance :

Ainsi il sera pratiquement "plug and play" pour notre usage.

Je l'ai eu sous le nom

"10000W Import SCR Super Power Digital Regulator Dimmer Speed Thermostat"  15€

  

'''Pour la version originale'''

le hardware ne sera pas abordé dans le détail car inutilement compliqué, et en plus assez cher.

Il faut la même chose que la version standard sauf qu'on remplace la sonde DS18B20

L'idée, c'est d'avoir une sonde de son choix, puis un circuit qui renvoie la lecture de la température sous forme d'une tension comprise entre 0V et +5V

Et ensuite on vient lire cette valeur pour connaître la température.

Pour plus de précision on utilise un DAC 16 bits, car les DACs intégrés à l'arduino sont assez imprécis.

J'ai utilisé : une sonde PT100

un convertisseur PT100 vers 0-5V

un DAC 16bits ADS1115 type adafruit

des circuits de filtrage, qui sont à adapter suivant le matériel utilisé pour la conversion PT100->0-5V (donc quelques résistances et condensateurs)

=== Sécurité ===

J'ai déjà parlé dans les prérequis et le matériel de la sécurité, mais je ne suis pas dupe, certains fous vont essayer de jouer les apprentis sorciers et faire des choses dangereuses.

Aussi, je me dit que certains rappels des bases ne feront pas de mal :

'''l'électricité tue''', vous le savez certainement, mais elle tue facilement, et profitera d'une milliseconde d'inattention pour vous griller la tronche dans un déluge d’effets pyrotechniques ...

Et même l'électricien avec 30 ans de métier peut se faire piéger.. Sur un montage qu'on met au point, on branche, on débranche, on branche, on débranche, on branche, on débranche, puis d'un coup, on débranche et on branche, et là c'est le drame...

Partez donc du principe, que oui, on veut vous tuer, et vous devez être parano pour survivre. Et un bon parano qui se respecte, se protège avec toutes les armes à sa portée :

*arme n° 1 : le disjoncteur de la maison. Normalement si vous n'êtes pas dans un appartement vétuste des années 30, vous devriez avoir un disjoncteur différentiel. Chatouilleux, c'est mieux pour votre survie. Vous n'en avez pas ? Alors il vaudrait mieux laisser tomber l'idée de faire de l'électricité amateur ...
*arme n°2 : le fil de terre, qui couplé au disjoncteur, vous évitera des problèmes si un câble mal isolé vient toucher la carcasse ou la cuve de votre appareil de brassage.
*arme n°3 : des gants en plastique. Même moi qui bricole beaucoup, et qui « joue » avec l'électricité, j'ai pris l'habitude de mettre des gants au moment du raccordement final au secteur. Car même si il ne m'est jamais arrivé de pépin, oublier de débrancher puis ripper sur une partie non isolée peut arriver
*arme n°4 : le boitier et les composants de sécurité électrique. Il est tentant de laisser un montage « en l'air » juste « pour le temps de tester » mais on connait tous le fameux provisoire devenu définitif... et avec le temps on se méfie moins de ce fil mal isolé qui trainait là, et PAF !
*arme n°5 : Vigilance et bon sens : on ne touche pas à l'électricité quand on est pas en forme. Il faut être concentré. Si vous êtes bourrés, fatigués, énervés, et que le chien vous casse les oreilles, c'est pas le bon moment pour bricoler !

Et je ne le répète jamais assez '''ON NE RADINE PAS SUR LA SÉCURITÉ'''. Si vous avez voulu gratter 30€ sur le SSR, et que votre SSR à 10€ met le feu à votre maison, vous regretterez amèrement cette économie....

== Le logiciel ==

version actuelle (V1.000):

Première version que je diffuse, elle est pleinement fonctionnelle, je m'en suis servi sur plusieurs brassins, et je n'ai pas noté de plantages ni problèmes étranges.

=== Fonctionnalités actuelles ===

Programmation et gestion de 7 étapes de brassage :

 - Préchauffage (température uniquement)

- Palier 1 (température et durée)

- Palier 2 (température et durée)

- Palier 3 (température et durée)

- Palier 4 (température et durée)

- Mash out/rinçage (température uniquement)

- ébullition (température et durée)

 Les étapes peuvent être sautées, ou annulées après confirmation

Affichage de la température pendant le refroidissement

Enregistrement du log sur carte SD (journal des températures en fonction du temps)

Programmation depuis la carte SD en éditant un fichier de configuration (certains paramètres système ne peuvent être modifié que par ce biais, ou en modifiant le code)

Gestion (sommaire) des erreurs type "pas de carte SD branchée" ou appuis involontaires sur un bouton pendant le brassage

Buzzer qui sonne pour prévenir qu'une étape est atteinte

Possibilité de modifier la température d'un palier "à la volée"

 

=== Ce qui pourrait être amélioré ===

 - Le code utilise beaucoup de variables, et certaines pourraient sans doute être mieux gérées

- Pour le moment ça tourne sur un arduino Mega. Avec de l'optimisation, ou en supprimant les fonction inutilisées de la version originale, on devrait pouvoir tourner sur un arduino UNO

- On peut changer les températures d'un palier à la volée, mais pas le temps du palier en question

- On pourrait envisager des alarmes différentes avec le bipeur ou des témoins lumineux

- les paramètres de réglage du système ne sont accessibles que par carte SD

- un auto-tune du PID ?

- traductions ?

 

=== Ce qui est en cours d'implémentation ===

- détection automatique si une sonde DS18B20 est branchée

 

=== Bugs connus ===

- En écrivant la documention du code et du hardware, j'ai trouvé un bug, qui était presque imperceptible, et qui est lié à deux fonctions reliées à la même pin de l'arduino (le LCD et la "gate" du triac) une fois par seconde (donc quand le LCD actualise les infos) le triac pouvait devenir passant sans qu'on le veuille. La correction ne nécessite que de changer un numéro de pin dans le programme, mais nécessite que je modifie mon hardware avant.

- il n'y a pas de fin programmée pour l'enregistrement sur carte SD. Toutes les minutes une info est écrite, et si on retire la carte pile poil quand il faut pas (une chance par minute), il peut se produire une erreur d'écriture sur la carte.

 Ce qu'il serait techniquement possible de faire (mais ça serait un fork du projet initial) :

 On pourrait avec le même matériel, et en modifiant le code, faire fonctionner l'arduino en mode 'esclave' c'est à dire qu'on vire tout le côté programmation et interface utilisateur, et on ne lui laisse que la partie commande, et on ajoute un protocole de communication avec un système maitre/esclave.

