Minuterie intelligente pour lampe de chevet ou de bureau

Cette minuterie obéit au même principe que "le dispositif de l'homme mort". Elle rendra service à ceux qui lisent au lit et qui s'endorment parfois avec la lumière allumée. Ou aux enfants qui ont peur du noir et réclament qu'on leur laisse un peu de lumière. Son fonctionnement est très simple : par un appui sur le bouton, la minuterie est activée et la lampe s'allume. Après la durée pour laquelle elle a été réglée, elle vous avertit qu'elle va bientôt se terminer en coupant brièvement la lumière. Pendant la minute qui suit cette brève coupure, un simple appui sur le bouton permet de relancer la minuterie. Une autre courte interruption vous confirme alors que l'ordre a été pris en compte. Si, par contre, vous vous êtes endormi entre temps et que vous ignorez l'avertissement, la lampe s'éteint d'elle-même au bout d'une minute. Un appui prolongé permet, à tout moment, d'éteindre la lampe, ce qui évite, si l'on s'endort sur le bouton, que la lumière reste allumée toute la nuit. Cette minuterie permet, en plus de ne pas dormir avec la lumière allumée, ce qui de l'avis de certains n'est pas très bon pour la qualité du sommeil, de réaliser des économies d'énergie. D'une conception minimale et ingénieuse, elle a été dessinée au moyen de l'excellent logiciel libre "Kicad" qui permet de mener à bien un projet depuis le schéma électronique jusqu'au circuit imprimé. Tout a été mis en oeuvre pour en réduire le coût de fabrication : circuit imprimé simple face, composants peu nombreux et faciles à trouver. Voilà.

Schéma

La minuterie nécessitant peu de courant, elle est alimentée directement par le secteur au moyen d'une alimentation sans transformateur. Le cerveau du système est un micro-contrôleur Microchip PIC 12F509. Ce micro-contrôleur, en plus de décompter le temps, surveille le bouton, le secteur, et pilote le triac. Le pilotage du triac -- "à l'envers" -- combiné au raccordement du +5V du micro-contrôleur au secteur, à l'avantage de permettre au PIC d'anticiper le passage à zéro du secteur et de déclencher le triac au bon moment, ce qui réduit les parasites et augmente la durée de vie des ampoules. Le triac Z0402MF est un modèle particulier, qui peut être déclenché avec très peu de courant, donc directement depuis le micro-contrôleur à travers une simple résistance. Trois cavaliers permettent de fixer la durée de la minuterie suivant un facteur de 1 à 8. Le temps de base étant de cinq minutes, la durée sera donc réglable de 5 à 40 minutes par tranches de 5 minutes.


Circuit imprimé

Le circuit imprimé est un circuit simple face. Il est donné à titre indicatif, vu qu'il a été conçu pour un modèle de boitier particulier, mais il peut facilement être inséré dans un autre boitier PLASTIQUE grâce à ses faibles dimensions. Je ne fournis pas le circuit imprimé, mais on peut le faire fabriquer sur l'Internet à moindre coût. Le tracé, simple et robuste, permet également de le réaliser avec des transferts ou un feutre spécial.


Liste des composants

U1 :  PIC12F509                             R1 :  100/1W
Q1 :  Z0402MF Triac                         R2 :  4.7M
C1 :  10nF/400V                             R3 :  1M
C2 :  0.47µF/400V                           R4 :  4.7M
C3 :  100nF/63V                             R5 :  1k
C4 :  470µF/25V                             R6 :  22k
C5 :  1nF/63V                               R7 :  470
F1 :  Fusible 1A                            R8 :  22k
Bouton poussoir contact travail             D1 :  5.6V/1W Zener
Boitier plastique                           D2 :  1N4007
Fils et prises 240V

Implantation des composants

Il n'y a pas de straps à souder. Le condensateur C2 est soudé à plat pour limiter la hauteur. Le triac n'étant pas refroidi, il ne faudra pas brancher de lampe de plus de 100 Watts environ, ce qui est déjà beaucoup pour une lampe de chevet ou de bureau.

