Accueil

Electronique : Dépressiomètre électronique

Le réglage de la synchronisation des carburateurs a toujours été délicat sur les motos.

Des outils existent pour aider à réaliser ce réglage, mais ils sont relativement chers pas toujours très efficaces. Cela va des dépressiomètres à cadran au célèbre Twinmax. Les dépressiomètres à cadran sont relativement peu précis, et la mesure manque souvent de stabilité. On peut aussi citer la mesure avec un tube en U rempli de mercure, mais le mercure est désormais à éviter pour sa toxicité, et il faut garder en mémoire qu'un millibar de pression vaut environ 0.7mm de colonne de mercure, donc ce n'est pas très précis non plus. Enfin, le fameux Twinmax est nettement plus performant et simple d'utilisation, mais son prix est quand même prohibitif (plus de 100 Euros à ce jour, sans compter les frais de port) et le cadran à aiguille de 2 à 3 cm de large n'est pas vraiment digne d'un appareil moderne. Par ailleurs, le Twinmax ne sait faire que la synchronisation, il ne donne pas la valeur de la dépression et en dispose d'aucune fonction annexe.

La solution est de se fabriquer son propre appareil, dans l'esprit du Twinmax, mais en plus moderne et pour 3 fois moins cher au moins.

J'ai décidé de m'atteler à ce projet et de permettre à tous de fabriquer leur propre appareil en donnant toutes les informations nécessaires ici.

Le concept :

Pour fabriquer cet appareil, il faudra trouver des capteurs de pression absolue aux caractéristiques les plus adaptées possible, un traitement électronique des mesures réalisées, et un affichage simple et clair.

Pour les capteurs, j'ai trouvé un modèle qui me semble tout à fait adapté : il porte le nom barbare de KP215F1701XTMA1, et est en vente chez Farnell.

Cette petite bête mesure 7 mm de côté et est capable de mesurer entre 150 et 1150 mbars absolus, et restitue la valeur entre 0.4 et 4.65 Volts.

Ces capteurs seront les pièces les plus chères du montage, au prix de 5.22 Euros l'unité à ce jour.

Pour l'affichage, un écran LCD à 2 lignes de 16 caractères me paraît tout à fait adapté. Sur la ligne supérieure, on pourra écrire à gauche la valeur de la pression absolue du cylindre gauche, et à droite la valeur de la pression absolue du cylindre droit. La ligne inférieure sera utilisée sous forme de bargraph, la version LCD d'un indicateur à aiguille. Ce genre d'écran se trouve pour moins de 2.50 Euros actuellement. Choisir de préférence un modèle rétroéclairé et ne surtout pas prendre de modèle à interface I2C (facilement reconnaissables car ils ont un deuxième petit circuit électronique derrière).

On pourra si besoin ajouter des interrupteurs ou potentiomètres pour sélectionner d'autres fonctions comme :

L'appareil pourra aussi être amélioré par la suite en ajoutant les fonctions :

Pour l'électronique, cela sera très simple avec une carte Arduino. Je choisis l'Arduino Nano qui a le gros avantage de pouvoir être connectée directement à l'afficheur à l'aide d'un des connecteurs qui sont fournis avec cette carte. Ce genre de carte, du moins les clones chinois (tout à fait légaux, les concepteurs d'Arduino ont choisi de laisser les copies libres de droits) est vendue environ 2.50 Euros actuellement. On choisira un modèle vendu avec les connecteurs non câblés, qui sera beaucoup mieux adapté pour cette application.

Il ne faudra compléter qu'avec 3 résistances, un régulateur de tension 5V, un bouton poussoir et un potentiomètre. Pour ajouter par la suite d’autres fonctions, il suffira d’ajouter quelques composants très bon marché.

Les dernières pièces qu'il faudra se procurer sont les adaptateurs pour raccorder le tuyau souple aux pipes d'admissions. Ces adaptateurs coûtent environ 2 Euros pièce.

Il est à noter pour ceux qui le souhaiteraient, qu'il sera facile de déployer une version de ce dépressiomètre pour 4, voir 6 cylindres sur le même principe.