En gros l'arduino reçoit en I2C une consigne de type "chauffe 30 min à 80°", et il se débrouille, en retournant la témpérature actuelle quand on lui demande gentiment.

Ca permettrait de chaîner plusieurs arduinos esclaves, pilotés par un système maître aussi puissant et sophistiqué que souhaité.

= La réalisation =

== Version standard ==

Voici le schéma de principe pour la réalisation :

[[File:Branchements-GRainNMaster-std.gif|600px|schéma de principe]]

Le schéma de base des branchements de l'arduino Mega probient du site [[Www.pighixxx.com|www.pighixxx.com]]

Avant de sortir le fer à souder, gardez ce schéma imprimé en grand, ou à portée de main.

*Préparation de la sonde 1 wire DS18B20

Il va nous falloir une résistance de 4.7Kohm. Sa valeur n'est pas critique, si vous n'avez qu'une 5.1Kohm sous la main, ça marchera quand même.

Soudez la résistance entre les fils + et signal :

[[File:SondeDS18B20.jpg|300px|SondeDS18B20.jpg]][[File:Resist pullup.jpg|400px|Resist pullup.jpg]]

*Préparation du SCR (variateur de puissance 10KW)

[[File:SCR.jpg|400px|SCR.jpg]]

Il va ici falloir sacrifier une rallonge électrique, que nous viendrons relier sur le bornier.

Coupez la rallonge en son centre (quand elle est débranchée...) 

Puis dénudez les 3 fils.

Ensuite, ça parait bête mais on va rebrancher un des fils qu'on a coupé :

Ce fil c'est le fil de terre :prenez le fil de terre côté prise femelle, et rassemblez-le avec un domino sur le fil de terre côté prise mâle.

Si vous avez un chassis métallique, vous pouvez en profiter pour relier votre châssis à la terre.

Ensuite, branchez les fils phase et neutre de la prise mâle sur le côté noté "INPUT", et les fils phase et neutre de la prise femelle sur le côté output.

Ca c'était la partie facile.

Maintenant repérez ce connecteur :

[[File:Broches scr.png]]

C'est celui où se branche le petit afficheur qui a été fourni avec votre SCR.

On va se servir de ses broches pour pouvoir le piloter 
[[Category:Tutoriels]]

Fichier:Broches scr.png

2016-10-08T16:03:59Z

N.master : Fichier chargé via MsUpload

Fichier chargé via MsUpload

Open GraiNMaster

2016-10-08T16:02:49Z

N.master :

l'automate de brassage simple et abordable

== Introduction ==

Salut à tous.

Certains ont suivi le sujet GraiNmaster sur le forum, la fabrication d'un système semi-automatisé de brassage.(voir ici [https://www.brassageamateur.com/forum/ftopic25406.html [1]])

Ce projet étant maintenant suffisamment abouti, j'ai choisi de partager avec vous un guide pour recréer la partie électronique de ce système !

== Qu'est ce que c'est ? ==

[[File:Apercu appareil.JPG|right|400px|aperçu de l'appareil]] Un petit montage électronique, assemblé à partir de modules tout faits, et qui s'occupe des températures et des temps de paliers lors d'un brassage

 

== Que faut-t-il pour pouvoir s'en servir ? ==

 

une cuve munie d'un chauffage électrique. C'est pour ainsi dire la seule contrainte. Après celui qui est capable de piloter le gaz électriquement pourrait sans doute détourner un peu l'appareil pour s'en servir.

 

== Pour quoi faire ? ==

Quand on brasse tout grain, on a pas mal de choses à gérer, et l'une d'elle concerne la température.

Il faut maintenir des paliers, pendant un temps donné, et à une température aussi précise que possible, surtout si on veut espérer brasser plusieurs fois une recette, ou espérer une certaine répétabilité dans le process.

 

== Mais il existe déjà des choses similaires sur le marché ? ==

Oui et non :

Le marché évolue, il évolue vite, et entre le début de mon projet et le moment où vous lisez ces lignes, ça peut avoir changé.

Mais quand j'ai commencé les solutions existantes étaient un peu extrèmes :

 

- Soit le basique type PID chinois STC1000 + une minuterie de cuisine (ça marche, je dis pas le contraire)

- Soit du très compliqué équipé de série avec interface graphique sur écran 32" 6 millions de couleurs, smartphone, PC, wifi, multimédia, peinture métallisée, lecteur MP3 blutooth XD ...

- Soit on est un peu bricoleur et on peut bricoler le STC1000 pour le flasher avec un autre programme. 

Ces solutions ne me plaisaient pas, c'était soit trop cher, soit trop basique.

C'est pourquoi j'ai développé ma solution, avec l'avantage de pouvoir maîtriser et adapter  aussi bien le matériel que le logiciel

 

== Concept et cahier des charges de départ ==

- On évite de réinventer la roue, le matériel c'est du kit, avec vraiment le strict minimum de circuits maison.

- On limite le budget au minimum, on s'accorde plus que le budget d'un PiD, mais nettement moins qu'une solution commerciale sophistiquée

- On s'arrange pour rester assez souple sur les possibilités.

Donc, il fallait partir d'autre chose...

 

== Le projet Open GraiNmaster ==

A la base je comptais produire seulement quelques exemplaires, non pas pour en faire un business, mais plutôt pour ceux qui n'ont pas le temps de réinventer la même chose, ou pas les moyens financiers pour les solutions clef en main.

Et puis le temps a passé, faire des prototypes est couteux en temps et en finances, et je me suis dit que sans le partage des bouts de code, des librairies, et autres exemples sur le net, mon projet n'existerait pas. Et donc redistribuer gratuitement le projet me semble un juste remerciement à la communauté.

 

On va donc dire que c'est une licence Beerware, si vous aimez mon invention, envoyez moi <del>une bière</del> <del>des bières</del> un carton de bière de votre fabrication :D (j'ai rayé les mentions inutiles)

C'est exclusivement pour un usage amateur, pas d'usage commercial, et je veux pas que dans 15 jours des malins commercialisent un automate fabriqué en Chine suivant mes plans.

Et si vous envisagez un usage commercial, ça serait sympa de penser un peu à moi ;).

 

=== Prérequis ===

Avant d'aborder la réalisation, merci de vérifier :

0 - que c'est bien de ça que vous avez besoin, ça peut sembler évident, mais peut être que les solutions basiques vous suffisent, ou peut être que vous recherchez plus complexe sans que le prix ne soit un problème.