Programmation du micro-contrôleur

Le PIC 12F509 doit être programmé pour que la minuterie fonctionne. Le micro-logiciel (ou firmware) est disponible dans la section téléchargements. La programmation nécessite un programmateur de PIC. Il y a sur l'Internet quantité de schémas de programmateurs JDM à réaliser soi-même. J'en mentionne un dans la section liens. C'est celui que j'ai utilisé pour ce projet et qui fonctionne plutôt bien (photo ci-contre).

Du côté du logiciel de programmation, je recommande "Piklab" pour GNU/Linux (open-source et gratuit). Piklab gère bien la programmation des PIC 12F avec un programmateur JDM (programmateur direct). Par l'interface graphique, choisir le chip, charger le firmware, et programmer le PIC. Sinon, en de ligne de commande avec piklab-prog (ajuster le port série (/dev/ttyS0) et le chemin vers le firmware) :
piklab-prog -p direct --quiet -t /dev/ttyS0 -d 12f509 -c program /chemin/vers/minuterie-hm-firmware.hex

Ceux qui n'ont pas l'immense bonheur d'utiliser Linux se rabattront sur "IC-Prog" pour Windows®. Pour ce qui concerne IC-Prog, s'il programme bien les 12C509, la version que j'ai testé ne permettait pas d'effacer les 12F509. Toutefois une astuce permet de le faire quand même : d'abord il faut lire le PIC et noter la valeur de la calibration de l'oscillateur (OSCCAL) à la fin de sa mémoire programme. Puis l'effacer comme étant un PIC 16F84. Puis re-sélectionner le PIC 12C509 et vérifier la virginité du chip (au besoin, recommencer l'effacement, toujours comme étant un PIC 16F84). Après ça, charger le firmware, éditer manuellement la calibration de l'oscillateur à la fin de la mémoire et programmer le PIC.

Réglage de la durée

Une fois la pièce programmée et installée, la minuterie devrait vous obéir au doigt et à l'oeil :). Il reste à configurer sa durée.

ATTENTION : le réglage devra s'effectuer en étant débranché du secteur depuis une dizaine de secondes pour éviter tout risque de choc électrique.

En l'absence de tout cavalier, la durée de la minuterie est égale au temps de base, soit 5 minutes. La présence du cavalier JP1 ajoute 5 minutes, celle de JP2 ajoute 10 minutes, et celle de JP3 20 minutes. En combinant les trois, on peut donc ajouter jusqu'à 35 minutes au temps de base, permettant ainsi d'atteindre une durée maximale de 40 minutes. Sur l'image ci-contre, par exemple, la présence de JP1(à droite) ajoute 5 mn au temps de base et celle de JP3(à gauche) ajoute 20 mn, ce qui correspond à une durée totale de 30 minutes.

Liens Utiles

Kicad : logiciel de CIAO
Piklab : environnement de développement intégré pour PIC
Programmateur de PIC 12C508/16F84 série, auto-alimenté, facile à réaliser
Etronics : Fabrication de circuits imprimés bon marché et de qualité
IC-Prog : programmation de PIC sous Windows®
Documentation du PIC 12F509 de Microchip

Dons

Ce travail de conception a été fait à l'aide de logiciels libres et gratuits. Il est offert gratuitement et sans limitation. Malgré tout certaines choses ont un coût : l'hébergement de ces pages en a un, et puis il faut aussi nourrir la bête pendant qu'elle travaille à mettre au point, tester ces réalisations et à écrire une documentation claire et lisible, ce qui manque souvent. C'est pourquoi j'ai ajouté les magnifiques boutons PayPal ci-dessous afin que ceux qui profitent de mon travail et qui ne pourraient s'empêcher de vouloir me payer un café, une bière ou une pizza puissent le faire. Faire un don sur le site Paypal est aussi le moyen de me contacter et d'obtenir une réponse rapide. Même les plus petits dons sont les bienvenus. Merci.


Il est bon d'avoir à soi quelque chose, pour le donner. [Paul Claudel]

Téléchargements

Télécharger le Schéma en PDF A4
Télécharger le Typon en PDF A4
Télécharger le firmware pour le micro-contrôleur