L'alimentation :

Le réglage des synchros se fait généralement en atelier, et on a forcément accès à la batterie du véhicule. On raccordera donc notre appareil sur la batterie à l'aide de pinces crocodile. Il suffira d'un régulateur 7805 pour transformer le 12V de la moto en 5V, et d'une diode pour protéger le montage contre les étourdis qui le brancheraient à l'envers.

Le reste :

Pas grand chose à dire sur le module Arduino et l'afficheur. Il y a de nombreux articles qui traitent de ces produits sur internet. Nous verrons juste la programmation sur cette page.

Les options :

On pourra ajouter par la suite des fonctions Compte-tours, Dwellmètre et stroboscope à déphasage. Toutefois, vu le faible coût de revient des montages, je me demande s'il ne serait pas préférable de se faire un outil pour chaque fonction.

La réalisation :

Je vais changer un peu l'ordre habituel de ce que l'on trouve actuellement. S'agissant d'un montage évolutif, dont la partie électronique est très simple, je vais commencer par la programmation des fonctions élémentaires : Voltmètre, Dépressiomètre et Synchronisation.

Une carte Arduino Nano dispose de 8 entrées analogiques. Nous utiliseront l'entrée A3 pour le capteur de pression gauche et l'entrée A4 pour le droit

Pour ceux qui voudraient utiliser une autre carte Arduino, l'Arduino Uno convient parfaitement (identique à la Nano mis à part la taille) et l'Arduino Pro mini convient également à condition d'avoir aussi une carte interface CH340 car l'Arduino Pro Mini ne dispose pas de la liaison USB pour sa programmation. En fait dans cette gamme de cartes, l'UNO est faite pour le prototypage, et il est délicat de souder des fils dessus car elle dispose de connecteurs pour des fils démontables ou des cartes empilables. La Pro mini est plutôt faite pour les montages définitifs, elle est très petite mais pas très adaptée pour modifier facilement son programme. Elle aurait été parfaite pour la réalisation actuelle, mais je lui préfère la Nano parce que cette dernière dispose de 11 entrées numériques consécutives d'un côté de la carte, parfait pour brancher l'afficheur à l'aide d'un connecteur rigide qui fera aussi office de fixation.

Pour faire les essais de programmation, des potentiomètres remplaceront avantageusement les capteurs et permettront de visualiser le fonctionnement correct des entrées capteur. Et puis les photos du prototype parleront autant qu'un schéma de câblage.

On commence par raccorder l'afficheur au module Arduino à l'aide des connecteurs rigides donnés avec l'Arduino. les bornes RS, RW et E de l'afficheur avec les D2, D3 et D4 de l'Arduino (bornes de commande de l'afficheur), les D4 à D7 de l'afficheur avec D8 à D12 de l'Arduino (bornes de données de l'afficheur).

         

L'alimentation 5V de tous les éléments de notre montage sera assurée par le module Arduino. Pour faciliter le câblage, j'utilise 2 bandes d'une bonne dizaine de trous, une bande pour le +5V, l'autre pour le 0V. L'alimentation de ce "bus" sera récupérée a l'emplacement de la prise ICSP de l'Arduino, celle-ci n'étant pas utilisée puisqu'on ne programmera pas la carte en assembleur (fils rouge et noir sur le côté gauche de la carte Arduino). Un fil rouge et un noir partent de ce bus pour alimenter l'afficheur (fils les plus à gauche de l'afficheur). Un fil noir part du bus pour le - du rétroéclairage le plus à droite de l'afficheur).

En général, si vous trouvez des schémas type pour ce genre de montage, le contraste de l'afficheur est relié à un potentiomètre et le rétroéclairage est relié à l'alimentation du montage. Ici, j'améliore un peu le système en utilisant une sortie digitale de l'Arduino pour le rétroéclairage, et une sortie PWM de l'Arduino pour régler le contraste. Cela économise un potentiomètre, et ça permet de piloter tout ça par programmation. Le + du rétroéclairage (borne suivante) sera raccordé à la borne 6 de l'Arduino par une résistance de 220 ohms. Le contraste de l'afficheur est raccordé à la borne 5 de l'Arduino.