1 - que vous êtes dotés de bon sens (on utilise pas du matériel amateur pour faire autre chose que de la bière amateur, c'est pas interdit de s'en servir pour aller plus loin, mais c'est pas fait pour ça donc vous n'irrez pas pleurer si ça ne marche pas. Pas de SAV ni de garanties !)

2 - que vous comprenez au moins les bases de l'électronique (le fil rouge sur le bouton rouge ...XD)

3 - que vous '''MAITRISEZ PARFAITEMENT''' les règles de sécurité électrique et que vous n'allez pas les contourner pour économiser 3 radis. J'inciste '''TRES''' lourdement sur ce point car il en va de votre vie. L'électricité '''TUE''', et mal maîtrisée, elle peut aussi causer d'autre accidents domestiques (incendie par exemple)

4 - que vous savez vous servir d'un ordinateur, d'un tournevis, et d'un fer à souder, et peut être aussi d'un multimètre basique

5 - que vous comprenez le français, car pour l'instant je ne me suis pas donné la peine de traduire quoique ce soit

 

Maintenant que c'est dit, voici donc les éléments clefs qu'il vous faudra pour faire un automate Open GraiNmaster :

 

=== La réalisation ===

Je vais vous parler de 3 options possibles :

 

*La version Eco ''(Je fais de la bière parce que la Kro c'est trop cher :D )''
*La version standard ''(Je fais de la bière parce que c'est ma passion)''
*La version originale ''(Je suis un birjik, et aussi un vrai geek, j'aime mieux faire compliqué)''

 

Toutes les version sont identiques point de vue interface utilisateur. La différence vient plutôt du côté matériel :

 

'''Version Eco :''' compter un budget d'environ 50€ (boitier compris, 35€ sans la boite)

Sonde : DS18B20

Puissance : Relais ou SSR

Pilotage de la chauffe : tout ou rien

 

'''Version standard :''' budget environ 65€ (50€ sans la boite)

Sonde : DS18B20

Puissance : SCR du commerce modifié

Pilotage de la chauffe : proportionnel

 

'''Version originale ''': environ 100€ ?

Sonde : PT100

Puissance : SCR du commerce modifié

Pilotage de la chauffe : proportionnel

 

=== Quelle version choisir ? ===

La version standard est recommandée pour tous.

La version dite éco, a pour seule différence qu'elle se passe d'élément de commande proportionelle, pour privilégier un système tout ou rien parfois plus économique à l'achat, et plus polyvalent.

La seule raison de préférer la version originale, c'est si vous avez déjà un équipement utilisant des sondes PT100 ou PT1000, ou si vous avez un autre circuit de mesure de température capable d'envoyer une information proportionnelle en tension 0-5V.

 

=== Matériel ===

'''Pour toutes les versions :'''

[[File:Arduino mega.jpg|right|400px|RTENOTITLE]]- un arduino Mega 2560 R3. Soutenir les créateurs officiels est toujours sympa, mais si vous êtes fauchés, on peut en trouver à moins de 10€ chez Aliexpress ou ebay.

- un LCD shield: prix environ 2€ chez ces mêmes vendeurs

- Un lecteur de cartes SD (Si on l'enlève, le montage fonctionne quand même très bien, mais pour 3€ ça serait dommage de s'en priver, surtout que dans ce cas, ça oblige à modifier le code "en dur" pour toucher aux paramètres PID)

- une carte SD (une toute petite de récup suffit très très largement) (5€ si on l'a pas)

- Facultatifs d'un point de vue purement fonctionnel, mais indispensables d'un point de vue sécurité : un disjoncteur réarmable (3€ tant qu'on tape pas dans de la haute puissance > 15A) , ou à défaut un fusible bien choisi (0.5€ chez le voleur du coin)

- Un boîtier décent pour isoler toute la partie puissance, on trouve des boîtiers corrects pour tableau électrique à environ 15€

- facultatif : un buzzer, avec son électronique de pilotage si il consomme plus de quelques milliamperes

- Suivant votre usage, une rallonge électrique à sacrifier 5€ (ATTENTION A LA PUISSANCE QUE VOUS TIREZ A LA PRISE : en général un circuit de prise électriques murales est prévu pour 15A, mais c'est parfois moins)

 

'''Pour la version Eco :'''

[[File:Sonde DS18B20.jpg|right|400px|RTENOTITLE]]- Une sonde 1 wire DS18B20 adaptée à votre usage (donc de préférence avec fourreau inox et étanche) 2€

- 2 résistances (1 kopek)

- une alimentation pour votre montage (9V si on se sert du régulateur de l'arduino - 5V si on se branche en direct) 2 à 10€

+ au choix : 

- Un relais 5V assez puissant pour contrôler votre élément de chauffe (ne pas hésiter à fortement sur-dimentionner) en tapant "relay arduino' on trouve pas mal de choses.

Choisir impérativement une version optocouplée. comptez 3-4€ pour un module comprenant deux relais. A réserver aux petites puissances, les relais 5V sont rarement prévus pour les grosses charges.
<div style="background:#eee; border:1px solid #ccc; padding:5px 10px">pour info, on trouve une plaque signalétique sous les appareils avec indiqué les puissances, à partir de cette info, on peut estimer l'ampérage (l'intensité) nécessaire en Ampères</div><div style="background:#eee; border:1px solid #ccc; padding:5px 10px">En alternatif, P = U x I x Cos(Phi)</div><div style="background:#eee; border:1px solid #ccc; padding:5px 10px">Mais ne vous vrillez pas le cerveau, pour un élément de chauffage (en théorie purement résistif), on peut s'autoriser une petite simplification et considérer que :</div><div style="background:#eee; border:1px solid #ccc; padding:5px 10px">P = U x I et donc  Intensité = Puissance / tension </div><div style="background:#eee; border:1px solid #ccc; padding:5px 10px">Donc pour un appareil de 2000W et sous 230V, on aura une intensité de 1000/230 = 8.6A</div><div style="background:#eee; border:1px solid #ccc; padding:5px 10px">Donc en théorie, un relais 10A suffirait à contrôler cet élément de chauffe. Cependant attention à toujours prendre une bonne marge de sécurité</div><div style="background:#eee; border:1px solid #ccc; padding:5px 10px">Il est prudent de prendre un relais une gamme au dessus du besoin réel. Exemple j'ai besoin de piloter 10A, je prend un relais 15A</div><div style="background:#eee; border:1px solid #ccc; padding:5px 10px">pour plus d'infos sur intensité, tension, puissance, voir par exemple ici :[http://webetab.ac-bordeaux.fr/Pedagogie/Physique/Physico/Electro/e08puiss.htm  http://webetab.ac-bordeaux.fr/Pedagogie/Physique/Physico/Electro/e08puiss.htm]</div>
 

- Solution plus sûre (mais nécessite un peu d'électronique) faire soi même l'optocoupleur, et piloter un relais acheté chez un revendeur sérieux (Farnell, radiospares, TME, mouser ...) environ 10€ pour un relais 10A , 2€ pour un optocoupleur. Il faudra peut être prévoir d'alimenter le relais en 12V ce qui ajoute donc une alim dans les frais ...

