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Conversion basse tension d'un thermostat industriel low-cost

Made in Chinois

Image d'entête

par skywodd | | Licence (voir pied de page)

Catégories : Projets | Mots clefs : Hack Thermostat

Cet article a été modifié pour la dernière fois le


Dans ce projet, je vous propose de modifier un thermostat industriel low-cost pour en faire un thermostat basse tension fonctionnant directement depuis une alimentation 12 volts. En bonus, je vous présenterai un boitier DIY pour deux thermostats à imprimer en 3D.

Sommaire

Bonjour à toutes et à tous !

Afin de réguler la température dans une enceinte fermée, j'ai eu besoin d'acheter un thermostat. Rien de bien passionnant, je vous l'accorde.

Initialement, en bon bricoleur, j'avais prévu de faire mon propre thermostat avec une carte Arduino, un capteur de température et un relais. Mais le temps me manque cruellement en ce moment et j'ai dû me résoudre à acheter un thermostat dans le commerce. Oui, je sais, c'est déplorable.

J'ai donc cherché sur internet et je suis tombé sur ce thermostat. Pas cher, plein de commentaires positifs et un prix relativement intéressant. Le texte en chinois et l'aspect du plastique ne laissent pas de place au doute, c'est du made in chinois, mais qu'importe.

Le thermostat

Thermostat chinois

Le thermostat

Thermostat chinois démonté

L'intérieur du thermostat

Pour être franc, vu l'aspect et le prix, je m'attendais à recevoir un thermostat à usage unique, ou pire, un thermostat avec des mesures de température complètement fausses. Mais pas du tout.

Ce que j'ai reçu est un thermostat qui tient la route, qui est solide et qui se paye même le luxe d'être électriquement "pas trop mal". Très franchement, je suis agréablement surpris.

Il peut faire chauffage ou refroidissement. Il dispose d'un certain nombre de fonctions bien pratiques et accessoirement, il fonctionne et donne des mesures de température précises. Ce n’est vraiment pas si mal pour un truc chinois à 10€.

Analyse interne d'un thermostat chinois

Analyse interne du thermostat

L'électronique du thermostat est relativement basique comme on peut s'y attendre.

Les 220 volts du secteur arrivent sur un bornier qui est directement relié à un transformateur 12 volts avec fusible intégré (enfin, en théorie, je ne suis pas allé vérifier à l'intérieur).

Rien que la présence d'un transformateur est miraculeuse pour une carte chinoise. Je m'attendais plutôt à trouver une alimentation capacitive (un grand classique chinois).

La partie alimentation est loin d'être parfaite, et clairement, sans la conversion basse tension présentée dans le chapitre suivant, j'hésiterai à relier ce thermostat au secteur tel quel. Il est marqué norme CE, mais comment dire, j'ai un gros doute.

S'il y a bien une chose que j'ai apprise avec les produits chinois, c'est de ne JAMAIS faire confiance au câblage, aux câbles d'alimentation et aux sigles affichés sur les produits.

Avec les produits chinois, il faut partir du principe que toute indication soit fausse ou mensongère jusqu'à preuve du contraire.

Le relais de commutation est un relais 10A, rien de bien fabuleux. Sa durée de vie ne doit pas être extraordinaire, mais pas catastrophique non plus.

Le cerveau du thermostat est un microcontrôleur Holtek. Il communique avec une mémoire EEPROM externe pour récupérer les données de calibration et les réglages. L'affichage est géré par un TMC1640 qui est un contrôleur d'affichage 7-segments très répandus dans les produits chinois.

Analyse interne d'un thermostat chinois (suite)

Analyse interne du thermostat (suite)

La partie affichage est ultra simple : deux LEDs (chauffage / refroidissement), un afficheur 7-segments à 3 digits et quatre boutons.

Conversion basse tension

Après une vérification rapide du bon fonctionnement du thermostat, j'ai commencé la conversion basse tension. L'idée est de pouvoir alimenter le thermostat en 12 volts au lieu de 220 volts. C'est quand même beaucoup plus sûr.

