Voici la deuxième partie de l'article de Rudy Vanclaire : l'osmolateur.
Caractéristiques communes :
- Chaque module tient dans un boîtier de 125 x 105 x 35 mm
- Signalement de l'état à LED
- Commandes par Triac
- Chaque module a sa propre alimentation secteur mais si on construit les 2 modules, une seule est nécessaire.
Gestion du niveau - réacteur à Hydroxyde - caractéristiques :
- Détection du niveau par cellule photoélectrique
- Très faible différence de niveau (de l'ordre du millimètre)
- donc nombreuses petites osmolations (chez moi, 42 osmolations de 75 ml par jour)
- Activation du brassage du réacteur à la fin de chaque osmolation
- Blocage d'osmolation après chaque brassage
- Sécurité niveau bas pour pompe de circulation
Description du système d'osmolation
Principes
Tous les systèmes que je connais utilisent des capteurs à flotteur pour lesquels la différence de niveau pour que le contact s'ouvre ou se ferme est de l'ordre du centimètre; un cm dans une zone de 6 dm² (exemple de ma décantation) conduit à ajouter chaque fois 600 ml d'eau en une fois, ce qui me semble beaucoup pour un réacteur à hydroxyde.
J'ai préféré utiliser un émetteur-récepteur infrarouge dont la différence est de l'ordre du millimètre ce qui permet d'injecter beaucoup moins d'eau de chaux à la fois, évidemment beaucoup plus souvent. L'autre avantage est que ça ne s'use pas : un bout de frigolit blanc posé sur l'eau permet à la cellule située à l'extérieur du bac de "voir" le niveau à travers le verre; il faut le coller contre la vitre, sinon il se voit lui-même dedans; enfin ce détecteur se trouve facilement et ne coûte que 1,50 € !
Il m'a semblé que le meilleur moment pour brasser l'hydroxyde est à la fin de l'osmolation; j'utilise le réacteur de Mars avec une MJ250 qui tourne 20 secondes (si ce temps ne vous convient pas, il est facile de le modifier).
Une nouvelle osmolation ne peut commencer que 30 minutes au moins après le brassage (à nouveau, ce temps est modifiable).
Enfin, j'ai ajouté un second détecteur IR qui arrête la pompe de circulation pendant 10 minutes (modifiable) en cas de niveau bas. L'interconnexion avec le module de brassage est telle que les pompes de brassage s'arrêtent aussi; ainsi en déclenchant l'arrêt à la main, on obtient une pause pour nourrissage.
Description du circuit (voir figure 2)
T1 est le détecteur IR composé d'une LED infrarouge et d'un phototransistor dans le même boîtier; c'est un cube de 7 mm de côté; voir figure 3.
Quand le niveau est haut, la LED "H" est allumée.
Quand le niveau descend, le phototransistor n'est plus éclairé par la lumière de la LED infrarouge réfléchie, la LED "H" s'éteint et la pompe de l'osmolateur (Os1 & Os2) est activée via la porte U1c, l'opto-coupleur et le triac.
Quand le niveau redevient haut, le temporisateur U2 est déclenché pour 30 minutes et le temporisateur U4 pour 20 secondes; ce dernier met en fonction la pompe de brassage (Ca1 & Ca2) via son opto-coupleur et son triac.
Tant que U2 est activé, la pompe de l'osmolateur ne peut plus tourner; si pendant cette période le niveau devenait à nouveau bas, cette anomalie temporaire serait signalée par la LED clignotante "Delay".
Un second détecteur IR T2 déclenche le temporisateur U3 pendant 10 minutes si le niveau était vraiment trop bas, ce qui coupe la pompe de circulation (P1 & P2) normalement alimentée par son opto-coupleur et son triac. Via la sortie "Stop" connectée à l'entrée du même nom du module de brassage, on arrête aussi ces pompes. En déclenchant volontairement ce temporisateur en mettant l'entrée "Pause" au "plus" on a donc une pause de 10 minutes pour nourrissage.
Mise en œuvre
Ne pas oublier les 4 ponts de câblage.
Le circuit imprimé est fixé au fond du boîtier à l'aide d'entretoises de 5 mm; il vaut mieux isoler le fond du boîtier à l'aide d'une feuille de plastique.