- solution un peu usine à gaz : commander un petit relais 5V avec l'arduino, et ce relais pilote l'alimentation d'un gros relais ou d'un contacteur. Attention les contacteurs ça fait des gros CLAC! quand ça contacte, et ça peut surprendre. C'est pas économique du tout mais on peut envisager de très grosses puissances

- solution plus coûteuse : un relais "solid state" SSR attention toutefois à pouvoir le piloter en 5V. NE PAS PRENDRE UNE MERDE DE CONTREFACON !! il vaut mieux prendre un SSR 15A de marque shneider electric, Merlin gerin, siemmens qu'un 40A de marque king kong tong qui prendra feu dès qu'on lui tire 5A dessus !

Compter environ 30€ pour du matériel sérieux chez un distributeur sérieux. moins cher c'est forcément suspect. Economiquement cette solution présente finalement peu d'intérêt face à la version standard. Le seul intérêt c'est si vous avez déjà le SSR qui attend sagement sur l'étagère...

 

'''Pour la version Standard'''

 La même chose que précédemment mais à la place du relais il faut un régulateur de puissance 10000W[[File:SCR.jpg|right|400px|RTENOTITLE]]

10 Kw ça parait énorme et surprenant oui, mais les chinois aiment annoncer des gros chiffres, et 40A serait sans doute plus "vrai" que 10 KW...

Je n' ai pas essayé de brancher 10 sèches cheveux sur mon variateur, cependant le modèle que j'ai entre les mains comprend bien un gros triac donné pour 40A maxi, ce qui sous 250V avec une charge purement résistive, à fond la caisse avec le vent dans le dos, donnerait effectivement 10KW

Il est monté sur un bon radiateur, et donc une charge de 2.5KW ne le fait même pas tiédir.

 Ça se trouve sous plein de références différentes, je suppose que ce sont tous des clones, mais il faut que ça soit le modèle avec un petit écran afficheur qui donne la puissance :

Ainsi il sera pratiquement "plug and play" pour notre usage.

Je l'ai eu sous le nom

"10000W Import SCR Super Power Digital Regulator Dimmer Speed Thermostat"  15€

  

'''Pour la version originale'''

le hardware ne sera pas abordé dans le détail car inutilement compliqué, et en plus assez cher.

Il faut la même chose que la version standard sauf qu'on remplace la sonde DS18B20

L'idée, c'est d'avoir une sonde de son choix, puis un circuit qui renvoie la lecture de la température sous forme d'une tension comprise entre 0V et +5V

Et ensuite on vient lire cette valeur pour connaître la température.

Pour plus de précision on utilise un DAC 16 bits, car les DACs intégrés à l'arduino sont assez imprécis.

J'ai utilisé : une sonde PT100

un convertisseur PT100 vers 0-5V

un DAC 16bits ADS1115 type adafruit

des circuits de filtrage, qui sont à adapter suivant le matériel utilisé pour la conversion PT100->0-5V (donc quelques résistances et condensateurs)

=== Sécurité ===

J'ai déjà parlé dans les prérequis et le matériel de la sécurité, mais je ne suis pas dupe, certains fous vont essayer de jouer les apprentis sorciers et faire des choses dangereuses.

Aussi, je me dit que certains rappels des bases ne feront pas de mal :

'''l'électricité tue''', vous le savez certainement, mais elle tue facilement, et profitera d'une milliseconde d'inattention pour vous griller la tronche dans un déluge d’effets pyrotechniques ...

Et même l'électricien avec 30 ans de métier peut se faire piéger.. Sur un montage qu'on met au point, on branche, on débranche, on branche, on débranche, on branche, on débranche, puis d'un coup, on débranche et on branche, et là c'est le drame...

Partez donc du principe, que oui, on veut vous tuer, et vous devez être parano pour survivre. Et un bon parano qui se respecte, se protège avec toutes les armes à sa portée :

*arme n° 1 : le disjoncteur de la maison. Normalement si vous n'êtes pas dans un appartement vétuste des années 30, vous devriez avoir un disjoncteur différentiel. Chatouilleux, c'est mieux pour votre survie. Vous n'en avez pas ? Alors il vaudrait mieux laisser tomber l'idée de faire de l'électricité amateur ...
*arme n°2 : le fil de terre, qui couplé au disjoncteur, vous évitera des problèmes si un câble mal isolé vient toucher la carcasse ou la cuve de votre appareil de brassage.
*arme n°3 : des gants en plastique. Même moi qui bricole beaucoup, et qui « joue » avec l'électricité, j'ai pris l'habitude de mettre des gants au moment du raccordement final au secteur. Car même si il ne m'est jamais arrivé de pépin, oublier de débrancher puis ripper sur une partie non isolée peut arriver
*arme n°4 : le boitier et les composants de sécurité électrique. Il est tentant de laisser un montage « en l'air » juste « pour le temps de tester » mais on connait tous le fameux provisoire devenu définitif... et avec le temps on se méfie moins de ce fil mal isolé qui trainait là, et PAF !
*arme n°5 : Vigilance et bon sens : on ne touche pas à l'électricité quand on est pas en forme. Il faut être concentré. Si vous êtes bourrés, fatigués, énervés, et que le chien vous casse les oreilles, c'est pas le bon moment pour bricoler !

Et je ne le répète jamais assez '''ON NE RADINE PAS SUR LA SÉCURITÉ'''. Si vous avez voulu gratter 30€ sur le SSR, et que votre SSR à 10€ met le feu à votre maison, vous regretterez amèrement cette économie....

== Le logiciel ==

version actuelle (V1.000):

Première version que je diffuse, elle est pleinement fonctionnelle, je m'en suis servi sur plusieurs brassins, et je n'ai pas noté de plantages ni problèmes étranges.

