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10 – Un boitier en Légos

J’aime beaucoup les Légos, les possibilités sont sans limites, et c’est très pratique pour réaliser de petits boitiers fonctionnels et sur mesures 🙂 En attendant que les imprimantes 3D deviennent abordables, je n’ai pas trouvé mieux 🙂

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Comme vous pouvez le constater sur la photo ci-dessus, la carte du Pi correspond, à 1 mm près, à 7 x 11 plots de Légo. Ce qui fait que la carte tient parfaitement en place, avec très peu de jeu. Le circuit Velleman VM188 occupe lui 6 x 10 plots. L’ensemble tient tout juste sur une hauteur de 3 rangées de Légo. On pourrait penser que ça a été fait pour 😉

Il ne reste qu’à placer le couvercle, et à positionner le régulateur de tension 🙂

imageIMPORTANT : Lorsque l’on abaisse une tension comme ici, en passant de 12V à 5V, il y a une partie de l’énergie qui est « absorbée » par le circuit. Pour connaître la puissance absorbée ou « dissipée » en Watt par le circuit, il faut faire la différence entre la puissance du courant de sortie et celle du courant d’entrée P diss = P out – P in. On obtient la puissance en faisant le produit de la tension et de l’intensité du courant P = U x I. Si on considère que le Pi tire environ 700 mA, soit 0,7 A, on obtient P diss = 12 x 0,7 – 5 x 0.7 = 4,9 W. Sur ces 4,9 W de puissance dissipée, une partie sera convertie en chaleur, c’est l’effet Joule. Ce qui veut dire que le module va chauffer ! C’est pour cela que le régulateur de tension  KEMO M015N est équipé d’une patte en métal qui sert de radiateur, et  qui peut être vissé à un radiateur plus grand en cas de besoin. Sur la datasheet du régulateur de tension  KEMO M015N il est précisé qu’au-delà de 3W dissipé, il est conseillé de laisser respirer le module et de ne pas l’enfermer. Au-delà de 6W, il est vivement recommandé d’utiliser un radiateur pour refroidire le module.

Comme le régulateur de tension  KEMO M015N risque de chauffer, je vais le positionner au dessus du boitier, en laissant bien respirer la patte en métal. Voici le résultat final :

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Tout à fait à gauche, le domino qui fera le lien avec le faisceau électrique de l’allume-cigare. A droite, la carte son prête à être connectée à l’autoradio 🙂

Baptisé Carpo (en référence à une lune de Jupiter), le module est presque complet. Il me reste le circuit capacitif pour l’extinction du dispositif à ajouter 🙂

8 – Alimentation du Pi dans la voiture 2/3 – Allumage

Au démarrage de la voiture

Le problème

Si nous branchons simplement le Pi sur un abaisseur de tension, que se passe-t-il lorsque nous entrons dans notre voiture et démarrons le moteur :

  1. On entre la clé, et on met le contact (petit pique de tension)
  2. A ce moment là, du courrant est disponible sur le circuit électrique et le Pi boot
  3. On tourne la clé à fond pour démarrer le moteur (grosse chute de tension + parasites)
  4. Là, l’appel de courant du démarreur est tel que plus rien n’est disponible pour le Pi, qui s’éteint, privé de courant
  5. Le moteur tourne (tension relativement stable selon usage des équipements de la voiture)
  6. Du courant est à nouveau disponible, et le Pi boot à nouveau

Pour faire simple, notre pauvre Pi s’en prend plein les carreaux… Subissant piques et chutes de tension, parasites, multiple boots et extinctions sauvages… On peut s’attendre à réduire considérablement la durée de vie du Pi, voir à sérieusement l’endommager dès les premières utilisations.

La solution

La première chose à faire est de choisir un régulateur de tension continue stabilisé et anti-parasite. Ceci permettra d’absorber les variations importantes du courant pour fourrnir une tension propre et stable au Pi.

imageLe régulateur de tension  KEMO M015N disponible chez Conrad notamment, répond à ces exigeances. Il permet de choisir la tension de sortie voulue (5V pour  le Pi), et accepte une tension d’entrée entre 6V et 28V (parfait pour les 12V fournis par la prise allume cigare).

Ensuite, il faut empêcher le Pi de booter lorsque l’on met le contact avant de démarrer le moteur, et le démarrer seulement une fois que le moteur tourne. Pour cela, il convient d’ajouter un petit circuit de tempo équipé d’un relais, qui n’autorisera l’arrivée du courrant au Pi qu’au bout de quelques secondes.

ar-module-vm188-377C’est alors que j’ai repensé au circuit de tempo Velleman VM188 que j’aurais pu utiliser pour mon projet Pi TimeLapse. En effet, ce petit circuit alimenté en 12V (comme c’est pratique 😉 ), peut être utilisé de plusieur façons, et notamment, déclancher le relais après un nombre de secondes déterminé. En déclenchant le relais au bout de 10 secondes, le Pi ne sera pas alimenter entre le moment où vous mettez le contact et le moment où vous démarrez le moteur.

Un mot sur le circuit de tempo Velleman VM188 : Quelque soit votre projet, si vous avez besoin d’une minuterie à sortie sur relais, c’est LE kit qu’il vous faut ! Vous pouvez le trouver entre 15€ et 20€ (pas donné mais très fonctionnel…), et faire fonctionner sur des temps allant de 1 seconde à 60 heures selon 4 modes :

  • démarrage avec impulsion (démarre allumé)
  • démarrage avec pause (démarre éteint)
  • activation et désactivation unique (s’allume ou s’éteint après un certain temps)
  • fonctionnement cyclique (s’allume puis s’éteint en boucle, on peut choisir la durée d’allumage et la durée de coupure pour chaque cycle)

Le relais équipé est prévu pour des courants de 230V sur 16A, vous avez donc de quoi programmer l’alimentation tout ce que vous souhaitez dans votre maison, voiture, panneaux solaires,…

Voici le schéma complet du montage :

UntitledAvec ce montage, j’assure à mon Pi une alimentation propre, sans danger pour ma voiture 🙂

Reste à gérer la coupure brutale de courant lorsqu’on éteint le moteur…