Ne jamais oublier qu'une partie du circuit est reliée au secteur !
Si les 2 modules sont utilisés conjointement, les bornes Gnd, Vcc et Stop sont reliées ensemble; il faut câbler l'alimentation d'un seul des 2 modules.
On peut aussi connecter une ampoule de 6V 50mA entre Stop et Gnd : elle s'allumera pendant les 10 minutes de pause.
Chez moi, le module "niveau" est près de la décantation, à la cave, et le module "brassage" près du bac au rez-de-chaussée; j'ai installé dans le module brassage un bouton poussoir lumineux; le bouton est relié entre Vcc et Pause et le témoin entre Stop et Gnd; ainsi, quand je pousse sur ce bouton (près du bac), la pompe de circulation (à la cave) et les pompes de brassage (dans le bac) s'arrêtent toutes 10 minutes, cet état étant signalé par le témoin allumé du bouton.
Les 2 détecteurs de niveau sont soudés sur un petit bout de circuit imprimé qui reçoit aussi la résistance R1; je n'ai pas joué au bout de frigolit qui flotte parce que je n'y ai pas pensé; le petit circuit se trouve dans un boîtier (75x50x27 mm) traversé par une tige terminée par un flotteur qui flotte (tiens !) dans la décant; sur la tige est collé un bout de papier blanc qui vient en face du détecteur du haut ou du détecteur du bas; en position médiane, il se trouve entre les 2 détecteurs, donc en face d'aucun d'eux; voir photo; le tout est relié au boîtier principal via un câble a 3 conducteurs + masse;voir figure 4 et photos 3 et 4.
Le boîtier est relié à un bloc à 4 prises bricolé de manière à avoir accès aux 4 prises indépendamment; le secteur arrive sur une prise qui sert à brancher l'écumeur, le module est alimenté de cette prise via les bornes AC1 & AC2; les 3 autres prises étant reliées aux sorties du module par de petits bouts de câble (pompe de circulation, pompe de l'osmolateur, pompe de brassage du réacteur à calcium); voir photo 5.
Les photos 6 & 7 montrent l'osmolateur boîtier ouvert et fermé; la photo 8 est une vue d'ensemble : à gauche l'osmoseur, à côté du réacteur, à droite la réserve à côté de l'osmolateur et du bloc de prises.
La réserve est alimentée par une électrovanne commandée par un micro-switch; un flotteur (petite bouteille en plastique lestée) est pendu au levier du micro-switch par un fil Nylon.
Pour modifier éventuellement les durées, T = 1,1 R C
Calcium C3 = 220 µF R7 = 100k T = 24 sec R7 ~ 4.000 T
Nourrissage C4 = 1000 µF R13 = 680 k T = 748 sec (12 min) R13 ~ 900 T
Inhibition C2 = 1000 µF R10 = 1M5 T = 1.650 sec (27 min) R10 ~ 900 T
Liste des composants
+2 détecteur CNY70 T1, T2
1 résistance 390 W R1
2 résistances 22k R2, R3
1 résistance 100k R4
2 résistances 330 W R5, R6
1 résistance 100k R7
3 résistance 120 W R8, R11, R14
1 résistance 1k R9
1 résistance 1M5 R10
2 résistance 1k R12, R15
1 résistance680k R13
1 résistance 5k6 R16
1 74HC1322 NAND trigger U1
2 ICM7555 ou TLC555 (555 CMOS) U2, U4
1 NE555 ou LM555 U3
2 0.1 µF C1, C6
3 1000 µF C2, C4, C5
1 220µ C3
1 10 µFF C7
1 15 µFF C8
D10, D11, D12, D13 1N4148
Led 5 mm
1 Led 5 mm clignotante (Delay)
3 Optocoupleurs Triac MOC3041
3 triacs boîtier isolé BTA 08-400
1 Transfo 2 x 9 V 2 VA
Régulateur 7806
16 bornes à vis
La figure 6 montre l'aspect du circuit imprimé de 95 x 115 mm terminé, la figure 7 l'aspect de la face avant 105 x 125.
Les dessins "osmolateur" et "osmolateur composants" permettent de reproduire le circuit imprimé de 95 x 115 mm; la face avant est bien visible en photo 7.