=== Fonctionnalités actuelles ===

Programmation et gestion de 7 étapes de brassage :

 - Préchauffage (température uniquement)

- Palier 1 (température et durée)

- Palier 2 (température et durée)

- Palier 3 (température et durée)

- Palier 4 (température et durée)

- Mash out/rinçage (température uniquement)

- ébullition (température et durée)

 Les étapes peuvent être sautées, ou annulées après confirmation

Affichage de la température pendant le refroidissement

Enregistrement du log sur carte SD (journal des températures en fonction du temps)

Programmation depuis la carte SD en éditant un fichier de configuration (certains paramètres système ne peuvent être modifié que par ce biais, ou en modifiant le code)

Gestion (sommaire) des erreurs type "pas de carte SD branchée" ou appuis involontaires sur un bouton pendant le brassage

Buzzer qui sonne pour prévenir qu'une étape est atteinte

Possibilité de modifier la température d'un palier "à la volée"

 

=== Ce qui pourrait être amélioré ===

 - Le code utilise beaucoup de variables, et certaines pourraient sans doute être mieux gérées

- Pour le moment ça tourne sur un arduino Mega. Avec de l'optimisation, ou en supprimant les fonction inutilisées de la version originale, on devrait pouvoir tourner sur un arduino UNO

- On peut changer les températures d'un palier à la volée, mais pas le temps du palier en question

- On pourrait envisager des alarmes différentes avec le bipeur ou des témoins lumineux

- les paramètres de réglage du système ne sont accessibles que par carte SD

- un auto-tune du PID ?

- traductions ?

 

=== Ce qui est en cours d'implémentation ===

- détection automatique si une sonde DS18B20 est branchée

 

=== Bugs connus ===

- En écrivant la documention du code et du hardware, j'ai trouvé un bug, qui était presque imperceptible, et qui est lié à deux fonctions reliées à la même pin de l'arduino (le LCD et la "gate" du triac) une fois par seconde (donc quand le LCD actualise les infos) le triac pouvait devenir passant sans qu'on le veuille. La correction ne nécessite que de changer un numéro de pin dans le programme, mais nécessite que je modifie mon hardware avant.

- il n'y a pas de fin programmée pour l'enregistrement sur carte SD. Toutes les minutes une info est écrite, et si on retire la carte pile poil quand il faut pas (une chance par minute), il peut se produire une erreur d'écriture sur la carte.

 Ce qu'il serait techniquement possible de faire (mais ça serait un fork du projet initial) :

 On pourrait avec le même matériel, et en modifiant le code, faire fonctionner l'arduino en mode 'esclave' c'est à dire qu'on vire tout le côté programmation et interface utilisateur, et on ne lui laisse que la partie commande, et on ajoute un protocole de communication avec un système maitre/esclave.

En gros l'arduino reçoit en I2C une consigne de type "chauffe 30 min à 80°", et il se débrouille, en retournant la témpérature actuelle quand on lui demande gentiment.

Ca permettrait de chaîner plusieurs arduinos esclaves, pilotés par un système maître aussi puissant et sophistiqué que souhaité.

= La réalisation =

== Version standard ==

Voici le schéma de principe pour la réalisation :

[[File:Branchements-GRainNMaster-std.gif|600px|schéma de principe]]

Le schéma de base des branchements de l'arduino Mega probient du site [[Www.pighixxx.com|www.pighixxx.com]]

Avant de sortir le fer à souder, gardez ce schéma imprimé en grand, ou à portée de main.

*Préparation de la sonde 1 wire DS18B20

Il va nous falloir une résistance de 4.7Kohm. Sa valeur n'est pas critique, si vous n'avez qu'une 5.1Kohm sous la main, ça marchera quand même.

Soudez la résistance entre les fils + et signal :

[[File:SondeDS18B20.jpg|300px]][[File:Resist pullup.jpg|400px]]

*Préparation du SCR (variateur de puissance 10KW)

[[File:SCR.jpg|400px]]

Il va ici falloir sacrifier une rallonge électrique, que nous viendrons relier sur le bornier.

[[Category:Tutoriels]]

Open GraiNMaster

2016-10-08T15:58:03Z

N.master :

l'automate de brassage simple et abordable

== Introduction ==

Salut à tous.

Certains ont suivi le sujet GraiNmaster sur le forum, la fabrication d'un système semi-automatisé de brassage.(voir ici [https://www.brassageamateur.com/forum/ftopic25406.html [1]])

Ce projet étant maintenant suffisamment abouti, j'ai choisi de partager avec vous un guide pour recréer la partie électronique de ce système !

== Qu'est ce que c'est ? ==

[[File:Apercu appareil.JPG|right|400px|aperçu de l'appareil]] Un petit montage électronique, assemblé à partir de modules tout faits, et qui s'occupe des températures et des temps de paliers lors d'un brassage

 

== Que faut-t-il pour pouvoir s'en servir ? ==

 

une cuve munie d'un chauffage électrique. C'est pour ainsi dire la seule contrainte. Après celui qui est capable de piloter le gaz électriquement pourrait sans doute détourner un peu l'appareil pour s'en servir.

 

== Pour quoi faire ? ==

Quand on brasse tout grain, on a pas mal de choses à gérer, et l'une d'elle concerne la température.

Il faut maintenir des paliers, pendant un temps donné, et à une température aussi précise que possible, surtout si on veut espérer brasser plusieurs fois une recette, ou espérer une certaine répétabilité dans le process.

 

== Mais il existe déjà des choses similaires sur le marché ? ==

Oui et non :

Le marché évolue, il évolue vite, et entre le début de mon projet et le moment où vous lisez ces lignes, ça peut avoir changé.

Mais quand j'ai commencé les solutions existantes étaient un peu extrèmes :

 

- Soit le basique type PID chinois STC1000 + une minuterie de cuisine (ça marche, je dis pas le contraire)

- Soit du très compliqué équipé de série avec interface graphique sur écran 32" 6 millions de couleurs, smartphone, PC, wifi, multimédia, peinture métallisée, lecteur MP3 blutooth XD ...

- Soit on est un peu bricoleur et on peut bricoler le STC1000 pour le flasher avec un autre programme. 

Ces solutions ne me plaisaient pas, c'était soit trop cher, soit trop basique.

C'est pourquoi j'ai développé ma solution, avec l'avantage de pouvoir maîtriser et adapter  aussi bien le matériel que le logiciel

 

== Concept et cahier des charges de départ ==

- On évite de réinventer la roue, le matériel c'est du kit, avec vraiment le strict minimum de circuits maison.