Conversion basse tension d'un thermostat chinois (étape 1/2)

Etape 1 / 2

La première étape consiste à retirer le transformateur.

Surprise, on découvre en dessous du transformateur tout le nécessaire pour faire une alimentation capacitive. Ce genre d'alimentation est tellement classique que j'aurai été bien étonné s'il les concepteurs de ce thermostat n'avaient pas prévu cette variante.

La sortie 12 volts du transformateur d'origine arrive directement sur l'entrée d'un pont de diodes, dont la sortie est reliée à un régulateur linéaire 5 volts ultra-classique avec deux condensateurs de lissage de tension.

PS On remarque au passage qu'il y a deux empreintes de relais : petit modèle et gros modèle (sûrement pour un relais statique). Et le relais a sa diode de roue libre en plus de son transistor de commutation.

Conversion basse tension d'un thermostat chinois (étape 2/2)

Etape 2 / 2

Pour terminer la conversion, il suffit de câbler les deux pistes du bornier à l'entrée du pont de diode. En fait, on supprime simplement le transformateur.

PS Inutile de dessouder le pont de diode. Il protège le circuit contre les mauvais câblages.

Test post-conversion du thermostat chinois

Test post-conversion

Un petit test avec une alimentation d'atelier et voilà.

Bonus : Boitier double thermostat

Boitier pour thermostat chinois (avant)

Vue avant

Pour mon projet, j'avais besoin d'un boitier pouvant contenir deux thermostats.

Boitier pour thermostat chinois (vue 3D)

Vue 3D

J'ai utilisé SolveSpace pour faire un boitier que j'ai imprimé avec mon imprimante 3D.

Boitier pour thermostat chinois (arrière)

Vue arrière

J'ai laissé dépassé légèrement l'arrière des thermostats pour pouvoir gérer les câbles. Le tout passe tout juste dans l'emplacement que j'avais prévu (85 x 85 x 85 mm).

Sur chaque côté, j'ai prévu deux fenêtres pour accéder aux clips de fixation orange des thermostats. Au cas où un remplacement ou modification soit nécessaire dans un futur plus ou moins proche.

Le fichier source pour SolveSpace est disponible ici et le fichier STL ici.

Bonus : Réglage du thermostat

Comme le manuel fourni est en engrish (un mélange d'anglais et de chinois traduit), voici comment régler le thermostat sans se prendre la tête.

Le bouton S permet d'entrer dans le menu de configuration avec un appui long (> 3 secondes). Un appui court permet de choisir la température cible. Ce même bouton permet de sélectionner un sous-menu ou valider une valeur saisie.

Le bouton R permet de revenir au menu précédent. Un appui long (> 3 secondes) force les paramètres par défaut.

Les boutons haut / bas permettent de naviguer dans les menus et de choisir les différentes valeurs.

Dans le menu de configuration, chaque sous-menu permet de configurer un paramètre différent.

  • HC permet de configurer le mode (H pour chauffage, C pour refroidissement),

  • CP permet de choisir la plage d'hystérésis. Exemple : mode refroidissement, cible 25°C, hystérésis de 2°C -> le relais s'active à 27°C et s'arrête à 25°C.

  • LA permet de choisir la limite basse de température. Cela permet d'éviter les erreurs de configuration.

  • HA permet de choisir la limite haute de température.

  • PU permet de choisir le délai avant modification de l'état du relais. Je suppose que cela est utile quand on dispose d'un système qui ne doit pas s'allumer / éteindre plus de N fois par minute.

  • CA permet de compenser un défaut du capteur de température si jamais la mesure est un peu trop haute ou basse. Personnellement, mes deux thermostats étaient parfaitement bien calibrés.

N.B. Un appui sur la touche bas pendant plus de trois secondes permet de verrouiller ou déverrouiller la modification des paramètres.

PS Si le capteur de température est HS, mal câblé ou que la température est hors de la plage de mesure, l'affichage affiche HHH (court circuit / trop chaud) ou LLL (mauvais câblage / trop froid).

Conclusion

Ce projet est désormais terminé.

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