Compte-Rendu de la session de R&D d’Avril 2019 concernant la mise au point d’un laboratoire dédié à la mesure, aux essais et à la préparation en vue de la certification de Poêles de Masse. Premiers bancs d’acquisition avec sonde de température et pression, et développement logiciel associé.

Cette session s’est déroulée en amont des sessions concernant le projet de Poêle de Masse pour Tiny-House

1. Résumé

Dates Participants Objectifs

Début : 22 avril 2019

Fin : 25 avril 2019

  • Acquérir et stocker les mesures de température de thermocouples type K, type N

  • Acquérir et stocker les mesures de différence de pression d’un capteur SDP810-125PA

  • Développer un outil logiciel Python pour gérer l’acquisition et le stockage des données

2. Sujets Traités

2.1. Mise en oeuvre d’un banc minimal de mesure

Pour avoir un banc de mesure minimaliste et pouvoir commencer des premiers tests rapidement, il a été décidé d’approvisionner les élements qui suivent. L’objectif étant de pouvoir mesure température et différence de pression.

Dans la mesure du possible, nos choix ont été orientées pour utiliser du matériel et des logiciels le plus ouverts possible.
C’est à dire publié sous licence libre pour que chacun puisse réutiliser et reproduire ce banc de test.

Le laboratoire de l’AFPMA (Association Française du Poêle Maçonné Artisanal) utilise des modules T7 Pro et accessoires associés, ainsi que LabJack comme système d’acquisition de données. Ces solutions étant propriétaires et avec des coûts de licence, nous avons fait un choix différent au prix de devoir développer nous-même certaines parties.

Le matériel a été choisi pour permettre une acquisition :

  • via un module USB d’acquisition de signaux et en utilisant un ordinateur existant pour coordonner l’acquisition et le stockage des données [Configuration 1]

  • via un mini-ordinateur, autonome (Raspberry PI) qui sait faire les deux : acquisition et stockage des données [Configuration 2]

2.1.1. Aspect Matériel

Rasbperry Pi 2 et 3

Un mini ordinateur pour environ 30€ qui peut communiquer avec des capteurs et actionnaires via des entrées/sorties analogiques ou numériques.

Amplificateurs pour Thermocouples MAX31855 (type K), et MAX31856 (type N)
Module d’interfaçage USB-GPIO : FT232H

Permet l’acquisition des données issues des capteurs directement par USB, sans utiliser une Rasbperry PI.

2.1.2. Aspect logiciel

Au niveau du logiciel, nous avons décidé d’implémenter notre propre logique d’acquisition et de réutiliser les librairies et drivers pour faire l’acquisition des données des capteurs.

Python a été utilisé comme language de programmation. Nous avons pu mettre au point un premier petit programme qui fait l’acquisition de ces données à intervalles réguliers puis l’enregistre dans un fichier CSV.
Ce fichier est ensuite traité et analysé par d’autres outils disponibles (LibreOffice par exemple).

Nous n’avons pas encore publié le code source de nos programmes au public, nous attendons que le code soit plus stable, configurable facilement et documenté.

2.1.3. Configurations envisagées

Voici les deus configurations et leur schéma de principe.
Nous avons testé les deux approches en parallèle :

Configuration 1 : Acquisition via FT232H

schema principe ft232h

Configuration 2 : Acquisition via Raspberry PI

schema principe rpi

3. Suivi

3.1. Temps Passé

Date Heures Participants Actions

22 avril 2019

5h

Rafael Dos Santos Guillaume Augais

Préparation des composants, schéma de principe, câblage

23 avril 2019

7h

Rafael Dos Santos Guillaume Augais

Développement logiciel python, code pour premiers tests

24 avril 2019

7h

Rafael Dos Santos Guillaume Augais

Developpement des deux approches : FT232H ou RaspberyPI

25 avril 2019

3h

Rafael Dos Santos Guillaume Augais

Developpement des deux approches : FT232H ou RaspberyPI

3.2. Equipement & Matériel

Voici la liste du matériel d’acquisition qui a été utilisé, leur origine et prix à la date d’achat.

La Raspberry PI n’est pas mentionnée, nous avons essayé les modèles 2 et 3.

Les câbles et connecteurs ne sont pas précisés. Quand le banc d’acquisition sera finalisé, nous publierons plus en détails sa liste constitutive.

3.2.1. TC Direct

Désignation Fournisseur Qté PU HT Origine

Thermocouple Type N Pyrosil 3.0x500mm

TC Direct

6

21 €

Mise à disposition Guillaume Augais

Thermocouple Type K Pyrosil 3.0x500mm

TC Direct

6

16.80 €

Mise à disposition Guillaume Augais

Bobine 25m Cable KX PVC MEPLAT A30KX A30KX

TC Direct

1

27.90 €

Mise à disposition Guillaume Augais

Bobine 25m Cable NX PVC MEPLAT A30NX A30NX

TC Direct

1

29.30 €

Mise à disposition Guillaume Augais

Connecteur Miniature Mâle Type K

TC Direct

6

2.10 €

Mise à disposition Guillaume Augais

Connecteur Miniature Femelle Type K

TC Direct

6

2.10 €

Mise à disposition Guillaume Augais

Connecteur Miniature Mâle Type N

TC Direct

6

2.10 €

Mise à disposition Guillaume Augais

Connecteur Miniature Femelle Type N

TC Direct

6

2.10 €

Mise à disposition Guillaume Augais

Montant total HT et hors livraison : 334.40 €

3.2.2. Adafruit

Désignation Fournisseur Qté PU HT Origine

FT232H-USB-GPIO

Adafruit via McHobby

2

15.78 €

Mise à disposition Guillaume Augais

Amplificateur Thermocouple MAX31855 - V2.0

Adafruit via McHobby

6

15.01 €

Mise à disposition Guillaume Augais

Adafruit Universal Thermocouple Amplifier MAX31856 Breakout [ADA3263]

Adafruit via Amazon

6

21.87 €

Mise à disposition Guillaume Augais

Montant total HT et hors livraison : 252.84 €

Licence