- On limite le budget au minimum, on s'accorde plus que le budget d'un PiD, mais nettement moins qu'une solution commerciale sophistiquée

- On s'arrange pour rester assez souple sur les possibilités.

Donc, il fallait partir d'autre chose...

 

== Le projet Open GraiNmaster ==

A la base je comptais produire seulement quelques exemplaires, non pas pour en faire un business, mais plutôt pour ceux qui n'ont pas le temps de réinventer la même chose, ou pas les moyens financiers pour les solutions clef en main.

Et puis le temps a passé, faire des prototypes est couteux en temps et en finances, et je me suis dit que sans le partage des bouts de code, des librairies, et autres exemples sur le net, mon projet n'existerait pas. Et donc redistribuer gratuitement le projet me semble un juste remerciement à la communauté.

 

On va donc dire que c'est une licence Beerware, si vous aimez mon invention, envoyez moi <del>une bière</del> <del>des bières</del> un carton de bière de votre fabrication :D (j'ai rayé les mentions inutiles)

C'est exclusivement pour un usage amateur, pas d'usage commercial, et je veux pas que dans 15 jours des malins commercialisent un automate fabriqué en Chine suivant mes plans.

Et si vous envisagez un usage commercial, ça serait sympa de penser un peu à moi ;).

 

=== Prérequis ===

Avant d'aborder la réalisation, merci de vérifier :

0 - que c'est bien de ça que vous avez besoin, ça peut sembler évident, mais peut être que les solutions basiques vous suffisent, ou peut être que vous recherchez plus complexe sans que le prix ne soit un problème.

1 - que vous êtes dotés de bon sens (on utilise pas du matériel amateur pour faire autre chose que de la bière amateur, c'est pas interdit de s'en servir pour aller plus loin, mais c'est pas fait pour ça donc vous n'irrez pas pleurer si ça ne marche pas. Pas de SAV ni de garanties !)

2 - que vous comprenez au moins les bases de l'électronique (le fil rouge sur le bouton rouge ...XD)

3 - que vous '''MAITRISEZ PARFAITEMENT''' les règles de sécurité électrique et que vous n'allez pas les contourner pour économiser 3 radis. J'inciste '''TRES''' lourdement sur ce point car il en va de votre vie. L'électricité '''TUE''', et mal maîtrisée, elle peut aussi causer d'autre accidents domestiques (incendie par exemple)

4 - que vous savez vous servir d'un ordinateur, d'un tournevis, et d'un fer à souder, et peut être aussi d'un multimètre basique

5 - que vous comprenez le français, car pour l'instant je ne me suis pas donné la peine de traduire quoique ce soit

 

Maintenant que c'est dit, voici donc les éléments clefs qu'il vous faudra pour faire un automate Open GraiNmaster :

 

=== La réalisation ===

Je vais vous parler de 3 options possibles :

 

*La version Eco ''(Je fais de la bière parce que la Kro c'est trop cher :D )''
*La version standard ''(Je fais de la bière parce que c'est ma passion)''
*La version originale ''(Je suis un birjik, et aussi un vrai geek, j'aime mieux faire compliqué)''

 

Toutes les version sont identiques point de vue interface utilisateur. La différence vient plutôt du côté matériel :

 

'''Version Eco :''' compter un budget d'environ 50€ (boitier compris, 35€ sans la boite)

Sonde : DS18B20

Puissance : Relais ou SSR

Pilotage de la chauffe : tout ou rien

 

'''Version standard :''' budget environ 65€ (50€ sans la boite)

Sonde : DS18B20

Puissance : SCR du commerce modifié

Pilotage de la chauffe : proportionnel

 

'''Version originale ''': environ 100€ ?

Sonde : PT100

Puissance : SCR du commerce modifié

Pilotage de la chauffe : proportionnel

 

=== Quelle version choisir ? ===

La version standard est recommandée pour tous.

La version dite éco, a pour seule différence qu'elle se passe d'élément de commande proportionelle, pour privilégier un système tout ou rien parfois plus économique à l'achat, et plus polyvalent.

La seule raison de préférer la version originale, c'est si vous avez déjà un équipement utilisant des sondes PT100 ou PT1000, ou si vous avez un autre circuit de mesure de température capable d'envoyer une information proportionnelle en tension 0-5V.

 

=== Matériel ===

'''Pour toutes les versions :'''

[[File:Arduino mega.jpg|right|400px|RTENOTITLE]]- un arduino Mega 2560 R3. Soutenir les créateurs officiels est toujours sympa, mais si vous êtes fauchés, on peut en trouver à moins de 10€ chez Aliexpress ou ebay.

- un LCD shield: prix environ 2€ chez ces mêmes vendeurs

- Un lecteur de cartes SD (Si on l'enlève, le montage fonctionne quand même très bien, mais pour 3€ ça serait dommage de s'en priver, surtout que dans ce cas, ça oblige à modifier le code "en dur" pour toucher aux paramètres PID)

- une carte SD (une toute petite de récup suffit très très largement) (5€ si on l'a pas)

- Facultatifs d'un point de vue purement fonctionnel, mais indispensables d'un point de vue sécurité : un disjoncteur réarmable (3€ tant qu'on tape pas dans de la haute puissance > 15A) , ou à défaut un fusible bien choisi (0.5€ chez le voleur du coin)

- Un boîtier décent pour isoler toute la partie puissance, on trouve des boîtiers corrects pour tableau électrique à environ 15€

- facultatif : un buzzer, avec son électronique de pilotage si il consomme plus de quelques milliamperes

- Suivant votre usage, une rallonge électrique à sacrifier 5€ (ATTENTION A LA PUISSANCE QUE VOUS TIREZ A LA PRISE : en général un circuit de prise électriques murales est prévu pour 15A, mais c'est parfois moins)

 

'''Pour la version Eco :'''

[[File:Sonde DS18B20.jpg|right|400px|RTENOTITLE]]- Une sonde 1 wire DS18B20 adaptée à votre usage (donc de préférence avec fourreau inox et étanche) 2€

- 2 résistances (1 kopek)

- une alimentation pour votre montage (9V si on se sert du régulateur de l'arduino - 5V si on se branche en direct) 2 à 10€

+ au choix : 

- Un relais 5V assez puissant pour contrôler votre élément de chauffe (ne pas hésiter à fortement sur-dimentionner) en tapant "relay arduino' on trouve pas mal de choses.