Les témoins doivent être interprétés comme suit
Pump : la pompe de circulation tourne; état normal; ce témoin n'est éteint qu'en cas de niveau trop bas ou en cas de nourrissage
Hi : le niveau est haut; état normal
Lo : le niveau est bas; la pompe de circulation s'arrête; en général, l'eau contenue dans la tuyauterie élève à nouveau le niveau et ce témoin s'éteint, sauf si le niveau est vraiment très bas
Delay (clignotant) : le niveau n'est pas haut (Hi est éteint) mais le réacteur a tourné il y a moins de 30 minutes; dès ce temps écoulé, l'osmolation va avoir lieu
Os : osmolation; Hi et Delay sont éteints; la pompe d'injection tourne jusqu'à ce que le niveau soit à nouveau haut
Ca : brassage du réacteur juste après une osmolation
Pour vous donner une idée, voici la liste des pièces principales (on n'y trouve par exemple aucune résistance) pour les 2 modules et leurs références et prix (encore en Francs français) chez Selectronic; le total est d'environ 100 €.
|
Désignation |
Ref |
Nbre |
PU |
Total |
|
MOC3041 |
22.7083 |
7 |
14,00 |
98,00 |
|
Lot de 10 BTA08-400 |
22.4022-10 |
1 |
65,00 |
65,00 |
|
CNY17 |
22.7934 |
1 |
4,00 |
4,00 |
|
CD4020 |
22.4212 |
1 |
6,00 |
6,00 |
|
CD4006 |
22.4201 |
1 |
5,00 |
5,00 |
|
74HC132 |
22.7071 |
1 |
4,00 |
4,00 |
|
CD4077 |
22.4245 |
1 |
4,00 |
4,00 |
|
74HC367 |
22.8231 |
1 |
5,00 |
5,00 |
|
CNY70 |
22.7391 |
2 |
10,00 |
20,00 |
|
ICM7555 |
22.3894 |
3 |
6,00 |
18,00 |
|
Régulateur +6V 7806 |
22.4027 |
1 |
5,00 |
5,00 |
|
Lot de 2 10µF 25V radial |
22.9221-2 |
1 |
3,00 |
3,00 |
|
Lot de 2 10µF 25V axial |
22.7585-2 |
1 |
2,50 |
2,50 |
|
Lot de 10 ZU5 100nF 50V radial |
22.2855-10 |
1 |
19,00 |
19,00 |
|
220µF 16V |
28.8732 |
1 |
2,50 |
2,50 |
|
1000µF 16V radial |
22.6651 |
4 |
4,00 |
16,00 |
|
RM6 (125x35x105) |
22.2317 |
2 |
55,00 |
110,00 |
|
Transfo 2x9V 2VA |
22.6533 |
1 |
39,00 |
39,00 |
|
Cordon secteur CEE |
22.0594 |
6 |
10,00 |
60,00 |
|
Lot de 10 entretoises 5mm |
22.9110-310 |
1 |
7,00 |
7,00 |
|
Coffret BIM2000 75x50x27 |
228131-2 |
1 |
21,00 |
21,00 |
|
Bornier 2 contacts 7,62mm |
22.7405 |
3 |
7,00 |
21,00 |
|
Bornier 3 contacts 7,62mm |
22.7406 |
4 |
10,00 |
40,00 |
|
lot de 3 LED rouge |
22.2536-3 |
2 |
3,00 |
6,00 |
|
lot de 3 LED jaune 5mm |
22.2540-3 |
2 |
3,00 |
6,00 |
|
lot de 3 LED verte |
22.2538-3 |
1 |
3,00 |
3,00 |
|
LED clignotante 5mm rouge |
22.2560 |
1 |
5,00 |
5,00 |
|
Lot de 10 clips LED 5mm |
22.5109-10 |
2 |
9,00 |
18,00 |
|
Total commande |
|
|
|
613,00 |
Figure 2 : Cliquez pour agrandir
Figure 3
Figure 4
Implantation - Cliquez pour agrandir
Osmolateur
Photo 1
Photo 2
Photo 3
Photo 4
Photo 5
Photo 6
Photo 7
Photo 8
Rudy Vanclaire