Cliquer sur l'image pour agrandir

A ce stade, moyennant un petit programme d'une dizaine d'instructions, mon afficheur donne un message d'accueil "Bonjour" pendant 1 seconde, puis un message "Réglage du contraste"

         

On tournera alors le potentiomètre jusqu'à ce la message "réglage du contraste" apparaisse nettement sans qu'on voie les pixels vides. Vous pouvez remarquer les flèches à gauche et à droite de la deuxième ligne qui indiquent qu'on peut utiliser le potentiomètre pour ce réglage.

A noter, ça sera un principe général, la présence des flèches à droite et à gauche des fonctions, qui indiquent qu'on peut changer avec le potentiomètre.

 

Il suffira alors d'appuyer sur le bouton poussoir pour accéder au choix de la fonction.

 

              

    

Toujours le même principe, on choisit la fonction souhaitée avec le potentiomètre et on valide avec le bouton poussoir.

La fonction Synchonisation :

Cette fonction sera l'équivalent du "Twinmax". pour obtenir des valeurs stables, on fera l'acquisition puis la moyenne de 5000 valeurs, ce qui correspond à un filtrage des valeurs sur une seconde environ. Cette valeur pourra être modifiée par la suite si cela s'avère nécessaire, ou même rendue réglable avec le potentiomètre.

L'affichage sera le suivant :

En haut à gauche la valeur de la pression absolue mesurée par le capteur gauche, et à droite la valeur de la pression absolue mesurée par le capteur droit, ceci en mbar abs. Ceci permettra d'approcher le réglage de la synchronisation.

Lorsque la différence de pression entre les deux cylindres est inférieure à 72 mbars, le bargraph permettra de visualiser le réglage de façon plus pratique.

Pour sortir de la fonction et revenir au menu, il suffira d'appuyer sur le bouton poussoir.

La fonction Dépression :

Cette fonction utilise le capteur gauche. On fera l'acquisition puis la moyenne de 5000 valeurs, ce qui correspond à un filtrage des valeurs sur une seconde environ. Cette valeur pourra être modifiée par la suite si cela s'avère nécessaire, ou même rendue réglable avec le potentiomètre.

L'affichage sera le suivant :

En haut la valeur de la pression absolue mesurée par le capteur.

En bas le bargraph permet de visualiser de façon graphique l'évolution de cette pression.

Pour sortir de la fonction et revenir au menu, il suffira d'appuyer sur le bouton poussoir.

Le schéma :

Comme vous pouvez le voir ci-dessous, le schéma de câblage est des plus simples. Il ne nécessite même pas de circuit imprimé. La seule difficulté sera de relier entre elles les différentes masses et les différentes alimentations 5V.

Cliquer sur l'image pour agrandir

 

La liste des composants :

1 module clone d'Arduino Nano ----------- environ 2.50 Euros

Un afficheur LCD 2 x 16 caractères rétroéclairé ----------- environ 2.50 Euros

1 diode 1N4008 ou équivalent ----------- environ 10 centimes

1 régulateur 7805 ----------- environ 50 centimes

2 capteurs KP215F1701XTMA1 -----------  environ 13 Euros

1 résistance 220 ohms ----------- environ 10 centimes

1 potentiomètre 10 kohms linéaire ----------- environ 1.50 Euro

1 bouton poussoir ----------- environ 0.50 Euros

Un bouton pour le potentiomètre ----------- environ 1 Euro

1 Boîtier ----------- récupération

2 adaptateurs ----------- 4 Euros

2 mètres de durite diamètre 6mm ----------- environ 5 Euros

Au total, il y en a pour une trentaine d'Euros, auquels il faudra ajouter des frais de port si vous achetez sur internet. C'est à peu près le tiers du prix d'un Twinmax, pour un appareil qui pourra évoluer par la suite et que vous aurez eu la satisfaction de fabriquer vous même.

 

Réalisation

Utilisation

 

Page en construction, merci de patienter