Choisir impérativement une version optocouplée. comptez 3-4€ pour un module comprenant deux relais. A réserver aux petites puissances, les relais 5V sont rarement prévus pour les grosses charges.
<div style="background:#eee; border:1px solid #ccc; padding:5px 10px">pour info, on trouve une plaque signalétique sous les appareils avec indiqué les puissances, à partir de cette info, on peut estimer l'ampérage (l'intensité) nécessaire en Ampères</div><div style="background:#eee; border:1px solid #ccc; padding:5px 10px">En alternatif, P = U x I x Cos(Phi)</div><div style="background:#eee; border:1px solid #ccc; padding:5px 10px">Mais ne vous vrillez pas le cerveau, pour un élément de chauffage (en théorie purement résistif), on peut s'autoriser une petite simplification et considérer que :</div><div style="background:#eee; border:1px solid #ccc; padding:5px 10px">P = U x I et donc  Intensité = Puissance / tension </div><div style="background:#eee; border:1px solid #ccc; padding:5px 10px">Donc pour un appareil de 2000W et sous 230V, on aura une intensité de 1000/230 = 8.6A</div><div style="background:#eee; border:1px solid #ccc; padding:5px 10px">Donc en théorie, un relais 10A suffirait à contrôler cet élément de chauffe. Cependant attention à toujours prendre une bonne marge de sécurité</div><div style="background:#eee; border:1px solid #ccc; padding:5px 10px">Il est prudent de prendre un relais une gamme au dessus du besoin réel. Exemple j'ai besoin de piloter 10A, je prend un relais 15A</div><div style="background:#eee; border:1px solid #ccc; padding:5px 10px">pour plus d'infos sur intensité, tension, puissance, voir par exemple ici :[http://webetab.ac-bordeaux.fr/Pedagogie/Physique/Physico/Electro/e08puiss.htm  http://webetab.ac-bordeaux.fr/Pedagogie/Physique/Physico/Electro/e08puiss.htm]</div>
 

- Solution plus sûre (mais nécessite un peu d'électronique) faire soi même l'optocoupleur, et piloter un relais acheté chez un revendeur sérieux (Farnell, radiospares, TME, mouser ...) environ 10€ pour un relais 10A , 2€ pour un optocoupleur. Il faudra peut être prévoir d'alimenter le relais en 12V ce qui ajoute donc une alim dans les frais ...

- solution un peu usine à gaz : commander un petit relais 5V avec l'arduino, et ce relais pilote l'alimentation d'un gros relais ou d'un contacteur. Attention les contacteurs ça fait des gros CLAC! quand ça contacte, et ça peut surprendre. C'est pas économique du tout mais on peut envisager de très grosses puissances

- solution plus coûteuse : un relais "solid state" SSR attention toutefois à pouvoir le piloter en 5V. NE PAS PRENDRE UNE MERDE DE CONTREFACON !! il vaut mieux prendre un SSR 15A de marque shneider electric, Merlin gerin, siemmens qu'un 40A de marque king kong tong qui prendra feu dès qu'on lui tire 5A dessus !

Compter environ 30€ pour du matériel sérieux chez un distributeur sérieux. moins cher c'est forcément suspect. Economiquement cette solution présente finalement peu d'intérêt face à la version standard. Le seul intérêt c'est si vous avez déjà le SSR qui attend sagement sur l'étagère...

 

'''Pour la version Standard'''

 La même chose que précédemment mais à la place du relais il faut un régulateur de puissance 10000W[[File:SCR.jpg|right|400px|RTENOTITLE]]

10 Kw ça parait énorme et surprenant oui, mais les chinois aiment annoncer des gros chiffres, et 40A serait sans doute plus "vrai" que 10 KW...

Je n' ai pas essayé de brancher 10 sèches cheveux sur mon variateur, cependant le modèle que j'ai entre les mains comprend bien un gros triac donné pour 40A maxi, ce qui sous 250V avec une charge purement résistive, à fond la caisse avec le vent dans le dos, donnerait effectivement 10KW

Il est monté sur un bon radiateur, et donc une charge de 2.5KW ne le fait même pas tiédir.

 Ça se trouve sous plein de références différentes, je suppose que ce sont tous des clones, mais il faut que ça soit le modèle avec un petit écran afficheur qui donne la puissance :

Ainsi il sera pratiquement "plug and play" pour notre usage.

Je l'ai eu sous le nom

"10000W Import SCR Super Power Digital Regulator Dimmer Speed Thermostat"  15€

  

'''Pour la version originale'''

le hardware ne sera pas abordé dans le détail car inutilement compliqué, et en plus assez cher.

Il faut la même chose que la version standard sauf qu'on remplace la sonde DS18B20

L'idée, c'est d'avoir une sonde de son choix, puis un circuit qui renvoie la lecture de la température sous forme d'une tension comprise entre 0V et +5V

Et ensuite on vient lire cette valeur pour connaître la température.

Pour plus de précision on utilise un DAC 16 bits, car les DACs intégrés à l'arduino sont assez imprécis.

J'ai utilisé : une sonde PT100

un convertisseur PT100 vers 0-5V

un DAC 16bits ADS1115 type adafruit

des circuits de filtrage, qui sont à adapter suivant le matériel utilisé pour la conversion PT100->0-5V (donc quelques résistances et condensateurs)

=== Sécurité ===

J'ai déjà parlé dans les prérequis et le matériel de la sécurité, mais je ne suis pas dupe, certains fous vont essayer de jouer les apprentis sorciers et faire des choses dangereuses.

Aussi, je me dit que certains rappels des bases ne feront pas de mal :

'''l'électricité tue''', vous le savez certainement, mais elle tue facilement, et profitera d'une milliseconde d'inattention pour vous griller la tronche dans un déluge d’effets pyrotechniques ...

Et même l'électricien avec 30 ans de métier peut se faire piéger.. Sur un montage qu'on met au point, on branche, on débranche, on branche, on débranche, on branche, on débranche, puis d'un coup, on débranche et on branche, et là c'est le drame...

Partez donc du principe, que oui, on veut vous tuer, et vous devez être parano pour survivre. Et un bon parano qui se respecte, se protège avec toutes les armes à sa portée :

*arme n° 1 : le disjoncteur de la maison. Normalement si vous n'êtes pas dans un appartement vétuste des années 30, vous devriez avoir un disjoncteur différentiel. Chatouilleux, c'est mieux pour votre survie. Vous n'en avez pas ? Alors il vaudrait mieux laisser tomber l'idée de faire de l'électricité amateur ...
*arme n°2 : le fil de terre, qui couplé au disjoncteur, vous évitera des problèmes si un câble mal isolé vient toucher la carcasse ou la cuve de votre appareil de brassage.
*arme n°3 : des gants en plastique. Même moi qui bricole beaucoup, et qui « joue » avec l'électricité, j'ai pris l'habitude de mettre des gants au moment du raccordement final au secteur. Car même si il ne m'est jamais arrivé de pépin, oublier de débrancher puis ripper sur une partie non isolée peut arriver
*arme n°4 : le boitier et les composants de sécurité électrique. Il est tentant de laisser un montage « en l'air » juste « pour le temps de tester » mais on connait tous le fameux provisoire devenu définitif... et avec le temps on se méfie moins de ce fil mal isolé qui trainait là, et PAF !
*arme n°5 : Vigilance et bon sens : on ne touche pas à l'électricité quand on est pas en forme. Il faut être concentré. Si vous êtes bourrés, fatigués, énervés, et que le chien vous casse les oreilles, c'est pas le bon moment pour bricoler !

Et je ne le répète jamais assez '''ON NE RADINE PAS SUR LA SÉCURITÉ'''. Si vous avez voulu gratter 30€ sur le SSR, et que votre SSR à 10€ met le feu à votre maison, vous regretterez amèrement cette économie....

== Le logiciel ==

version actuelle (V1.000):

Première version que je diffuse, elle est pleinement fonctionnelle, je m'en suis servi sur plusieurs brassins, et je n'ai pas noté de plantages ni problèmes étranges.

=== Fonctionnalités actuelles ===

Programmation et gestion de 7 étapes de brassage :

 - Préchauffage (température uniquement)

- Palier 1 (température et durée)

- Palier 2 (température et durée)

- Palier 3 (température et durée)

- Palier 4 (température et durée)

- Mash out/rinçage (température uniquement)

- ébullition (température et durée)

 Les étapes peuvent être sautées, ou annulées après confirmation

Affichage de la température pendant le refroidissement

Enregistrement du log sur carte SD (journal des températures en fonction du temps)

Programmation depuis la carte SD en éditant un fichier de configuration (certains paramètres système ne peuvent être modifié que par ce biais, ou en modifiant le code)

Gestion (sommaire) des erreurs type "pas de carte SD branchée" ou appuis involontaires sur un bouton pendant le brassage

Buzzer qui sonne pour prévenir qu'une étape est atteinte

Possibilité de modifier la température d'un palier "à la volée"

 

=== Ce qui pourrait être amélioré ===

 - Le code utilise beaucoup de variables, et certaines pourraient sans doute être mieux gérées

- Pour le moment ça tourne sur un arduino Mega. Avec de l'optimisation, ou en supprimant les fonction inutilisées de la version originale, on devrait pouvoir tourner sur un arduino UNO

- On peut changer les températures d'un palier à la volée, mais pas le temps du palier en question

- On pourrait envisager des alarmes différentes avec le bipeur ou des témoins lumineux

- les paramètres de réglage du système ne sont accessibles que par carte SD

- un auto-tune du PID ?

- traductions ?

 

=== Ce qui est en cours d'implémentation ===

- détection automatique si une sonde DS18B20 est branchée

 

=== Bugs connus ===

- En écrivant la documention du code et du hardware, j'ai trouvé un bug, qui était presque imperceptible, et qui est lié à deux fonctions reliées à la même pin de l'arduino (le LCD et la "gate" du triac) une fois par seconde (donc quand le LCD actualise les infos) le triac pouvait devenir passant sans qu'on le veuille. La correction ne nécessite que de changer un numéro de pin dans le programme, mais nécessite que je modifie mon hardware avant.

- il n'y a pas de fin programmée pour l'enregistrement sur carte SD. Toutes les minutes une info est écrite, et si on retire la carte pile poil quand il faut pas (une chance par minute), il peut se produire une erreur d'écriture sur la carte.

 Ce qu'il serait techniquement possible de faire (mais ça serait un fork du projet initial) :

 On pourrait avec le même matériel, et en modifiant le code, faire fonctionner l'arduino en mode 'esclave' c'est à dire qu'on vire tout le côté programmation et interface utilisateur, et on ne lui laisse que la partie commande, et on ajoute un protocole de communication avec un système maitre/esclave.

En gros l'arduino reçoit en I2C une consigne de type "chauffe 30 min à 80°", et il se débrouille, en retournant la témpérature actuelle quand on lui demande gentiment.

Ca permettrait de chaîner plusieurs arduinos esclaves, pilotés par un système maître aussi puissant et sophistiqué que souhaité.

= La réalisation =

== Version standard ==

Voici le schéma de principe pour la réalisation :

[[File:Branchements-GRainNMaster-std.gif|600px|schéma de principe]]

Le schéma de base des branchements de l'arduino Mega probient du site [[www.pighixxx.com|www.pighixxx.com]]

Avant de sortir le fer à souder, gardez ce schéma imprimé en grand, ou à portée de main.

[[Category:Tutoriels]]

Fichier:Resist pullup.jpg

2016-10-08T15:54:25Z

N.master : Fichier chargé via MsUpload

Fichier chargé via MsUpload

Fichier:SondeDS18B20.jpg

2016-10-08T15:53:45Z

N.master : Fichier chargé via MsUpload

Fichier chargé via MsUpload

Fichier:Branchements-GRainNMaster-std.gif

2016-10-08T15:53:36Z

N.master : N.master a téléchargé une nouvelle version de Fichier:Branchements-GRainNMaster-std.gif

Fichier chargé via MsUpload

Fichier:Lecteur SD.png

2016-10-08T14:18:47Z

N.master : Fichier chargé via MsUpload

Fichier chargé via MsUpload

Fichier:Branchements-GRainNMaster-std.gif

2016-10-08T13:58:55Z

N.master : Fichier chargé via MsUpload

Fichier chargé via MsUpload

Open GraiNMaster

2016-10-07T12:24:22Z

N.master :

Open GraiNMaster

2016-10-07T12:22:19Z

N.master :

Open GraiNMaster

2016-10-07T12:19:33Z

N.master :

Open GraiNMaster

2016-10-07T12:18:22Z

N.master :

Fichier:SCR.jpg

2016-10-07T12:15:59Z

N.master : Fichier chargé via MsUpload

Fichier chargé via MsUpload

Open GraiNMaster

2016-10-07T12:10:51Z

N.master :

Open GraiNMaster

2016-10-07T12:08:40Z

N.master :